六采区设计方案说明书1.docx
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六采区设计方案说明书1
第一章 采区地质概况
第一节 采区概况
六采区南北长约2361m，东西宽约1934m，面积约2.13Km2。
六采区位于井田的西南部（由原三采区、六采区合并而成）。
地面相对位置：
史家营、北风井南侧，前韩家堂村东，平阳寺村北约200m处，前、中、后鲍店村东约200m以西。
井下相对位置：
东以采区煤柱为界与二采区为邻；东南以采区煤柱为界与八采区为邻；南部以平阳寺村庄煤柱为界；西至80m防水煤柱；北以采区煤柱为界与五采区相邻；东北部以采区煤柱为界与一采区为邻。
采区内含2、3（3上、3下）、6层煤，其中主采煤层为3（3上、3下）层煤。
地表受采动影响的村庄有五个，分别为前、中、后鲍店村、前韩家堂、韩家堂。
区内地表地势平缓，总体北高南低，地表高程为+40.1m～+48.6。
泗河自东北向西南在采区的中西部流过，河流宽575～700m，长1850m，河流面积占采区面积1/3多，最大流量3380m3/s（1965.10），为一季节性河流。
六采区相邻已生产采区为一、二、五采区。
一采区仅有1305、1314、1316工作面尚未回采；二采区除了23上05-2N、23下05N、2313尚未回采外，其余工作面均已回采完毕；五采区目前5308、5309、5310三个区段已回采完毕，5307、5306区段北部的5307①、5306①工作面已回采，其余区段尚未回采。
六采区相邻的八采区现尚未进行方案设计。
第二节 采区储量情况
六采区开采对象为山西组的2、3（3上、3下）和太原组的6煤层，其中2煤层局部可采；3煤层全区可采，为主采煤层，3煤层仅在采区的东南角分岔为3上和3下煤层；6煤层不可采（本次不估算储量）。
一、各级储量的划分原则
2煤层为结构简单，厚度不稳定煤层，地质钻孔勘探线距约为500m控制，程度较差，其储量级别均为C级。
3（3上、3下）煤层厚度稳定，结构简单，除地质钻孔勘探线距约为500m外，还有三维地震勘探的控制，网距20m。
煤层的产状已经查明，底板深度已经比较准确控制，除断煤层柱外，其储量级别全部定为A级。
二、储量估算方法和各种参数的确定
1．储量估算方法
采用地质块段法进行储量估算，以水平投影块段面积乘以块段平均煤厚和煤层的视密度，即得出该块段的工业储量。
2．面积的确定
采区内大部分区域煤层倾角＜15°,仅在采区东南部和东部局部煤层倾角大于15°但小于25°，因此直接在煤层底板等高线图（1∶5000）上求出水平面积参与估算。
本次估算采用计算机进行面积的测定。
3．煤层厚度的确定
采用块段内和块段临近具有控制作用的正常见煤点，以算术平均法求得该块段的平均煤厚。
凡是煤层质量等级为“不合格”、“不能用”的见煤点，均不参与估算块段平均煤厚。
采区内大部分区域煤层倾角＜15°，采用煤层伪厚参入估算；个别见煤点的煤层倾角>15°，不再换算成煤层真厚，仍采用煤层伪厚参与估算。
煤层中夹矸的处理∶凡夹矸厚度＞0.05m者予以剔除，≤0.05m者估算在煤厚之内。
4．煤层视密度（容重）的确定
根据精查报告资料，2、3（3上、3下）煤层的视密度均采用1.35t/m3。
5．煤层可采边界的确定
2煤层为局部可采煤层，估算能利用储量的最低可采厚度为0.70m，煤厚在0.60～0.70m之间的储量为暂不能利用储量。
本次计算采用内插法，相临见煤点与不见煤点间距的1/2为零点边界，然后在零点与可采点之间，用内查法求出0.6m和0.7m的边界。
三、煤层风氧化带的确定
根据山东煤炭工业管理局批准的矿井地质报告成果，基岩风氧化带的深度在第四系下垂深为10～14m，故采用14m（第四系下）作为风氧化带深度。
四、各种煤柱的留设原则
1．第四系防水煤柱的留设
根据国家验收委员会批准的矿井地质报告成果（鲁煤管生字【96】760），3煤层防水煤柱为煤层顶板至冲积层底垂高80m。
2煤层防水煤柱的留设按2煤层顶板至第四系底界垂高38m。
防水煤柱与其它非永久煤柱重叠时，以防水煤柱为主。
2．村庄煤柱
村庄资料采用2003年补测的地形图成果。
地表受采动影响的村庄有五个，分别为前鲍店村、中鲍店村、后鲍店村、前韩家堂、韩家堂。
村庄煤柱的留设是按村庄外轮廓为边界，围护带宽度10m，岩移角采用第四系45°、侏罗系65°、煤系75°。
村庄煤柱与其它（防水煤柱除外）非永久煤柱重叠时，以村庄煤柱为主。
村庄与村庄重叠的煤柱，列入距开采区位置远的村庄煤柱内。
3．泗河煤柱
泗河煤柱的留设以河堤外推15m为围护带，然后按第四系45°、侏罗系65°、煤系75°岩移角进行圈定。
4．断煤层柱
断煤层柱按落差大小不同分别留设，其储量级别按C级，落差≥10m～20m断层两侧各留设10m；落差≥20m～30m断层两侧各留设20m；落差≥30m留设50m。
5．采区边界煤柱
采区边界煤柱：
采区与一、二、五采区的边界，以宽度25m（单侧）留设采区煤柱。
五、储量估算结果
将采区范围内的2、3煤层分别分成若干地质块段，计算各块段的储量，然后将各块段的储量相加得出各煤层的工业储量。
采用煤炭工业技术政策的规定，采区回采率分别采用2煤层85%、3（3上）煤层75%、3下煤层80%来估算可采储量。
1．按《生产矿井储量管理规程》储量估算结果
六采区：
工业储量为3020.5万t，有效工业储量为2837.3万t，可采储量为2152.2万t。
3煤层：
工业储量为2750.2万t，有效工业储量为2585.7万t，可采储量为1939.3万t。
3上煤层：
工业储量为11.9万t，有效工业储量为7.6万t，可采储量为5.7万t。
3下煤层：
工业储量为6.6万t，有效工业储量为4.2万t，可采储量为3.4万t。
2煤层：
工业储量为251.8万t，有效工业储量为239.8万t，可采储量为203.8万t。
各类煤柱储量：
六采区的村庄煤柱为1969.1万t，其中3煤层为1812.6万t，2煤层为156.5万t。
泗河煤柱量为662.9万t,其中3煤层为596.0万t，2煤层为66.9万t。
断煤层柱量为49.2万吨，其中3煤层为44.5万t，2煤层为4.7万t。
采区边界煤柱量为134万吨，其中3煤层为120万t，3上煤层为4.3万t，3下煤层为2.0万t，2煤层为7.3万t。
六采区储量计算汇总表单位：
万t
煤层
名称
地质
储量
工业
储量
各级储量
“三下”压煤
永久煤柱
有效工
业储量
开采
损失
可采
储量
可采储量中“三下”压煤
A
B
C
A+B+C
小计
泗河
村庄
断层
边界
2
272.5
251.8
251.8
251.8
223.4
66.9
156.5
4.7
7.3
239.8
36.0
203.8
189.9
3
2750.2
2750.2
2705.7
44.5
2750.2
2408.6
596.0
1812.6
44.5
120
2585.7
646.4
1939.3
1860.5
3上
11.9
11.9
11.9
11.9
4.3
7.6
1.9
5.7
3下
6.6
6.6
6.6
6.6
2.4
4.2
0.8
3.4
合计
3041.2
3020.5
2724.2
0
296.3
3020.5
2632.0
662.9
1969.1
49.2
134
2837.3
685.1
2152.2
2050.4
2．按《煤、泥炭地质勘查规范》储量估算结果
根据《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215-2002）资源量级别的圈定如下：
（1）3煤层（含3上煤和3下煤）以钻探网结合三维地震网圈定，有探明的经济的可采储量（111）和探明的经济的基础储量（111b）。
本次将泗河煤柱和村庄煤柱圈定为探明的可研的边际经济的基础储量（2M11），采取边界煤柱圈定为探明的次边际经济的资源量（2S11）。
（2）2煤层由少量钻孔控制，可采厚度大于0.70m的圈定为控制的边际经济的基础储量（2M22），煤层厚度在0.60～0.70m之间的储量为暂不能利用储量圈定为控制的次边际经济的资源量（2S22）。
（3）断煤层柱圈定为控制的次边际经济的资源量（2S22）。
本次参与资源量估算的煤层有2、3、3上煤和3下煤层。
各煤层计算范围以采区边界控制下的煤层可采边界为界。
通过对本区煤层的资源量进行估算，共获得资源量3041.2万吨，其中探明的经济的可采储量（111）141.9万吨，基础储量2837.3万吨（包括探明的经济的基础储量（111b）188.9万吨，探明的可研的边际经济的基础储量（2M11）2408.6万吨，控制的边际经济的基础储量（2M22）239.8万吨），资源量203.9万吨（包括探明的次边际经济的资源量（2S11）126.7万吨，控制的次边际经济的资源量（2S22）77.2万吨）。
第三节 采区煤层与煤质情况
一、煤层情况
1．主要煤层赋存情况及构造形态
依据钻孔及三维地震勘探资料，区内各煤层赋存深度由北东向西南逐渐变浅，煤层倾角一般为10°～16°，煤层底板起伏明显，尤其是后鲍店村北部附近表现尤为突出。
3煤层底板最低点位于采区东北角鲍4、D52孔附近，标高-354m；最高点位于采区西南角的平阳寺村北约200m处，标高-194m。
在小南湖向斜和Ⅵ-F2正断层之间，构造比较复杂，断层发育。
其余部分构造相对较简单。
区内煤层走向迂回曲折，较大的褶曲有小南湖向斜和鲍厂背斜，另发育有次一级的褶曲。
2．煤层
六采区的开采对象是上组煤，即山西组的2、3（3上、3下）煤层和太原组的6煤层。
3（3上、3下）煤层属结构简单,厚度稳定可采煤层，也是本采区的主采煤层。
2煤层属结构简单,厚度不稳定的局部可采煤层。
6煤层属结构简单,厚度不稳定，为不可采煤层。
2煤层厚度为0～1.50m，平均0.91m，局部可采，大部沉缺，为结构简单厚度不稳定的局部可采煤层，仅在采区的中部和东部可采。
3煤层厚8.35～9.90m，平均厚8.89m，硬度f=3.1～3.9，属半暗～半亮型煤。
煤层厚度稳定，结构简单，条带状结构，层状构造，以暗煤为主，夹镜、亮煤条带，发育内生裂隙；煤层底部灰份较高，煤质较差，煤层上部灰份较低，煤质较好；煤层局部发育有一层0.04～0.05m厚的炭质泥岩夹矸。
3上煤，厚5.87m，硬度f=3.5左右，属半暗～半亮型煤。
3下煤，厚3.24m，硬度f=3.1～3.9，属半暗型煤。
仅在采区的东南端分岔为3上煤层和3下煤层（鲍20钻孔附近），面积约为0.015Km2，层间距为3.17m。
6煤层厚度为0.45～0.76m，平均0.59m，全区分布，零星可采，仅在（88-5）钻孔附近厚度为0.76m，为结构简单厚度不稳定的不可采煤层。
六采区煤层基本情况一览表
煤层
名称
煤层厚度
（m）
结
构
层间距
（m）
煤层稳定程度
可采性指数Km
普氏硬度f
煤层变异系数
夹矸
可采
情况
层数
岩性
厚度
2
0～1.50
0.91
简单
2煤层—3煤层
15.05～25.50
21.41
3上煤层-3下煤层
3.17
3煤层-6煤层
34.35～38.85
37.39
不稳定
0.377
局部可采
3
8.35～9.90
8.89
简单
稳定
3.1～
3.9
0.055
0～2
炭质泥岩、粉砂岩
0.04～
0.05
可采
3上
5.87
简单
稳定
1
3.5
0～2
炭质泥岩
粉砂岩
可采
3下
3.24
简单
稳定
1
3.1～
3.9
0～2
炭质泥岩
粉砂岩
可采
6
0.45～0.76
0.59
简单
不稳定
0.194
0～2
炭质泥岩
不可采
3．煤层顶底板
2煤层：
伪顶不发育；直接顶为页岩或粉砂岩，厚度2.72～9.15m，平均5.57m；老顶为粉砂岩。
直接底为粉砂质泥岩、泥岩、砂页岩或页岩，老底为粉砂岩。
3煤层：
伪顶局部发育，岩性为泥岩，厚度小于0.50m，直接顶为粉砂岩、砂页岩或页岩，富含植物化石，厚度2.20～3.34m，一般为3.24m，泥质胶结，裂隙发育，比较破碎，稳定性较差，硬度f=4～6，单向抗压强度39.22～60.80MPa；老顶为中、细砂岩，厚度15.52～27.11m，一般为21.74m，泥硅质胶结，坚硬致密，比较稳定，单向抗压强度88.25～127.48MPa；直接底为厚度0.30～2.20m，一般0.70m的页岩或泥岩，粉砂岩，泥质胶结，裂隙发育，比较破碎，稳定性较差，硬度f=4～6，单向抗压单向抗压强度40～60MPa；老底为灰色粉细砂岩互层或细砂岩，厚度为厚度8.56～18.77m，平均13.07m，泥钙质胶结，坚硬致密，裂隙不发育，比较稳定，其单向抗压强度约80MPa。
6煤层：
本区内不可采，与3煤层层间距34.35～38.35m，平均37.39m。
二、煤质情况
采区内各煤层均是低变质的气煤，属气煤Ⅱ号。
山西组的2煤层、3（3上、3下）煤层属低灰～中灰分、低硫、低磷、高熔点、中～高发热量煤层。
太原组的6煤层属高硫煤。
第四节 采区地质构造情况
鲍店井田位于兖州煤田的中部，兖州向斜核部的中段，井田构造以褶曲为主。
六采区位于兖州向斜的北翼，总体构造受兖州向斜控制，
采区内地质构造比较简单，以褶曲为主，断层较发育。
地层产状变化较大，从南向北走向为270°～360°～70°，倾向为360°～90°～160°，倾角1°～16°，一般7°。
受断层影响局部区域地层倾角较大（在89-5孔附近和D35孔东南140m附近）。
现将该采区地质构造发育情况阐述如下。
一、褶曲
采区内地层走向近东西向，由于受多期构造运动的影响，由南向北形成了一系列不同级别、不同方向的褶曲，依次为鲍厂背斜、小南湖向斜等。
现分述如下：
六采区主要褶曲控制情况一览表
褶曲
名称
幅度
（m）
轴向
（°）
延展长
度（m）
两翼最大
倾角（°）
控制情况
可靠
程度
小南胡
向斜
100～150
NE52º
2400
12
D52、D54、D40、鲍18、2003-1、鲍4、D49、D35及三维地震勘探资料控制
可靠
鲍厂
背斜
80～130
NE56º
1600
20
2003-2、D53、鲍18、鲍19孔及三维地震勘探资料控制
可靠
1．小南湖向斜
该向斜位于采区中部，轴部经后鲍村村西斜穿泗河，走向为NE52º，核部标高
-350～-170m，在向斜两翼煤岩层倾角较大，西北翼倾角约12º，东南翼倾角约8º，基本上属于对称向斜，区内延展长度1800m左右，幅度100～150m左右。
2．鲍厂背斜
该背斜位于采区东南部，前鲍店村位于轴线中部，轴部走向为NE56º，向东北方向倾伏，背斜两翼倾角较陡，在前鲍店村西南方向背斜轴部较平缓，基本上属于对称背斜，区内延展长度300m左右，幅度80～130m左右。
轴向转折部位断层发育。
3．次级褶曲
除上述鲍厂背斜、小南湖向斜外，区内发育着多个次级褶曲构造。
在鲍厂背斜南侧形成两个小型向斜背斜起伏，轴部走向基本平行于鲍厂背斜；在测区的西北角，即史家营西北角发育有一次级小背斜，轴部走向近NEE,两翼倾角较陡,区内轴长400m左右，幅度10～30m左右。
二、断层
据原有地质资料和三维勘探资料分析，地震勘探共查出断层22条，其中否定原二维资料断层11条，修改断层1条，新发现断层21条，但经1312工作面回采揭露情况表明Ⅵ—F20、Ⅵ—F21断层均不存在，该采区断层总数为20条。
按落差（H）大小来分，10m≤H＜50m的断层5条，5m≤H＜10m的断层7条，H＜5m的断层8条；依断层的控制程度及断层的评级标准分为：
可靠断层5条，较可靠断层9条。
依断层性质分为：
正断层15条，逆断层5条。
另外不排除本采区内存有落差小于5m隐伏断层的可能。
断层情况详见下表：
断层情况一览表
断层名称
性质
倾向
倾角（°）
落差（m）
延展长度（m）
位置
可靠程度
Ⅵ—F1断层
正
NW-W
60－70
0－8
420
西北角
可靠
Ⅵ—F2断层
正
E-SEE
67－75
10
442
西北角
可靠
Ⅵ—F3断层
正
SE
71－76
0－40
1400
南部
可靠
Ⅵ—F4断层
正
NW
61－70
0－5
120
东南角
较可靠
Ⅵ—F5断层
正
SE-S
75－84
0－18
410
南部
较可靠
Ⅵ—F6断层
正
N
70
0－3
140
前鲍店村西北角
Ⅵ—F7断层
正
NW-W
65－75
0－6
230
中鲍店村
较可靠
Ⅵ—F8断层
正
E-NE
65－75
0－10
305
鲍店村东边缘
较可靠
Ⅵ—F9断层
正
S
60－70
0－8
80
东部
较可靠
Ⅵ—F10断层
逆
NE
40－50
5
210
后鲍店村的东边缘
可靠
Ⅵ—F11断层
正
N
69－82
0－10
420
中鲍店和后鲍店的交界
较可靠
Ⅵ—F12断层
正
NW
60－70
0－3
105
89－5钻孔附近
Ⅵ—F13断层
逆
SE
36－53
0－9
700
89－5钻孔南部
可靠
Ⅵ—F14断层
逆
SE
40－50
0－3
65
南部泗河中
Ⅵ—F15断层
正
NW
63－70
0－4
215
南部泗河中
较可靠
Ⅵ—F16断层
逆
NW
60－68
0－4
210
南部泗河中
较可靠
Ⅵ—F17断层
正
NEE
60－72
0－4
110
后鲍店村西边缘
较可靠
Ⅵ—F18断层
正
NNW
60－70
0－3
100
中部
Ⅵ—F19断层
正
NW
60－70
0－3
125
东北部
Ⅵ—F22断层
逆
N
20－30
0－4
80
东北部
第五节 采区水文地质情况
一、六采区水文地质情况
根据矿井勘查报告、相临采区及相临矿井水文地质资料，认为该采区开采2煤层、3煤层时，主要充水含水层为第四系下组砂层、侏罗系上统砂岩（简称红层）、2、3煤层顶板（部）砂岩。
现论述如下：
第四系厚度呈东北部厚，向周围逐渐变薄；不整合于侏罗系上统和二迭系之上，按岩性、颜色、含水性划分为上、中、下三组。
上组厚78.34～84.68m，平均厚度81.51m，富水性较好；中组厚57.96～58.32m，平均厚度58.14m，底界深度136.66～142.64m，为隔水层；下组平均厚度52m，岩性主要为中砂、砂砾层，中间夹有薄层粘土层。
六采区80m防水煤柱外2003-1水文钻孔第四系下组下段抽水，单位涌水量0.3141L/m.s，渗透系数0.81m/d，水质类型为HCO3-·Cl-—Na+·Ca2+型，2004年11月水位标高-79.98m。
据Ｑ下-12第四系下组抽水，单位涌水量0.427L/m.s，渗透系数3.5m/d，水质类型为HCO3-·Cl-—Na+·Ca2+型，2004年11月水位标高-76.91m。
采区内3煤层顶板至第四系底界距离80～171.19m，平均136.16m，为六采区2、3煤层开采重要的间接充水含水层。
侏罗系上统砂岩（红层），厚0～84.01m，平均厚51.68m，仅在采区东部存在，厚度变化较大，从中部向东逐渐变厚。
钻孔冲洗液漏失普遍，漏失量0.5～1.6m3/h，据邻区99-1号孔抽水资料，红层下段（340～390m）富水性小，抽水试验单位涌水量为0.00193L/s.m，渗透系数0.037m/d，水质类型SO42-—Na+型。
从抽水资料看，含水微弱，补泄条件不良。
采区内3煤层顶板至侏罗系底界距离84.16～125.06m，平均98.94m，为间接充水含水层，对回采影响不大。
3煤层顶板（部）砂岩，厚度8.47～25.09m，平均厚18.11m，以中细砂岩为主，富水性中等。
六采区内及附近无3煤层顶板砂岩抽水试验资料（临区补77水文钻孔资料不全，仅为参考资料）。
二、瞬变电磁法和反射系数法水文地质勘探情况
六采区采用瞬变电磁法和反射系数法两种方法综合勘探，探测了区内3煤层顶底板砂岩含水性异常的赋存位置、形态，分析了断层附近的含水性；以及第四系下组富水性异常的范围和形态。
（详见电法报告）
1．采区内第四系底部砂土的含水性
在第四系底界上附近岩层在区内有4块明显的异常，分别在后韩堂村、前鲍店村、后鲍店村西侧的河道内、及Ⅵ-F21断层的北侧。
其中后韩堂村、前鲍店村的异常为一封闭圈，另外两个为半封闭圈。
2．3煤层顶板上附近岩层含水性
采区内的3煤层顶板上50-120米内在区内有4块明显的异常，分别在后韩堂村、前鲍店村、后鲍店村西侧的河道内、及1312工作面的北侧。
其中韩堂村、前鲍店村的异常为一封闭圈，另外两个为半封闭圈。
韩堂村和后鲍店村西侧的河道内的异常从120米界面向下异常逐渐增大，前鲍店村的异常从120米界面向下异常逐渐减小。
在3煤层顶板上10米界面附近岩层在区内有2块异常，分别在前鲍店村南和河道的北部，其异常均较小,说明附近岩层的含水性较弱。
3．3煤层顶板下附近岩层含水性
采区内的3煤层顶板下20米界面附近有效异常有1处，在Ⅵ-F19断层的附近,异常范围较小，说明附近岩层的含水性较弱。
三、涌水量预计
六采区处于兖州向斜次级单元后鲍厂背斜和小南湖向斜分布区。
褶曲轴主要呈北东～南西方向，向东北方向倾伏，地层走向蜿蜒曲折，区内以北东向断裂为主，其次为北西向，受构造的影响，区内煤层产状变化较大，岩层裂隙比较发育，涌水量往往较大，应引起警惕，切实搞好排泄水工作。
采区涌水以3煤层顶板砂岩为主，属分散来水，危害较小。
正常区段与富水区段比较，涌水量差异显著。
参照五采区涌水资料，考虑六采区在80m防水煤柱附近开采，利用比拟法，工作面走向布置，受褶曲影响低洼处易积水影响生产。
预计六采区正常开采情况下正常涌水量80～150m3/h，最大涌水量280m3/h左右（采区涌水量的大小与首采工作面的位置及开采方式有一定的关系）。
六采区、五采区开采要素对照表
采区名称
五采区
六采区
采区面积（Km2）
2.4
2.13
采煤方法
3煤层综放
3煤层综放
顶板砂岩厚度（m）
10.2
19.7
涌水量（m3/h）
实测平均88.27
实测最大260.00
预计正常80-150
预计最大280
四、存在问题、防治水措施及建议
1．根据开采设计及目前观测孔的布设情况，对六采区第四系下组及采区煤层顶部砂岩水文观测孔应及时进行布设，以观测采动作用下各含水层的变化状态及补给情况，正确分析工作面涌水来源，并采取相应的预防措施。
2．采区工作面的开采顺序，应按由深及浅的开采顺序，以观察研究煤层开采后覆岩裂隙发育高度及第四系下组水对回采工作面充水情况，降低第四系下组向工作面涌水的峰值，防止发生水害
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