新汶赵官矿井建设.docx
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新汶赵官矿井建设
1井田概况及井田地质特征
1.1矿区概况
1.1.1位置及交通
赵官井田位于山东省西北部，以区内的赵官镇为中心。
其地理座标为：
东径116°30′00″～116°36′30″，北纬36°28′00″至36°33′30″，本井田属黄河北煤田的一部分，探矿权登记范围见赵官井田范围直角坐标点表1-1-1。
本井田位于京沪铁路西侧，距京沪线晏城东站30km，北部有309国道，井田内有324省道与其连通，工业场地距324省道仅300m。
自本矿井到济南不足50km。
黄河流经本井田东南部，可航行500t级船只。
水陆交通均较方便，本矿井交通非常便利。
其东与长清井田分界，西与邱集煤矿毗邻，南到13层煤露头，北以探矿权边界。
走向长约9km，倾向宽约7km，勘探面积约为59.2079km2。
行政区划属德州市齐河县管辖。
详见交通位置图（图1-1-1）。
表1-1-1赵官井田范围直角坐标点
点号
经距（Y）
纬距（X）
点号
经距（Y）
纬距（X）
1
20461204.2409
4047656.9426
15
2042657.4583
4038402.9050
2
20464935.4910
4047640.9412
16
20456681.7818
4038430.8063
3
20464922.3157
4044403.6996
17
20456677.1424
4037505.3484
4
20464550.3953
4044405.2209
18
20455184.5892
4037512.9611
5
20464542.7921
4042556.1877
19
20455194.1909
4039363.5045
6
20464914.7925
4042554.6665
20
20455940.9203
4039359.6621
7
20464912.9154
4042093.0750
21
20455955.0786
4042134.1576
8
20464166.4318
4042096.1433
22
20456700.3427
4042130.3849
9
20464160.6673
4040707.9506
23
20456714.2672
4044903.7523
10
20463412.8369
4040711.0883
24
20458207.9845
4044896.3803
11
20463410.8769
4040248.7373
25
20458212.4763
4045821.8500
12
20463038.7757
4040250.3225
26
20459704.8104
4045814.7420
13
20463034.8231
4039326.3802
27
20459709.1299
4046739.8317
14
20462661.4612
4039327.9866
28
20461200.0810
4046732.9871
图1-1-1赵官矿井交通图示意
1.1.2地形地貌
本井田地处华北大平原南部，为黄河冲积平原。
井田内地势平坦，地面标高一般为+27～+32m，西北略低，东南略高，坡度为0.5‰～1‰。
我国最大的水系之一—黄河自西南向东北方向流经本井田东部。
据济南洛口水文站观测记录，1958年7月23日特大洪峰时水位达到+32.08m，流量为11800m3/s。
区内有引黄灌渠与之相通。
井田内水系较发育，沟渠纵横，主要为引黄灌溉渠系。
区内主要河、渠为黄河及老巴公河。
1、黄河：
本井田东部自西南向东北方向径流，区内沟渠与黄河贯通。
2、老巴公河：
井田西部近南北向通过，是齐河重要排灌河道，承担着赵官、仁里集、潘店等乡镇农田灌溉蓄水功能，在赵官镇设有节制闸，蓄水量为21万m3，拟建工程排水量21361.1m3/d，由于老巴公河蓄水量较小，部分排水量通过老巴公河进入赵牛新河，赵牛新河祁庄、务头设节制闸，总蓄水量362万m3。
1.1.3气象及地震
1、气象
本区为温带季风～大陆性气候。
年平均气温13.4℃，年平均最高气温19.0℃，月均最高气温33.9℃（1959年7月），日最高气温41.2℃（1960年6月21日）。
年平均最低气温8.7℃，月最低气温-10.4℃（1963年1月），日最低气温-22.0℃（1959年12月21日），多年最低气温月为1月（-6.7℃），常年1月平均气温为-2.5℃。
最大冻土深度47cm（1977年2月）。
年平均降雨量为619.4mm，降雨量多集中在7、8月份，春季偏少，多有夏涝、春旱，有时晚秋也出现旱象。
年平均风速2.9m/s，最大风速20.0m/s。
冬春季多东北风，夏秋季多为南风偏西。
本地区年平均相对湿度为66%，最小相对湿度（1月）为2%，最大相对湿度（8月）为81%。
2、地震
根据现行《中国地震动参数区划图》（2001）使用规定和现行《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），本矿井工业场地地震设防烈度为6度（设计基本地震加速度值为0.05g）。
1.1.4人文社科
赵官矿井所在地赵官镇位于齐河县城西南部，北距齐河县城约25km，下辖52个自然村，面积61.2km2，总人口30110人。
根据齐河县城市发展规划，赵官镇将建成工矿型乡镇，因此，工程选址符合当地发展规划。
齐河县重点保护文物龙山文化遗址－尹屯遗址在晏城西南3.5km处，不在井田范围内，本井田周围无重要文物保护目标。
1.1.5电源及水源条件
1、电源条件
赵官镇井田位于济南、聊城两市中间，矿井电源充足可靠，在赵官镇以北16km处有一座运行中的110KV焦庙变电站，站内设备先进，主变压器容量能够满足矿井的供电要求。
在赵官矿井以南2.5km处有赵官35kV变电站，该站设35kV进线一路。
赵官井田位于济南、聊城两市中间，距两市50km左右有济南、聊城电厂，济南、聊城电厂可做为今后矿井电源。
故矿井电源落实可靠，而且靠近电厂，供电质量也有保证。
矿井电源落实可靠。
2、水源条件
井田内第四系、上第三系砂砾层富水性较强，水质较好。
井田内对第四系及上第三系均进行过抽水试验，矿化度0.6508～1.428g/L，水质符合生活饮用水标准。
矿层水埋藏浅，分布广泛，适合分散或集中供水。
可作为本井田的供水水源。
矿井水经处理后，能满足矿井生产用水。
1.1.6区内经济概况
井田内经济以农业为主，盛产小麦、玉米、棉花、豆类等；该地区矿产资源、水资源丰富，工业以造纸、建材、化工、医药、纺织、家具、机械、电子、食品、工艺美术等十大类为主，工业只有地方小工业，建井所需砂石等材料需要从黄河南岸平阴一带运来，区内多为农业人口、劳动力充足。
1.1.7邻近矿区开发情况
赵官井田属山东省黄河北煤田的一部分，位于该煤田的中西部。
该井田作为独立的新建井开发，黄河北煤田无总体开发规划
井田西邻的邱集煤矿于1990年开工建设，1998年产煤，设计生产能力为0.45Mt/a，目前正在改扩建，扩建后的生产能力为0.90Mt/a。
济西煤矿由省司法局开发，现正在建设中。
济阳煤矿也正在建设中，这将为本矿井的开发建设提供借鉴经验。
此外，本煤田东北部的济东矿区和东部的济（宁）北矿区都早已建井开采，也可做为本井田建井开发的参考。
1.1.8矿井建设外部条件综评
综上所述，本矿井具有交通方便、电源可靠、通讯发达、水源充足，土产材料易于解决等有利条件，同时有邻近矿井建设的经验可供借鉴，建设单位有丰富的生产和管理经验，充足的资金保证。
因此，本矿井建设的外部条件是优越的。
1.2井田地质特征
1.2.1区域地层
黄河北煤田地层区划属华北地层区鲁西地层分区的一部分。
石炭-二叠系假整合于奥陶系石灰岩之上。
煤系基地奥陶系和寒武系出露于黄河南岸的长清至平阴一带，组成中低山、丘陵区。
石炭二叠系含煤地层则被相当厚的第四系、新近系所覆盖，成为隐蔽煤田。
石炭二叠系含煤地层发育较好，煤炭资源较为丰富。
表1-2-1区域地层简
地层系统
主要岩性特征
第四系
（Q）
～～～～～
新近系
（N）
～～～～～
古近系
（E）
～～～～～
二叠系
（P）
由土黄、棕黄、灰绿色粘土夹黄白色松散砂砾组成，局部砂砾层可胶结成岩。
0～500m
上部棕黄、棕红、灰绿、紫色粘土、泥岩夹土黄、浅棕色粉砂-细砂岩、含砾砂岩。
下部紫红、棕红、灰绿色泥岩夹粉-中砂岩、底部灰白色含砂砾岩。
1635m
上部为浅灰色粉砂岩、泥岩及灰-灰绿色砂岩，其次为杂色泥岩、泥灰岩。
下部为紫红、红色粉砂岩，泥质细砂岩等。
1700m
石盒子统
（P2）
上石盒子组
上部为紫红、灰绿色粘土岩，夹灰白色中砂岩；
中部为致密坚硬的厚层状石英砂岩夹杂色泥岩；
下部为灰、紫色等杂色粘土岩，泥岩和灰绿色砂岩。
底部为A层铝土岩。
>425m
下石盒子组
以灰白色长石砂岩和灰色泥岩为主，上部有紫色粘土岩出现，偶夹紫色石英质砂-砂砾岩。
120m±
月门沟统
（P1）
山西组
灰色、灰白色中细粒长石砾岩、粉砂岩夹泥岩，含煤5～6层，可采及局部可采煤层2～4层。
为区内重要含煤地层。
87m±
太原组
灰色-深灰色泥岩、粘土岩与砂岩互层。
砂岩多为粉、细粒状，为粘土质胶结的长石砂岩。
夹薄层海相石灰岩5层，含煤层10～14层，可采及局部可采煤层7层左右，为本区主要含煤地层142～235m
石炭系
（C）
～～～～～
奥陶系
（O1＋2）
上统
（C2）
本溪组
紫色、灰色泥岩、粉砂岩、砂岩。
含石灰岩2层，底部具山西式铁矿层位和G层铝土岩的发育。
20～68m
上部为青灰色厚层石灰岩，豹皮状石灰岩夹泥灰岩和角砾状石灰岩。
下部为白云质石灰岩和白云岩，含燧石结核和条带。
800m±
1.2.2井田地层
本井田为全隐蔽的华北型石炭、二迭系煤田。
煤系以中、下奥陶地层为基底，沉积了中石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二迭统山西组、下石盒子组，上二迭系上石盒子组，其上覆盖是第三系和第四系。
详见图1-2-1本区地层自上而下分述如下：
1、第四系（Q）
厚71.30～106.00m，平均89.7m。
上部为黄沙近代淤积的粉砂土和黄土，中下部以砂质粘土和粘土为主，粘土呈半固结状，可塑性强，隔水性好，夹砂数层。
底部有一不稳定的灰、褐黄色砂砾层与上第三系分界，砾石成份以石灰岩为主，岩浆岩、石英岩次之，混杂大量粗砂及粘土。
与上第三系呈角度不整合接触。
2、新近系（N）
厚125.90～252.10m，平均191.60m，由东南向西北逐渐增厚。
以粘土为主，上部多为紫红、灰绿等杂色，中下部多为绿至灰白色。
上部夹砂数层，下部夹钙质粘土、泥灰岩及钙质细砂岩，溶蚀现象发育。
角度不整合于古生界之上。
3、上二迭统上石盒子组（P21）
上石盒子在本井田钻孔最大揭露残厚281.60m。
属干旱条件下的内陆河床相及湖泊相沉积。
主要由紫红、灰绿、灰黄、浅灰色等杂色粘土岩，粉砂岩及灰白、灰绿色砂岩组成。
以底部灰绿色鲕状铝土岩（B层）下的粗砂岩底界与下石盒子组分界。
4、下二迭统下石盒子组（P12）
厚29.88～69.87m，平均47.93m。
以陆相沉积为主，主要分布在井田的北部，主要由灰绿色砂岩，杂色粘土岩组成，局部夹灰色至深灰色粘土岩及粉砂岩。
底部常以一层灰白色中粗砂岩与山西组分界，二者为连续沉积。
5、下二迭统山西组（P11）
厚66.20～113.90m，平均97.62m。
为陆相及海陆过渡相沉积，为本井田含煤地层之一，主要分布在本区的中及西北部。
由灰、灰绿色、灰白色中、细砂岩，灰、深灰色粉砂岩，粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成。
煤层集中于中下部，井田内仅见3、4煤层，4煤层局部可采。
以4、5煤层之间最下一层砂岩底界与太原组分界，二者为连续沉积。
6、上石炭统太原组（C3）
厚142.80～174.65m，平均163.23m。
本组属典型的海陆交互沉积，是本井田主要含煤地层。
由深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩以及中、细砂岩、薄层石灰岩及煤层组成。
夹石灰岩五层，由上而下依次为一、二、三、四、五灰。
其中一灰和四灰全区发育，厚度比较稳定，特征明显，是煤层对比的重要标志。
本组含煤9层，由上而下为5、6、7、8、9、10、11、13、14层煤，主要可采煤层11、13煤层赋存在五灰以下。
14层煤底板以一层石英细砂岩与本溪组分界。
为连续沉积。
7、中石炭统本溪组（C2）
厚20.66～56.05m，平均32.42m。
井田中部较厚，两翼渐薄。
本组为一套海陆交互相沉积。
由灰黑色泥岩、粉砂岩，灰色粘土岩、石灰岩、砂岩、铁铝质泥岩、杂色粘土岩等组成。
顶部六灰为一层不稳定的石灰岩；中部徐家庄灰岩常含遂石结核及海相动物化石，厚度大且稳定（7.70～12.40m，平均10.03m），是本区良好的标志层；下部见铁铝质鲕状泥岩及杂色粘土岩。
偶夹薄煤层（15、16层煤），一般不可采，无经济价值。
与下伏奥陶统呈假整合接触。
8、奥陶系中下统（O1+2）
井田内钻孔最大揭露厚度63.91m。
主要以浅灰、灰、灰褐色中厚层状石灰岩为主。
具豹皮状，产珠角石化石。
间夹多层黄灰色泥质灰岩、灰绿色泥岩及深灰色粉砂岩。
多见溶洞及溶蚀现象，裂隙较发育，多数被方解石充填。
为煤系地层的主要充水含水层。
根据井田外围出露情况，全厚可达800m左右。
图1－2－1：
1.2.1地质构造
本井田位于黄河北煤田中西部，为一走向北东，倾向北西的单斜构造，倾角一般5～8°，部分地层（13层煤露头部位及深部）大于10°。
次一级褶曲不甚发育，有三层岩浆岩侵入，构造复杂程度中等。
区内发育有两组正断层，一组为北东向，一组为北东东向，根据钻探和地震资料解释成果，区内褶曲和断层发育情况描述如下：
1、褶曲
①李全庄向斜：
位于井田的中东部，在24—32勘探线之间。
走向北转为北北西，延伸长度3km。
南起F20中部，北至28-7号孔附近消失，为轴向北西的倾伏向斜，有近11条地震测线及9个钻孔控制，形态基本查明。
②32-6号孔背斜：
位于井田的东部，走向北西，南起32-5号孔，北至井田深部边界。
延伸长度2km，为轴向北北西的倾伏背斜。
有5条地震测线及4个钻孔控制，形态基本查明。
③744号孔向斜：
位于井田东部，走向以135号孔与744号孔连线北北西向至井田边界，延伸长度2km，为轴向北西向的倾伏向斜。
2、断层
井田内共有40条断层，其中逆断层3条，正断层37条，落差20m以上（含20m）断层14条，20m以下26条。
现将主要断层分述如下：
①F11正断层：
为本井田深部边界断层。
走向N55°E，过28线转为N35°E，倾向NW，倾角70°。
在井田延展达6km。
有12、20、28测线控制，A级断点2个，B级断点1个，邱集井田11-6号孔穿过，落差120m。
属基本控制断层。
②F11-1正断层：
井田深部推断为F11断层的分支断层。
走向N65°E，倾向NW，倾角70°，落差50～90m，在井田内延展达6km。
有28、32、L1、34、39五条测线控制，控制长度5.6km。
A级断点1个，B级断点4个，该断层28～34线之间较可靠，28线以西及34线以东部分可靠性较差，属基本查明断层。
③F8正断层：
为本井田西部与邱集井田的分界断层。
走向N25°E，倾向NW，倾角63°～70°，落差10～40m，在井田延展长度为6.4km，浅部分别有地震1、2、WL1，WL3线上4个断点（2个B级，2个A级）所控制，且有邱集井田12-1与125；旦12-1与165两组孔控制；中部有旦9-4与旦9-1孔所控制，深部有地震6线（B级）所控制，属基本查明断层。
④F14正断层：
东部与长清井田的分界断层，走向N10°E，倾向NW，倾角70°，落差0～65m，向深部尖灭。
浅部有167与161；738与132两组钻孔所控制，属初步控制断层。
⑤F14-1正断层：
在井田东部，走向N10°E，倾向NWW，倾角65°，落差0～30m。
有G4、G1、L5线控制，控制长度3.7km。
A级断点1个，B级断点2个，该断层是井田东部与长清井田分界断层F14的分支断层。
为基本查明断层。
⑥F17正断层：
走向N11°E，倾向SEE，倾角60°，落差0～50m，有14、16、18、19、L10、20、G5、21、L9、22、23、L8、25、L7、26、S1、27地震测线及20-2与22-3，24-4与24-5两组钻孔控制，控制长度4.8km，A级断点4个，B级断点11个，C级断点2个，是一查明断层。
⑦F20逆断层：
由近NEE走向转向NNE，倾向NW，倾角20～30°。
落差小于10m。
有19、20、21、22、23、24、25、S1、26、L6、28、29、G3地震测线控制，控制长度3.2km，A级断点1个，B级断点6个，C级断点6个，26勘探线以西可靠，以东可靠性较差，为基本查明断层。
表1-2-2主要断层控制程度表
断层
名称
性质
产状
落差（m）
延伸长度（km）
地震测线及钻孔控制情况
控制程度
走向
倾向
倾角（°）
F8
正
N25°E
NW
63～70
10～40
6.4
1.2、WL1、WL34地震线、125、旦12-1、165、旦9-4、旦9-15个钻孔
基本查明
F9
正
SN
E
60
0～20
2.4
WL1、WL2
基本查明
F11
正
N55°E
NW
70
120
6
122028
基本查明
F11-1
正
N65°E
NNW
70
50～90
6
28、32、L1、34、39
查明
F12
正
N65°E
NNW
70
0～35
2.3
24、28
基本查明
F13
正
N42°E
NW
70
0～30
3.0
16、20、24
基本查明
F15
正
N50°E
NW
70
0～20
3.0
12、14、L3、16、20
查明
F16
正
N20°E
NWW
70
0～40
3.0
30、32、L3、34、36-1钻孔穿过
基本查明
F17
正
N11°E
SEE
60
0～50
4.8
14、16、18、19、L10、20、G5、21、L9、22、23、L8、25、L7、26、S1、27、20-2、22-3、24-4、24-5
查明
F18
正
N35°E
SE
60
0～25
1.6
12、16
基本查明
F19
正
N35°E
NW
56
0～25
1.0
G7、10、11、12、12-1钻孔
查明
F20
逆
EW-SN
SN-EW
20～30
<10
3.2
19、20、21、22、23、24、25、S1、26、L6、28、29、G3
查明
F21
逆
N60°E
NNW
25
<10
1.8
10、11、12、13、14、15
查明
F22
逆
N34°E
NWW
40
<10
0.8
8、L4、G9
查明
F10
正
N60°E
NW
66
0～20
1.1
12、L1
查明
F14
正
N10°E
NW
70
0～65
3.7
167、161、738、132
初步控制
F14-1
正
N10°E
NW
65
0～30
5.2
G1、G4、L5
基本查明
1.2.3岩浆岩
从黄河北煤田来看，本井田岩浆岩侵入的厚度、面积和侵入层位均大于旦镇、长清井田，而且在山西、太原组煤系地层中基本形成三层侵入岩床，活动较强烈，对煤层、煤质均有相当大的影响。
由于裂隙较发育，局部也成为较强含水层。
（1）上层主要侵入到山西组2煤层附近，除浅部被剥蚀外，广泛分布在井田的中深部区域，由南向东北和西北两个方向增厚。
744号钻孔达72.40m。
（2）中层主要侵入太原组的顶部5煤层附近，分布在20勘探线到36勘探线之间中深部，最厚点36-1号钻孔达53.86m，向西南逐渐变薄，很可能是上层岩浆岩的分层部分。
（3）下层岩浆岩侵入11煤附近，有的上冲到四灰上下，分布范围几乎波及整个井田，呈岩床分布，浅部薄，逐渐向深部增厚，厚度变化较稳定，井田内揭露最厚点为28-7号钻孔为95.37m。
岩浆岩对煤层的影响：
上层岩浆岩处没有可采煤层，中层岩浆岩侵入到5煤层位，对邻近可采的5煤层破坏较大而失去经济价值。
下层岩浆岩侵入11煤层，使井田内大部分的煤层厚度变薄，焦化或全部吞蚀，使原沉积厚度在2m左右的稳定煤层的可采性遭到很大破坏，同时对13煤层的煤质也有一定影响。
1.2.4水文地质
本井田属北方型石炭、二迭系岩溶裂隙充水矿床，储水构造为自流水单斜。
井田内主要充水含水层有第四系含水砂层、太原组一、二、三、四、五灰，下层岩浆岩、本溪组徐灰及奥灰，上述诸含水层富水性中等至较强。
开采上组煤（煤7、煤10）时，直接充水含水层为一、二、三灰，同时四、五灰有底鼓突水威胁，各含水层富水性中等，（g=0.1694～0.2997L/s.m），属三类二型，即富水性中等的岩溶裂隙充水矿床。
开采下组煤（煤11、煤13）时，直接充水含水层为四、五灰、徐灰及奥灰，四、五灰及徐灰富水性中等（g=0.2997L/s.m），奥灰富水性中等至强（g=0.1517～2.261L/s.m），属三类二～三型，即富水性中等至强，水文地质条件中等至复杂的岩溶裂隙充水矿床。
矿井生产时将受徐灰及奥灰底鼓突水的严重威胁，矿井涌水量较大，矿井防治水难度大。
1、含水层
①新生界含水层
第四系：
厚71.30～106.00m，平均89.70m，主要由砂层、砂质粘土及粘土组成。
含水层主要由数层细砂、中灰、粗砂及砂砾组成。
含水的砂粒层与隔水的粘土、砂质粘土相间分布，地下水呈多层赋存状态。
砂层较松散，透水性好，含水性较强。
井田内28-3号孔第四系单孔抽水一次，水位标高+28.68m。
第三系：
第三系厚125.90～252.10m，平均191.60m，岩性以粘土为主，含砂数层。
第三系砂层中多含有粘土，含水较弱。
②一灰、二灰、三灰、四、五灰含水层
一灰：
厚0～3.00m，平均1.81m。
井田内56个钻孔揭露一灰，其中5孔漏水，漏水孔率为9%，漏水孔均分布在-350m水平以浅，说明一灰富水性有随埋藏深度增大而减弱的趋势。
一灰下距7煤层14.93～25.30m，平均18.69m，是开采7煤层的顶板直接充水含水层。
二灰：
褐灰色，裂隙稍发育，顶部质不纯，含泥质。
厚0～2.55m，平均1.78m，区内有64个钻孔揭露二灰，6个钻孔漏水，漏水率9%。
含水层岩溶裂隙发育不均一，往煤田深部岩溶裂隙发育相对减弱。
二灰下距10煤9.42～16.33m，平均12.77m，二灰含有裂隙水，是采10层煤的顶板直接充水含水层。
三灰：
褐灰色，厚度0～3.70m，平均1.95m，区内有66个钻孔揭露三灰，6个钻孔漏水，漏水率9%，富水性较弱。
井田内10煤至三灰间距0.20～4.26m，平均1.25m。
三灰为开采10煤层的底板直接充水含水层。
采10煤时，局部直接揭露三灰。
四、五灰：
四灰至五灰的间距为0～20.60m，平均4.09m。
四灰，厚2.80～7.30m，平均5.53m，岩芯中见有小溶洞。
五灰，厚0～3.46m，平均1.66m。
四、五灰含水层厚度大，含有丰富的承压裂隙水。
井田内四灰上距10煤层24.20～50.86m，平均37.15m，采10煤层时四灰薄弱地
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