山东省XX煤矿矿井初步设计

山东省 XX矿区XX矿井 初步设计 前 言一、矿井概况1、矿井位置和隶属关系XX矿井位于山东省西南部，XX县城东14km，行政区划属XX市XX县管辖。该矿井隶属于山东鲁能XX煤电开发有限公司。2、设计编制的依据（1）“山东鲁能XX煤电开发有限公司初步设计委托书”（2）山东省XX煤田XX井田勘探（精查）地质报告及“矿产资源储量认定书（国土资认储字2002214号）”；（3）山东省环境保护局文件（鲁环审200269号）“关于山东省XX矿区XX矿井环境影响报告书的批复”；（4）XX煤田XX井田首采区三维地震勘探报告；（5）鲁能XX煤电公司XX矿井井筒检查孔地质报告；（6）山东省发展计划委员会文件（鲁计基础函200358号）“关于同意对XX矿区XX井田开展可行性研究工作的函”；（7）国土资源部划定矿区范围批复（国土资矿划字2003008号）；（8）山东省发展计划委员会文件（鲁计基础20031476号）“关于山东鲁能XX煤电开发有限公司XX矿井可行性研究报告的批复”；（9）XX县水务局证明：百年一遇洪水位；（10）国家煤炭工业的有关方针、政策以及规程、规范等。二、设计编制的指导思想认真贯彻执行国家、电力、煤炭工业有关方针政策，以市场为导向，经济效益为中心，充分考虑山东电力集团建设煤矿的特点，结合井田实际情况，依靠科学技术进步，力争把XX矿井建设成为科技含量高、工程投资省、建设工期短、投产达产快、经济效益好的现代化煤矿。三、矿井建设综合评价1、建设外部条件评价交通运输十分方便。京九铁路从矿井西部20km的XX火车站通过，兖（州）石（臼所）铁路在井田南部30 km通过。327国道、220国道和济南至XX高速公路、日照至东明高速公路、XX至嘉祥省道、039省道，分别在井田周围经过。通往各县、乡镇间的公路纵横交错、四通八达，公路交通非常方便。矿井电源充足可靠。本井田附近已建有XX发电厂和济宁发电厂，总装机容量规划为1150MW，均以220kV网络与山东电网相连。南距XX县的三里庙220/110/35kV变电所18km，西距XX的水浒220/110/35kV变电所14km，西北距XX110/35kV变电所10km。通讯网络发达。矿井所在的XX县有三个主要的运营商在经营电信业务，中国电信在XX县设有固定语音交换端局，在刘官屯设远端接入模块，中国移动通信及中国联通均在张营乡设有GSM移动基站。水源丰富。井田东、南两面均为奥灰覆盖区，奥灰含水丰富，水量充沛，水质符合卫生标准，不易污染，且不存在与农业争水的问题，因此，建议对奥灰水进行水源勘探，作为本井田的供水水源。矿井建设所需主要建筑材料，如钢材、木材及水泥均能从当地采购，其余的砖、瓦、沙石等土产材料，可由当地供应。XX矿井隶属于山东鲁能XX煤电开发有限公司，该公司系于1998年4月由鲁能集团与XX地方企业相联合开发XX煤田，共同出资注册组建的有限责任公司，现有注册资本金5亿元，XX矿井项目具有充足的资金保证。总之，本矿井交通方便、电源可靠、水源充足，土产材料易于解决等有利条件，同时有邻近的矿井建设的成熟经验和足够的资金保证。因此，本矿井建设的外部条件是优越的。2、资源条件评价井筒施工难度小，施工费用少，建井条件好。本井田新生界地层厚度275.40543.30m，井口位置附近厚度小于300m，是XX矿区所有矿井中井口位置新生界厚度最薄的矿井。资源可靠，主采煤层赋存条件较好。本井田采用了地震、钻探、测井相结合的综合勘探方法。首采区已进行了三维地震勘探，构造控制程度较高。本井田境界内地质储量为147.025Mt（-1200m以浅），可采储量为32.421Mt，其中首采区为22.674Mt（3下煤层17.486Mt）。3下主采煤层首采区开采范围内厚度适中（平均2.66m）且较稳定，构造中等偏简单，煤质优良，各项条件均有利于矿井前期的开发和生产。但前期需搬迁小屯村，以解决首采区村庄压煤问题。3、主要技术特征矿井设计生产能力0.45Mt/a，服务年限51.5年。主要生产环节留有余地。矿井采用立井下山开拓，井口位于小屯村以南、X-3孔西南200m。井底车场水平标高420m，辅助水平标高750m，井口设计标高42.5m。在工业场地内布置主、副两个井筒，主井兼作回风井。主井井筒净直径5.0m，装备一对8t多绳箕斗，选用JKMD-2.84（III）E型落地式多绳提升机，配800kW低速直联直流电动机。副井井筒净直经6.0m，装备一对1t双层四车罐笼（一宽一窄），采用JKMD-3.54（III）E型落地式多绳提升机（下大设备14t），配800kW低速直联直流电动机。井底车场采用环形布置，主井装载系统采用半上提方式。矿井采用中央并列抽出式通风方式，副井进风，主井回风。矿井投产移交一个东翼采区，装备一个综采工作面。大巷运输：煤流运输全部采用胶带输送机。辅助运输选用8t蓄电池电机车牵引1t矿车。地面煤炭运输：采用公路运输，即按地销考虑，也可由地方公路运往梁宝寺铁路装车站，集中装车外运，待郭屯电厂建成后，供郭屯电厂使用。矿井供电：电源分别引自XX县水浒变电站和XX县三里庙变电所，矿井地面设35kV变电所，配备两台容量为8.0MVA主变压器，采用10kV电压供电。矿井生活用水取自奥陶系灰岩水，生产用水利用处理后的井下水。地面生产系统：地面布置动筛车间，采用动筛排矸方式，在动筛车间西侧增加块精煤仓和上仓带式输送机栈桥，预留储煤场地。考虑XX矿井的煤主要用于电厂发电，为了节省初期投资，经业主同意矿井前期暂不考虑选煤厂的建设。矿井通讯采用328线数字程控调度总机一套，装备了KJ95型井下环境安全检测系统。工业场地布置紧凑，功能分区明显。工业场地划分为三个区：场前区、辅助生产仓库区、煤炭加工储运区。地面建筑以联合体及同体建筑为主。居住区设在XX市区内，工业场地内布置1栋单身宿舍，预留一栋空间。4、主要技术经济指标设计年生产能力：0.45Mt井巷工程量：长度：10226.5m 体积：146059.1m3 万吨掘进率：227.3m工业建筑总面积/总体积： 12884m2/99603m3行政公共建筑总面积/总体积：6331m2/23617m3居住区（单身宿舍）建筑总面积/总体积： 1913m2/5356m3矿井占地总面积：合计21.868ha。其中：工业场地购地面积：10.218ha（其中：围墙内购地面积9.96ha）； 场外公路购地面积：9.15ha（其中：至黄堆集段公路购地面积6.08ha）； 临时矸石山占地面积：2.5ha（租赁）。项目静态投资：36470.48万元吨煤投资：810.46元/t建设工期：23月5、综合评述本矿井的开发，具有资源可靠，储量丰富，煤质优良，煤层赋存较稳定，开采条件良好，运输、供电、水源等外部协作条件均有利。建设周期短，投资回收快，经济效益显著等特点，各项主要经济指标较先进。因此，应加快本井田的开发与建设，对于带动XX地区的经济发展，具有重要意义。三、存在问题及建议1、由于本井田精查勘探重点放在3下的首采区，而首采区以外的勘探程度低，为保证矿井的正常接续，建议加快首采区以外的地质勘探，为矿井提供后备储量。2、建议将XX井田西部边界调整至八里庄断层，这样可为矿井稳产增产奠定资源基础。3、首采区开采范围内，有一个小屯村，将影响矿井的正常生产，建议在回采前搬迁完毕。4、本井田尚未进行专项的供水水源地质勘探，建议在下一阶段设计前，尽快进行水源地质勘探，及早提交地下水源资料，以供设计之用。5、找煤阶段施工的钻孔（郓11、郓15、巨4），封孔质量均为不合格或资料不全，生产过程中在接近钻孔时，应先探后掘，以策安全。 第一章 井田概况及地质特征第一节 井 田 概 况一、位置及交通XX井田位于山东省西南部，XX县城东14 km，嘉祥县城北约32 km。矿井面积约67.1934km2，其中3煤层含煤面积21km2。行政区划属XX市XX县管辖。铁路：（北）京九（龙）铁路从矿井西部20km的XX火车站通过；兖(州)新(乡)铁路位于本井田的南部，从嘉祥县城向东约56km至兖州，与京沪和兖(州)石(臼所)铁路相连。公路：滨州至郑州的220国道，从本井田的西部经过；矿井北侧有XX至嘉祥的省道东西通过，矿井西侧有聊城至商丘的039省道南北通过。另外，XX至黄堆集地方公路紧靠矿井西侧通过，该路向北与XX至嘉祥的省道相接。区内公路纵横交错、四通八达。区内交通十分方便。详见交通位置图(图1-1-1)。二、地形地貌本区属黄河冲积平原，地形平坦，地面标高+38.78+43.00m，本区北部有XX新河、西部有郓巨河，东部有赵王河，人工沟渠纵横交错分布全区，主要作用是旱季引水灌溉，雨季防洪排涝。三、气象及地震1、气象本区气候温和，四季分明，属温带半湿润季风区海洋大陆性气候。年平均气温14.8，最热月七月份平均气温26.6，日最高气温42.4（1966年7月19日）；历年平均最低气温月为1月，平均-1.8日，日最低气温-18.7（1975年1月2日）。年平均降雨量577.0mm，年最大降雨量1272.7mm（1964年），年最小降水量386mm（1997年）。降雨多集中在7、8月份，春季雨少，时有春旱。日最大降雨量372.0mm。年平均相对湿度70%，春季多南风和西南风，夏季多南至东南风，冬季多北风和东北风，年平均风速3.3m/s。霜期一般在每年12月中旬至来年2月上旬，最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.31m。2、地震根据鲁建设发1997247号“关于重申严格执行中国地震烈度区划图（1990）、中国地震烈度区划图（1990）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7度（地震动峰值加速度0.1g）。四、区内工农业生产及经济简况本井田所在XX县面积1643 km2，主要农作物有小麦、玉米、大豆、棉花等，粮、油、肉、蛋、蔬菜等主副食品供应充足。区内工业欠发达，虽有一些一定规模的工业企业，但发展缓慢，大部分企业效益欠佳。近年来随着改革的发展，其它建设如环保、交通邮电、商业旅游、外经外贸、科技教育、文体卫生、社会生活等正随着外部环境的发展而不断的发展。XX市是鲁西南政治、经济、文化中心城市，XX县城是XX县政府所在地，是XX县政治、经济、文化的中心。随着地下矿床（煤）的开发与利用，矿井依托XX县城，交通便利，邮电通信畅通，供电可靠，劳动力资源充足，具有建设矿井良好的自然条件、经济条件和社会基础。必将带动本区的工农业生产，加速经济发展。五、矿区规划及建设概况XX井田属XX矿区梁宝寺煤田的一部分，位于该煤田的西部。XX矿区为一新建矿区，根据山东省XX矿区总体开发规划，XX矿区包括XX煤田和梁宝寺煤田，总面积约1210km2，总的建设规模为15.8018.00Mt/a。XX煤田共划分5对矿井，包括龙固、赵楼、郭屯、XX、万福矿井；梁宝寺煤田包括XX和梁宝寺2对矿井。梁宝寺矿井于2002年3月风井开挖，现三个井筒均进入施工阶段。龙固矿井初步设计已完成，于2002年8月正式开工。赵楼矿井正在进行施工准备工作。郭屯矿井设计已作了可行性研究报告。XX矿井和万福矿井正在进行地质勘探前期准备阶段。本井田东南部为已建成的济（宁）北矿区，其中许厂（1.50Mt/a）、岱庄（1.50Mt/a）和葛亭（0.60Mt/a）三对矿井已投入生产，唐口矿井（3.00Mt/a）正在建设之中。上述矿井在建设、生产、管理等方面积累了丰富的经验，为本井田的开发建设提供了宝贵的经验。六、矿井建设的外部条件（一）运输条件铁路：京九铁路从矿井西部20km的XX火车站通过，经XX向西至新乡与京广铁路接轨，兖（州）石（臼所）铁路在井田南部30 km通过。在矿井西侧的郭屯矿井距本矿约12km，根据XX矿区总体规划，郭屯矿井铁路专用线在京九铁路的XX车站接轨。公路：327国道、220国道和济南至XX高速公路、日照至东明高速公路、XX至嘉祥省道、039省道，分别在井田周围经过。通往各县、乡镇间的公路纵横交错、四通八达。本矿井公路交通非常方便。（二）电源条件本井田附近已建有XX发电厂和济宁发电厂，总装机容量规划为1150MW，均以220kV网络与山东电网相连。南距XX县的三里庙220/110/35kV变电所18km，西距XX的水浒220/110/35kV变电所14km，西北距XX110/35kV变电所10km。矿井电源落实可靠。（三）通讯矿井所在的XX县有三个主要的运营商在经营电信业务，中国电信经营固定语音、数据接入业务，中国移动通信经营移动语音接入业务，中国联通经营固定语音、移动语音、数据接入业务。中国电信在XX县设有固定语音交换端局，在刘官屯设远端接入模块，远端模块由PDH光传输系统与端局连接，现容量为800线。中国移动通信及中国联通均在张营乡设有GSM移动基站。通讯网络发达。（四）水源条件据调查梁宝寺抽水试验成果，第四系砂砾层和第三系砂砾层的水，其矿化度、硫酸根含量均较高，局部氟离子含量偏高，水质较差，不宜作大型供水水源。另外，区内有引黄灌溉工程，经取样化验，可作为供水水源，但地表水易受污染，并受季节影响，亦不宜作为永久供水水源。井田东、南两面均为奥灰覆盖区，奥灰含水丰富，水量充沛，水质符合卫生标准，不易污染，且不存在与农业争水的问题，因此，建议对奥灰水进行水源勘探，作为本井田的供水水源。矿井水经处理后，可满足矿井生产用水。（五）村庄及土地占用情况本区土地肥沃，农业发达，主要农作物为小麦、玉米和棉花。井田内村庄稠密，共有22个村庄，其中前期开采范围内有6个村庄。村庄压煤对矿井开采有一定影响。但由于本矿井3煤层为中厚煤层，且开采范围较小，除前期浅部开采时需要搬迁小屯村外，其余村庄不需要搬迁。土地经平整后亦不影响耕种。矿井地面布置按设计改革精神，合理集中原则，减少占地和压煤。（六）主要建筑材料供应条件矿井建设所需主要建筑材料，除钢材、木材及部分水泥需外地采购外，其余的砖、瓦、沙石等土产材料，均可由当地供应。（七）邻近矿区开发情况本矿东南部为已建成的济（宁）北矿区，其中许厂（1.50Mt/a）、岱庄（1.50Mt/a）和葛亭（0.60Mt/a）三对矿井已投入生产，唐口矿井（3.00Mt/a）正在建设之中。这将为本矿井的开发建设提供宝贵的经验。（八）投资环境简述XX矿井隶属于山东鲁能XX煤电开发有限公司，该公司系于1998年4月由鲁能集团与XX地方企业相联合开发XX煤田，共同出资注册组建的有限责任公司，注册地址XX市，现有注册资本金5亿元，XX矿井项目具有充足的资金保证。XX矿井作为煤电一体化项目中第一个开工项目，其规划、建设和生产经营管理均由山东鲁能XX煤电开发有限公司组织实施。（九）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有关经验和充足的资金保证。因此，本矿井建设的外部条件是优越的。第二节 地质特征一、地质构造及地层特征(一) 地层勘探区地层自上而下分为：第四系、上第三系、二迭系上统上石盒子组、下统下石盒子组及山西组、石炭系上统太原组、中统本溪组及奥陶系中、下统。自上而下分述如下：1、 第四系(Q)厚度102.20142.00m,平均125.09m。由粘土、砂质粘土、砂及砂砾层组成。西北部较薄，东部、中部偏西南较厚，整体厚度变化规律不明显。上部粘土含量比较高，中部砂层含量比较高，砂层松散且透水性较好，富含孔隙水，底部以一层厚层粘土、砂质粘土不整合于下伏地层之上。属河湖相沉积。2、 上第三系(N)厚164.20424.5m,平均313.78m，总体上东部最厚，西部、北部较厚，中部和西南部较薄。按岩性特征分为上、下两段：（1）上段(N2)：厚度112.0214.4m,平均147.5m。上部以粉、细、中砂层为主，与粘土互层，岩性松软，大部分未固结，局部微固结。下部以黄褐色粉、细、中砂为主,夹粘土、砂质粘土薄层，粘土中局部含石膏。粘土、砂质粘土易吸水膨胀，具可塑性，砂层松散。（2）下段(N1)：厚39.6212.01m,平均137.89m，以粘土层为主，偶夹粉、细砂互层，大部分微固结，局部半固结，粘土、砂质粘土中常见石膏。底部为含砾粘土或粘土质砂砾层及下伏地层在剥蚀、夷平过程中形成的滚石，成分岩性不一，与下伏地层呈不整合接触。新生界地层厚度：本井田新生界地层为第四系和上第三系。其中新生界底界面呈中薄四周厚的变化规律，最厚处在东南部X-12号孔，厚度在543.30m左右,最薄处在X-3号孔附近，厚度为275.40m。井筒检查钻资料：主井井检孔揭露厚度为299.10m，副井井检孔揭露厚度为299.65m。3、 二迭系（1）上统上石盒子组(P21)：最大残厚533.10m。南部剥蚀，东北部残留厚度大。主要由杂色泥岩、粉砂岩、灰绿色中、细砂岩组成，上部有厚层状灰白色石英砂岩作为区域对比标志；中部有一层不稳定的铝土岩或铝质岩（A层），下部有柴煤段层位，底部含一层较稳定的铝土岩或铝质岩（B层），可作为本区岩层对比的标志层，以其底部的含砾细、中砂岩与下石盒子组分界。本组属干热条件下的河湖相沉积，与下伏地层呈整合接触。（2）下统包括下石盒子组与山西组下石盒子组(P12)：最大残厚75.60m。上部为泥岩、粉砂岩夹细砂岩，下部为砂岩夹泥岩，底部为不稳定的厚层状砂岩与山西组分界，由于其对下伏山西组岩层冲蚀作用不均，因而造成了其底界的起伏。属温暖湿热条件下的河湖相沉积，与下伏山西组整体呈整合接触，局部为假整合。山西组(P11)：厚13.7091.20m，平均69.72m。除个别剥蚀点外整体厚度比较均匀，东部较厚西部较薄，变化相对较大的主要是上覆地层的冲蚀和自身对下伏地层的冲蚀及受剥蚀所至。上部以泥岩、粉砂岩为主，夹中砂岩及细砂岩薄层；中、下部以中、细粒砂岩为主，夹薄层泥岩、粉砂岩，以交错层理为主，次为斜层理、水平层理及波状层理，含泥岩、粉砂岩包裹体；底部颗粒变细，泥质增多，具波状、浑浊状层理，与下伏地层基本为整合接触。含2、3上、3下煤层，井田内3上、3下煤层不同程度受到砂岩的冲刷，其中3上煤层仅在南部（P-8号孔）、北部（X-14、P-3号孔）和西部（X-13号孔）附近小范围内保存。3下在井田西部保存范围较大。4、 石炭系包括上统太原组、中统本溪组。（1）上统太原组(C3)：厚45.30176.70m，平均148.97m，除个别剥蚀点外整体厚度比较均匀，东部较厚西部较薄，变化相对较大的主要是上覆地层的冲蚀和自身对下伏地层的冲蚀及受剥蚀所至。由灰至灰黑色泥岩、粉砂岩、中细砂岩、薄层石灰岩及煤层组成。含灰岩十层(二、三、五、六、七、八、九、十上、十下、十一)，以三灰、十下灰最为稳定。含煤21层（6、8上、8中、8下、9、10中、10下、11、12上、12中、12下、14、15上、15中、15下、16上、16下、17、18上、18中、18下），其中16、17为主要可采煤层。本组厚度稳定，旋回结构清晰，各旋回均具有明显的岩性特征标志，易于对比。（2）中统本溪组(C2)：厚9.8027.40m，平均15.98m，主要由泥岩、砂岩及石灰岩组成。含石灰岩二层(十二、十四灰)，十四灰较稳定。底部为一层紫红色铁铝质泥岩，相当于山西式铁矿。与中、下奥陶统呈假整合接触。本组厚度稳定，旋回结构清晰，各旋回均具有明显的岩性特征标志，易于对比。5、奥陶系中、下统(O12)井田内有6个钻孔揭露，最大揭露厚度53.24m，灰褐色中、厚层状灰岩为主，间夹多层白云质灰岩、白云岩及薄层灰绿色泥岩。岩溶较发育，为本区的主要含水层。（二）地质构造本井田位于XX向斜的东部、汶泗向斜及嘉祥地垒西部。井田西部褶曲发育较紧闭，东部较宽缓，地层呈南浅北深的趋势，大多以北北东及北东东向发育且向北倾伏收敛，并发育一定数量的断层。由于受两向斜边界断层控制，井田内的南北、东西向断层，北东、北西向断层均比较发育。区内构造程度中等偏复杂，西部尤其是西南部，构造复杂。1、地层产状及主要褶曲区内地层倾角一般514，最大为28，最小为2左右；褶曲幅度不大，一般幅差为100200m，两翼跨度不大，一般为13.5km。区内主要褶曲有：孙垓向斜、后XX背斜、黄垓背斜、张官屯向斜。另外，在黄垓背斜与后XX背斜之间发育着次一级褶曲，轴向由北北东转向北东东，两翼倾角较平缓，延展较短，幅度较小。2、断层本区断层分东西向、北东向、北西向、南北向四组。以北东向断层居多，东西向断层次之，北西向及南北向断层较少。全井田地震共解释断点266个，钻探揭露断点8个，解释断层39条，其中落差H100m的断层17条，100mH50m的断层有2条；50mH20m的断层有8条，小于20m的断层有12条（详见表1-2-1）。按走向分为：东西向断层9条，北东向断层21条，北西向断层4条，南北向断层7条，各断层控制程度见表1-2-2。井 田 断 层 表表1-2-1断层落差（m）100501002050520断层名称F15支1、F21支1、F21支2、F21支3、F4、F14、F15支2、F26、F1、F2、F7、F9、F15、F18、F19、F21、薛店断层F6断层、F5断层F13、F30、DF16、F3、F8、F11、F12、F16F17、DF9、DF10、DF4、DF1、DF2、DF3、DF11、DF12、DF7、DF14、DF17（三）煤层特征本井田含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组，平均地层总厚229.68m。共含煤24层，其中山西组3层（2、3上、3下）；太原组21层（6、7、8上、8中、9、10、10下、11、12上、12中、12下、14、15上、15中、15下、16上、16下、17、18上、18中、18下）。平均总厚8.02m，含煤系数3%，可采煤层有3下、6、16上、17煤层，平均总厚5.48m，占煤层总厚的68%，可采煤层中又以3下煤层最重要，平均总厚2.22m，是本井田首采及主采煤层。可采煤层特征见表1-2-3。各主要可采煤层情况分述如下：3下煤层：位于山西组的中下部，上距石盒子组B层铝土岩平均104.5m，下距太原组6煤层平均38.54m。厚度04.75m，平均2.22m，可采系数为83%，可采范围内变异系数0.38。含夹石03层（P6号孔中见3层夹石），岩性为泥岩、粉砂岩，结构较简单。煤层的顶板为中、细砂岩，少数为泥岩或粘土岩，底板为泥岩及粉砂岩，不同程度受到冲刷，在井田西部保存范围较大，受冲刷影响较小，局部有冲刷变薄现象，大部厚度较大且较稳定，可采面积约21km2，可采范围内平均厚度2.66m。东部大面积冲刷，南部和西北部亦有3下煤层冲刷冲薄区。属较稳定的大部可采煤层，是本区主要可采煤层。6煤层：位于太原组上部，上距山西组3下煤层平均38.54m，下距三灰平均14.59m。煤层厚度01.02m，平均0.71m，可采系数为77%，可采范围内变异系数0.20。不含夹石，顶板为粉砂岩、泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩、粉砂岩、细砂岩及中砂岩。该煤层仅在西部3下煤层赋存范围的东部达可采厚度，可采面积约11km2，可采范围内平均厚0.82m，属较稳定、局部可采煤层。可 采 煤 层 特 征 表 表1-2-3煤 层全 区厚度(m)可采范围厚度(m)煤层间距（m）结 构稳定性可 采 性夹 石名 称最小最大平均（点数）最小最大平均（点数）最小最大平均层数主 要岩 性3下0.004.752.22(24)0.744.352.66(20)简 单较稳定大部可采03泥岩粉砂岩27.7850.0860.001.020.71（26）0.701.020.82 (20)38.54(21)103.4118.04简 单较稳定局部可采016上0.523.490.98(10)0.772.931.21(5)109.77(6)5.4711.81简单较稳定局部可采01泥岩 170.382.261.33(11)0.741.851.34(7)8.04(9)简单较稳定局部可采01泥岩 16上煤层：位于太原组下部，十下灰为其直接顶板，下距17煤层5.4711.81m，平均8.04m。煤层厚度0.523.49m，平均0.98m，可采系数为50%，可采范围内变异系数0.15。一般不含夹石，仅L6号孔与16下合并后含1层夹石，岩性为泥岩。顶板为石灰岩，底板为粉砂岩及泥岩。该煤层仅在南部达可采厚度，可采面积约47km2，可采范围内平均厚1.21m，属较稳定、局部可采煤层。17煤层：位于太原组下部，上距16煤层平均8.04m，下距太原组底界14.4225.18m，平均19.47m。可采系数为70%，可采范围内变异系数0.46。一般含一层夹石，岩性为泥岩，P-3号孔为泥岩、石灰岩，G-59、X-3、X-5号孔为泥岩、粉砂岩，该煤层所含夹矸均为与16下煤层合并后而成，其厚度变化较大0.221.82m，在P-1、P-3、G59、X-3四孔中厚度分别达1.59、0.86、1.31、1.82m，均超过煤层分层厚度，即与16下煤层分列，分层后16下煤层仅在G-59号孔可采。顶板为粉砂岩、泥岩及细砂岩、炭质泥岩，底板为泥岩、粉砂岩及炭质泥岩。可采面积约40km2，可采范围内平均厚1.34m，属较稳定局部可采煤层。(四)煤质本井田各煤层以气煤为主。3下煤层为低灰中灰、低硫、特低磷、中高特高发热量。6煤层为低灰中灰、中硫、特低磷、中高特高发热量。16上、17煤层属低灰低中灰、高硫、低磷、特高发热量。各煤层经过洗选加工后，均可用作炼焦配煤、动力燃料、气化、液化等工业用煤。煤质特征见表1-2-4。(五)水文地质本井田位于梁宝寺煤田西部，全井田均为巨厚新生界松散层覆盖。东界为F14断层，落差9401000m，东升西降，区内煤系地层与奥灰对接，形成补给边界；北部与西部边界为F21断层，落差40400m，由北向西逐渐变小，区内煤系地层与区外二迭系隔水层组对接，形成隔水边界；南界以F15断层或奥灰隐伏露头为界，F15断层落差700m，南升北降，区内煤系地层与区外奥灰对口接触，均形成补给边界。1、含水层井田内含水层自上而下依此为Q+N砂砾层、石盒子组砂岩、山西组3煤层顶、底板砂岩、太原组三灰、十下灰及奥陶系灰岩。其中3下煤层顶、底板砂岩和太原组三灰是开采上组煤的直接充水含水层；十下灰及奥陶系灰岩为开采16上、17煤层的直接充水含水层。各含水层分述如下：（1） 新生界松散含水层第四系松散层孔隙含水层：第四系地层厚102.20142.00m，平均厚125.09m，含水的砾层与隔水的粘土、砂质粘土层相间沉积。砂层以中、细砂为主，局部有粉砂和粗砂，较松散，连续性较好，透水性较强。据梁宝寺井田L6-1孔抽水试验资料，单位涌水量0.6396L/s.m，富水性中等，水质类型SO4.ClNa型，矿化度1.522g/L，直接接受大气降水的补给。上第三系松散层孔隙含水层：受古地形影响厚度变化较大，X-3孔最薄，厚仅164.20m，全区平均厚度为318.29m，由粘土、砂质粘土和砂砾层相间沉积组成。上第三系可分为上、下两段：上段（N2）：厚112.0214.4m，平均147.50m。由中、细砂层与杂色粘土、砂质粘土相间沉积而成。砂层较松散，富水性较强，含松散孔隙承压水。下段（N1）：厚39.6212.01m，平均137.89m。以厚层粘土为主，呈现半固结状，常见白色高岭土层或石膏团块。砂层以灰白、棕黄色的中、细砂为主。据梁宝寺井田L16-3孔抽水试验资料，钻孔单位涌水量0.383L/s.m，水质类型为SO4 Ca.Mg型，矿化度3.556g/L；郭屯井田J-7、J-10号孔抽水试验，单位涌水量0.08570.1717L/s.m，水质类型为SO4 Na型，矿化度2.2162.844g/L，均属水质较差富水性中等的松散孔隙承压含水层。（2） 二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层据21个揭露P21地层的钻孔统计，漏水孔5个，漏水孔率23.80%；据22个揭露P12地层的钻孔统计，漏水孔2个，漏水孔率9.10%。主要漏水点岩性为中、粗、细砂岩，并多分布于断层附近或背斜轴部，表明了其含水性多为构造裂隙所致。据邻区梁宝寺井田L7-3孔对P21砂岩抽水试验资料，钻孔单位涌水量0.0141L/s.m，富水性弱，水质类型为SO4Na型，矿化度4.097g/L。上石盒子组砂岩漏水点深度为467.01689.12m，下距3下煤层最小间距为173.78m，均位于采煤裂隙带之上，正常情况下对开采上组煤层没有直接充水影响。（3） 山西组3煤层顶底板砂岩裂隙含水层3煤层顶板砂岩厚16.5058.90m，平均31.04m。底板砂岩厚1.5023.15m，平均8.73m。以中、细砂岩为主，局部为粗砂岩，裂隙局部发育，充填有方解石脉。井田内共有20孔揭露，有3孔漏水，漏水孔率为15.0%，均分布于断层附近。该层位X-6、X-8两孔抽水，钻孔单位涌水量0.02170.0272L/s.m，富水性弱，水质类型为SO4Na水，矿化度1.98662.4026g/L，为开采3煤层的直接充水含水层。（4） 太原组石灰岩岩溶裂隙含水层三灰：厚5.056.70m，平均5.95m。浅部裂隙较发育，岩溶裂隙常充填方解石和泥质。据22个揭露三灰钻孔统计，2孔漏水，漏水孔率9.1%，其中一点在浅部3煤层露头附近，一点位于断层附近。据X-6、X-8两抽水试验，钻孔单位涌水量0.04190.05133L/s.m，富水性弱，水质类型为SO4HCO3Na型水，矿化度1.45471.7414g/L。三灰为富水性弱的岩溶裂隙承压含水层，其上距3煤层44.1568.83m，平均54.44m，上距6煤12.5018.16m，平均14.59m，是开采上组煤底板进水的直接充水含水层。十下灰：井田内10孔揭露，厚度3.5010.82m，平均5.58m。浅部裂隙发育，局部有溶蚀现象充填方解石与泥质。5孔漏水，漏水孔率50%，漏水点多位于浅部及断层附近。据X-3号孔漏水抽水，水位标高35.84m，钻孔单位涌水量0.0300L/s.m，富水性弱，水质类型为SO4NaGa水，矿化度2.4317g/L。十下灰是16上煤层直接顶板，为开采16上煤层的直接充水含水层。（5） 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层区内有6孔揭露，揭露厚度2.3853.24m，岩性为浅灰至棕灰色，厚层状石灰岩，见有裂隙及小溶洞，有2孔漏水，漏水孔率33.3%，漏失量10.815.0m3/h，漏水点距奥灰顶界面30.3539.50m，并位于浅部及断层附近。据X-5号孔漏水抽水，水位标高34.95m，钻孔单位涌水量0.8715L/s.m，富水性中等，水质类型为SO4Ga型水，矿化度3.2532g/L。据邻区梁宝寺井田进行了两次抽水试验，单位涌水量1.41881.7084L/s.m，说明了奥灰的强富水性，水质类型为SO4GaMgNaSO4HCO3GaK+NaMg型，矿化度0.9711.310g/L。本井田奥灰赋存条件与梁宝寺相似，井田东、南两面为奥灰隐伏区，奥灰接受上第三系砂砾层水的补给，且离奥灰补给区嘉祥灰岩出露区较近，富水性与梁宝寺相近，属中等强富水含水层，同时由于其上压盖隔水层薄，静水压力大，故奥灰水对开采下组煤层具有较大的充水威胁。2、隔水层隔水层有第四系、上第三系粘土类隔水层；上二迭统泥岩、粉砂岩、铝土岩等隔水层；下二迭统杂色泥岩、粉砂岩隔水层，太原组泥岩、粉砂岩类隔水层；本溪组铁铝质泥岩为奥灰含水层的压盖隔水层。本井田第四系、上第三系内的粘土层分布广泛，厚度稳定，隔水层性能良好，从而阻止了各砂层间及新生界与基岩含水层间的水力联系。由于二迭系上、下石盒子组泥岩隔水层的厚度较大，隔水层性能良好，进一步阻隔了新生界含水层向基岩含水层的补给。3、水文地质类型开采3下煤层及6煤层的直接充水含水层为3下煤层顶、底板砂岩，太原组三灰，富水性弱，其补给条件均较差，故本井田上组煤的水文地质类型为裂隙、岩溶类简单型；开采16、17煤层的直接充水含水层为太原组十下灰和奥灰，十下灰的富水性弱，但基底奥灰含水的富水性中等强，补给较充沛，采下组煤时有底鼓水的威胁，由于十下灰及奥灰专门水文地质工程量少，故下组煤的水文地质类型暂定为裂隙岩溶类中等偏复杂型。4、断层导水、富水性因本次精查未对断层的导水性进行专门的地质工作，建议在矿井建设和生产过程中，应对断层的导水性做进一步的工作。根据兖州矿区的生产经验，含水层相对接时，断层带一般导水，隔水层相对接时，断层带一般不导水。断层导水性还与地下水的水力变化有关，在矿井长期排水的作用下，较大的水头差使断层发生导水。本井田东界F14断层，落差9401000m，南界F15断层落差700m，均使井田内的煤系含水层与对盘的奥灰强含水层对口接触，井田内落差100m的断层，使三灰、十下灰与奥灰接近和对口，因此，在落差较大的断层附近应防止断层导水。井田内普精查阶段见断层的孔，均未发现泥浆消耗量有明显的增大和漏失现象，从一个侧面反映了断层带不富水的特征。但是从基岩含水层漏水钻孔分布特征看，一般漏水点均位于含水层隐伏露头及断层附近，说明在大的断层附近，岩石较破碎，裂隙发育，常伴生一些次级小断层或裂隙，因此，大断层两侧、端点及交汇部位常形成相对富水区。从兖州矿区生产矿井的经验来看，断层本身富水性弱，但大断层两侧富水性相对增强。5、奥灰底鼓水问题井田内17煤层底板至奥灰正常间距25.1246.66m，其岩性以泥岩、粉砂岩、石灰岩组成，但由于隔水层厚度较小、埋藏深，再加上断层的影响，使奥灰与煤系地层对接，因此，难以抵抗奥灰水底鼓压力，奥灰水将对开采下组煤构成较大的威胁。在开采下组煤时，应采取疏水降压措施，特别在较大断层附近应留一定的安全煤柱，以防奥灰水底鼓或通过断层突入矿井。6、矿井正常涌水量预计根据地质报告，本井田初期采区开采3煤层的涌水量为3砂与三灰涌水量之和，其中3下煤顶底板砂岩涌水量199m3/h，三灰裂隙岩溶含水层涌水量为210m3/h，设计考虑井下消防洒水和煤壁注水等水量，经计算全矿井开采3下煤层的正常涌水量为420m3/h。(六)其它开采技术条件1、煤层顶、底板岩性特征3下煤层：顶板以中、细砂岩为主，厚度1.0512.39m，局部相变为粗砂岩，厚4.3631.40m，仅西部与中部的局部地段为泥岩、粉砂岩顶板，厚0.601.95m。底板以泥岩、粉砂岩为主，厚0.655.57m；次为细砂岩，厚2.0511.00m；偶见泥岩、中砂岩伪底，厚0.30.55m。中砂岩、细砂岩抗压强度试验值为37.7389.74MPa，强度指数为3045MPa，粉砂岩、泥岩抗压强度为27.8876.10MPa，强度指数为3856MPa。6煤层：顶板为泥岩、粉砂岩，厚0.5010.80m。底板见有泥岩、粉砂岩伪底，厚0.100.60m；直接底以中、细砂岩为主，厚2.509.50m，局部为粉砂岩，厚1.5211.68m。粉砂岩、泥岩强度指数30MPa，中、细砂岩强度指数为3550MPa。16上煤层：直接顶板为石灰岩(十下)，厚3.7011.22m，平均5.61m，仅一孔见有泥岩伪顶，厚0.20m。底板以泥岩为主，厚0.761.55m，局部见泥岩伪底，厚0.300.42m，直接底为粉、细砂岩，厚0.538.86m。石灰岩强度指数为6880MPa，泥岩强度指数为2641MPa。17煤层：顶板以泥岩、粉砂岩为主，厚1.305.47m，局部见有泥岩、粉砂岩伪顶，厚0.200.30m，其直接顶为粉、细砂岩及石灰岩，厚0.664.10m。底板以泥岩为主，厚0.732.31m，局部为粉砂岩，厚0.752.20m，一孔见泥岩伪底，其直接底为粉砂岩，厚6.64m。泥岩强度指数为2028MPa，粉砂岩强度指数为3050MPa。2、瓦斯、煤尘及煤的自燃根据地质报告资料，瓦斯（CH4）含量和成分最高分别为0.004cm3/g.燃和0.27%，二氧化碳（CO2）最高含量为0.293cm3/g.燃，最高成分为16.60%，本区瓦斯含量较低，属低瓦斯矿井。煤尘爆炸性试验结果表明，各煤层火焰长度在50650mm之间，一般多为300600mm，扑灭火焰的岩粉量为4075%之间，可燃基挥发分一般都大于37%，故各煤层均有煤尘爆炸危险性。煤的自燃倾向性等级以不自燃为主，也有易自燃出现，而且下组煤黄铁矿结核含量较高，在潮湿状态易氧化并放出热量，易自然发火，各煤层属不易自然易自然发火煤层。设计暂按有自然发火倾向对待。建议待矿井建设期间，对煤层的瓦斯、煤尘爆炸指数、煤层自然发火倾向性等，按有关规定进行鉴定，根据鉴定结果采用相应的安全措施。3、地温本井田平均地温梯度非煤系地层2.09OC/100m，煤系地层2.55OC/100m；全孔地温梯度一般1.742.72OC/100m，全区平均地温梯度2.25OC/100m，即地热增温率为1OC/44.40m，属地温正常区。3下煤层主要处于一或二级高温区，且大部分为一级高温区；16上和17煤层底板温度基本上处于一或二级高温区，且大部分为二级高温区。根据主井检查钻孔测温资料，3煤层底板温度为30.70。二、地质储量及分析（一）储量计算地质报告采用的储量计算原则及方法如下：1、 参加储量计算的煤层本次参加储量计算的煤层为3下、6、16上、17煤层，共4层。2、计算范围3下煤层：西起井田边界，东至煤层冲刷可采边界，南起煤层露头、F15和井田边界，北至F21支3断层、F21向西和井田边界之间至-1200m等高线，面积约21km2。6煤层：西、北、东为煤层冲刷可采边界，南起煤层露头、F15，面积约11km2。16上、17煤层：西起井田边界、F21和煤层冲刷可采边界，东至F14，南起煤层露头、F15、煤层冲刷可采边界和井田边界，北至F21支3断层，面积分别约47km2和40km2。本次参加计算的储量范围，以探矿范围直角座标点为边界计算储量。3、工业指标本区煤层以气煤为主，兼有气肥煤。储量计算的工业指标确定为：煤层最低可采厚度为0.7m，原煤灰分不大于40%，-1200m以浅的参加储量汇总，3下、6煤层列为能利用储量，16上、17煤层列为暂不能利用储量。4、计算方法本区绝大部分块段煤层倾角0.05m者予以剔除，0.05m者计算在煤厚之内。夹石厚度0.70m时，若煤分层厚夹石厚度，则上、下煤分层合并计算储量；若煤分层0.70m时，煤分层厚500m的断层，成为落差2050m的断层。从整个矿区开发布局看，此部分由XX矿井开发最为合理，建议将XX井田西部边界调整至八里庄断层，这样可为矿井稳产增产奠定资源基础。2、开采技术条件本井田新生界地层厚度275.40543.30m，井口位置附近厚度小于300m，是XX矿区所有矿井中井口位置新生界厚度最薄的矿井。井筒建井条件好，施工难度小，施工费用少，建井风险小。本井田构造程度中等偏复杂。以F21支2断层为界，东部构造简单，而西部尤其西南部构造程度复杂。前期主要开采F21支2断层以东的3下煤层，埋藏较稳定，倾角一般为518左右，厚度平均2.66m，顶板管理较容易，水文条件简单。区内煤层瓦斯含量较低，属低瓦斯矿井；煤尘有爆炸危险；各煤层不易自燃易自燃。地温梯度正常，大部分位于一级高温区。总之，本矿井煤炭储量较丰富，山西组3下煤层初期开采范围内厚度较大、且较稳定，新生界厚度薄、建井条件好，首采区范围内构造和水文地质条件中等偏简单，各项条件均有利于矿井开发建设和生产。第三节 三维地震勘探概况一、勘探区范围东起X-9、X-12号孔连线和3下煤层冲刷边界，西至F21支2断层和F11断层，南起20415500坐标线，北至P-3号孔；东西宽15002900 m，南北长3000 m。野外施工面积8.85km2，一次迭加面积7.45km2，控制面积6.10km2，共完成线束19束，物理点4916个。其坐标见表1-3-1。 XX井田三维地震勘探范围坐标点 表1-3-1点号经距（Y）纬距（X）12041261039380002204126103939425320412880393942542041288039410005204144253941000620414425393880072041550039388008204155003938000二、主要地质成果1、区内共解释断层35条。按落差大小分：H50m的1条，20H50m的3条，10H20m的2条，5H10 m的9条，H5m的8条。按查明程度分：可靠断层9条，较可靠断层6条；对5m以下断层进行了解释，其可靠程度未作评价。2、查明了3下煤层构造形态，其总体为一东倾的单斜构造，倾角一般在5左右，局部发育有小褶曲；基本上控制了3下