張小樓煤礦1.5Mta新井設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】

張小樓煤礦1.5Mta新井設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,張小樓,煤礦,mta,設(shè)計,cad,圖紙,文檔 摘 要本設(shè)計包括三個部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分針對張小樓礦井進行了井型為1.5Mt/a的新井設(shè)計。張小樓礦位于徐州市西北銅山縣柳新鎮(zhèn)和劉集鎮(zhèn)境內(nèi)。整個井田東西長約4.80km、南北寬約3.53km，井田面積16.54km2。開采深度為-280m-1250m。主采煤層為7煤和9煤，7煤煤厚6m，9煤煤厚3m，兩煤層相距10m左右，為近距離煤層，煤層傾角變化較大，淺部平均20，深部平均5。礦井正常涌水量為76m3/h，最大涌水量為160m3/h；礦井相對瓦斯涌出量為3.35m3/t，屬低瓦斯礦井。井田工業(yè)儲量為205.39Mt，可采儲量137Mt，礦井設(shè)計井型為1.5Mt/a，礦井服務(wù)年限為65.24a。根據(jù)井田地質(zhì)條件，設(shè)計采用立井兩水平開拓方式，都為上下山準備方式，一水平位于-600m，上山垂高320m，下山垂高250m，二水平位于-1150m，上山垂高300m，下山垂高100m,。井田共分為7個采區(qū)和2個帶區(qū)，軌道大巷和膠帶機大巷巖石大巷，布置在9煤層底板巖層中?？紤]到本礦井為低瓦斯礦井，礦井通風方式采用中央并列式通風。大巷采用膠帶輸送機運煤，輔助運輸采用架線式電機車牽引固定箱式礦車。主井采用箕斗提煤，副井采用罐籠運料和升降人員。針對東一采區(qū)采用了采區(qū)聯(lián)合準備方式，共劃分3個區(qū)段，并進行了運煤、通風、運料、排矸、供電系統(tǒng)設(shè)計。針對7101工作面進行了采煤工藝設(shè)計。該工作面煤層平均厚度為6.0m，平均傾角20，直接頂為泥巖，老頂為細砂巖。工作面采用長壁綜采放頂煤采煤法。采用雙滾筒采煤機割煤，往返一次割兩刀。采用“四六制”工作制度，截深0.6m，每天六個循環(huán)，循環(huán)進尺3.6m，月推進度108m。專題部分題目為張小樓礦微震規(guī)律與沖擊礦壓關(guān)系研究，以張小樓礦95206工作面為背景，進行了詳實的微震觀測數(shù)據(jù)收集與處理，分析得到張小樓礦微震分布規(guī)律與沖擊礦壓關(guān)系，為張小樓礦進行防止沖擊礦壓提供了有力的技術(shù)支持。翻譯部分題目為Mine gas drainage and outburst control in Australian underground coal mines，主要介紹了澳大利亞預(yù)防煤與瓦斯突出技術(shù)。關(guān)鍵詞：張小樓礦；立井兩水平開拓；采區(qū)布置；綜采放頂煤；中央并列式通風；微震檢測；沖擊礦壓ABSTRACTThis design includes three parts: the general part, special subject part and translation part.The general design is about a 1.50 Mt/a new underground mine design of zhang xiao lou coal mine. Zhang xiao lou coal mine is located in xuzhou, Jiangsu province. Its about 4.8 km on the strike and 3.53km on the dip, with the 16.54 km2 total horizontal area. The minable coal seam is 7# and 9# with an average thickness of 6.0 m and 3m .The Two layers of coal are 10 m apart.They are very close. The Two layers of coal has a larger change dip , shallow average of 20 , deep average of 5. The normal mine inflow is 76 m3/h and the maximum mine inflow is 160 m3/h. The mine gas emission rate is 3.35 m3/t which can be recognized as low gaseous mine. The proved reserves of this coal mine are 205.39 Mt and the minable reserves are 137 Mt, with a mine life of 65.24 a.Based on the geological condition of the mine, this design uses a duel-vertical shaft two-level development method, and full strip preparation ,which divided into seven districts and two strips, The first level is located -600 m ,and rise horizon interval is 320 m , and dip horizon interval is 250 The second level is located -1150 m ,and rise horizon interval is 300 m , and dip horizon interval is 100 m. Track roadway, belt conveyor roadway are all rock roadways, arranged in the floor rock of 9# coal seam. Taking into account of the low gaseous emission, mine ventilation method use centralized parallel ventilation.Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and battery locomotive to be assistant transport. The main shaft uses skips to lift coal with a balance hammer and the auxiliary shaft uses cage to lift material and personnel transportation.The design applies strip preparation against the first districts of East One which divided into 3 stirps totally, and conducted coal conveyance, ventilation, gangue conveyance and electricity designing.The design conducted coal mining technology design against the 7101 face. The coal seam average thickness of this working face is 6.0 m and the average dip is 20, the immediate roof is mud stone and the main roof is sand stone. The working face applies fully mechanized longwall mining with sublevel caving method, and uses double drum shearer cutting coal which cuts twice each working cycle. Four-Six working system has been used in this design and the depth-web is 0.6 m with six working cycles per day, and the advance of a working cycle is 3.6 m and the advance is 108 m per month.The monographic study entitled The relation between rockburst and the law of Microseismic in zhangxiaolou coal mine, the study took 95206 workface as an example, conducted a detailed pressure observation data collection and processing, gave the deformation and convergence law of soft rock roadway, which had significant guidance for practical mine production. The title of the translated academic paper is Mine gas drainage and outburst control in Australian underground coal mines ,Used in Australia.Keywords:Zhangxiaolou coal mine; duel-vertical shaft two-level development method; district mode; sublevel caving method; centralized parallel ventilation; Microseismic prosecution techniques; rockburst目 錄普通部分1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.1 礦區(qū)概述11.1.1 礦區(qū)地理位置11.1.2 井田范圍11.1.3 礦區(qū)經(jīng)濟狀況及礦區(qū)電力供應(yīng)21.1.4 礦區(qū)氣候條件21.1.5 礦區(qū)水文情況21.1.6 地震31.2 井田地質(zhì)特征31.2.1 井田的地層總述31.2.2 井田地層31.2.3 井田地質(zhì)構(gòu)造71.2.4 區(qū)域水文地質(zhì)71.3 煤層特征91.3.1 煤層賦存情況91.3.2 煤層的圍巖性質(zhì)91.3.3 煤的特征101.3.4 瓦斯突出性121.3.5 煤層及煤層的自燃121.3.6 地溫122 井田境界和儲量132.1 井田境界132.2 礦井地質(zhì)儲量132.2.1 礦井地質(zhì)資源量142.2.2 礦井工業(yè)儲量152.3 礦井可采儲量162.3.1 井田邊界保護煤柱162.3.2 斷層保護煤柱162.3.3 采區(qū)及盤區(qū)邊界保護煤柱162.3.4 井筒保護煤柱162.3.5 大巷保護煤柱162.3.6 工業(yè)廣場保護煤柱172.3.7 礦井可采儲量183 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限203.1 礦井工作制度203.1.1 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力203.1.2 井型校核204 井田開拓224.1 井田開拓的基本問題224.2 井筒形式、位置、數(shù)目的確定224.2.1 井筒的形式224.2.2 井筒位置的確定234.2.3 井筒數(shù)目244.3 礦井采（盤）區(qū)劃分244.4 工業(yè)場地的位置244.5 開采水平的確定244.6 礦井開拓方案比較254.6.1 提出方案254.6.2 技術(shù)比較254.6.3 詳細經(jīng)濟比較304.7 礦井基本巷道334.7.1 井筒334.7.2 開拓巷道334.7.3 井底車場及硐室335 準備方式采區(qū)巷道布置425.1 煤層地質(zhì)特征425.1.1 采區(qū)位置425.1.2 采區(qū)煤層特征425.1.3 煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況425.1.4 水文地質(zhì)425.1.5 地質(zhì)構(gòu)造425.1.6 地表情況425.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)425.2.1 采區(qū)準備方式的確定425.2.2 采區(qū)巷道布置435.2.3 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)455.2.4 采區(qū)內(nèi)巷道掘進方法455.2.5 采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率465.3 采區(qū)車場選型設(shè)計475.3.1 確定采區(qū)車場形式475.3.2 采區(qū)主要硐室布置476 采煤方法506.1 采煤工藝方式506.1.1 采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件506.1.2 確定采煤工藝方式506.1.3 回采工作面參數(shù)516.1.4 綜放工作面設(shè)備選型及配套516.1.5 采煤機的工作方式536.1.6 采煤工作面支護方式546.1.7 端頭支護及超前支護方式576.1.8 各工藝過程注意事項586.1.9 放頂步距、放煤方式和采放比596.1.10 回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)及主要技術(shù)經(jīng)濟指標596.1.11 綜合機械化采煤過程中應(yīng)注意事項656.2 回采巷道布置666.2.1 回采巷道的布置666.2.2 回采巷道參數(shù)667 井下運輸687.1 概述687.1.1 井下運輸?shù)脑紬l件和數(shù)據(jù)687.1.2 礦井運輸系統(tǒng)687.2 采區(qū)運輸設(shè)備的選擇697.2.1 礦井運輸設(shè)備選型應(yīng)遵循以下原則：697.2.2 工作面及順槽運輸設(shè)備選型697.2.3 上山運輸設(shè)備選型707.3 大巷運輸設(shè)備選擇717.3.1 確定大巷的運輸方式717.3.2 確定大巷運輸設(shè)備728 礦井提升758.1 概述758.2 主副井提升758.2.1 主井提升系統(tǒng)758.2.2 副井提升設(shè)備選型769 礦井通風及安全技術(shù)799.1 礦井設(shè)計概況799.1.1 礦井概況799.1.2 開拓方式799.1.3 開采方法809.1.4 工作制、人數(shù)809.2 礦井通風系統(tǒng)的確定809.2.1 礦井通風系統(tǒng)的基本要求809.2.2 礦井通風方式的選擇819.2.3 礦井主要通風機工作方式選擇829.2.4 采區(qū)通風系統(tǒng)的要求829.2.5 工作面通風方式的選擇839.3 礦井風量計算849.3.1 采煤工作面所需風量的計算849.3.2 備用面需風量的計算859.3.3 掘進工作面需風量859.3.4 硐室需風量869.3.5 其它巷道所需風量869.3.6 礦井總風量869.3.7 風量分配879.4 礦井阻力計算889.4.1 礦井最大阻力路線889.4.2 礦井通風阻力計算939.4.3 礦井通風總阻力949.4.4 兩個時期的礦井總風阻和總等積孔959.5 選擇礦井通風設(shè)備969.5.1 選擇主要通風機969.5.2 電動機選型989.6 安全災(zāi)害的預(yù)防措施999.6.1 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施999.6.2 預(yù)防井下火災(zāi)的措施1009.6.3 防水措施10010 設(shè)計礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標101參考文獻103專題部分1 前言1051.1 沖擊礦壓簡介1051.1.1 沖擊礦壓概念1051.1.2 影響沖擊礦壓的主要因素及沖擊礦壓的顯現(xiàn)特征1051.1.3 沖擊礦壓現(xiàn)象具有以下顯現(xiàn)特征:1061.1.4 國內(nèi)外沖擊礦壓概況1061.2 微震檢測系統(tǒng)1072 張小樓礦概況1082.1 礦井概況1082.2 沖擊礦壓顯現(xiàn)1092.3 95206工作面位置1103 微震規(guī)律綜述1113.1 95206工作面附近及下山區(qū)域微震頻次統(tǒng)計分析1113.2 95206工作面附近及下山區(qū)域微震時序分析1123.3 礦震空間演化規(guī)律1204 工作面及下山附近危險性分析1224.1 構(gòu)造的影響1224.1.1 褶曲1224.1.2 斷層1234.2 上覆煤層停采線及煤柱的影響1235 結(jié)論123參考文獻125翻譯部分英文原文127中文翻譯135致 謝140一般部分 第184頁1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概述1.1.1 礦區(qū)地理位置龐莊煤礦張小樓井位于徐州市西北銅山縣柳新鎮(zhèn)和劉集鎮(zhèn)境內(nèi)，距徐州市區(qū)13km。東鄰江蘇天能集團柳新煤礦，西鄰徐州礦務(wù)集團夾河煤礦，南鄰龐莊井。（交通位置見圖 11）。其地理坐標:東經(jīng)：117213117631北緯：341946342320礦區(qū)鐵路專用線在夾河站與隴海線和夾符線相連，礦井東鄰京福高速公路，東距京杭大運河8km，徐沛公路從井田內(nèi)穿過，交通十分便利。圖 11龐莊煤礦張小樓井交通位置示意圖1.1.2 井田范圍南部（淺部）以F1斷層與龐莊井田為界，北部（深部）至京福高速公路保護煤柱線；東部以蘇煤司基（87）第252號文規(guī)定的西1、西2和西3三個座標點的連線及其延長線與柳新井田為界，西部以蘇煤司基（84）第579號文規(guī)定點連線與夾河井田深部為鄰。整個井田東西長約4.80km、南北寬約3.53km，井田面積16.54km2。開采深度為-280m-1300m。1.1.3 礦區(qū)經(jīng)濟狀況及礦區(qū)電力供應(yīng)礦區(qū)工業(yè)發(fā)展迅速，已形成鑄造、釀酒、繅絲、紡織、塑編、木材加工、機械制造等八大工業(yè)體系，工業(yè)產(chǎn)品100余種。龐莊煤礦工業(yè)園區(qū)，形成了板皮加工、塑料編織、鑄造加工、機械制造四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。礦區(qū)農(nóng)副產(chǎn)品資源豐富，有優(yōu)質(zhì)小麥、“無公害水稻”、“高蛋白玉米”等糧食作物7.4萬畝，蕓豆5000畝，黃皮洋蔥1000畝、脫毒土豆1000畝、東北毛茄1000畝、越冬甘蘭1000畝、大沙河無籽西瓜14000畝、優(yōu)質(zhì)紅富干蘋果4000畝、桑園5000畝。有年出欄300萬羽的肉鴨養(yǎng)殖基地、年出欄150萬羽的合同雞養(yǎng)殖基地、有大型的波爾山羊養(yǎng)殖基地。該礦現(xiàn)有35kV礦井變電所一座，位于地面新工業(yè)廣場東北角，礦井變電所雙回路35kV架空電源線路均引自徐州礦務(wù)集團柳新110/35/6kV區(qū)域變電所，其中柳一樓（一）路：線路導(dǎo)線型號為LGJ-185，線路全長為3.1km，全線設(shè)架空避雷線；柳一樓（二）路：線路導(dǎo)線型號為LGJ-185，線路全長為3.3km，全線設(shè)架空避雷線。所內(nèi)設(shè)有兩臺主變壓器，型號為SF7-10000/35，主變?nèi)萘繛?0000kVA，主變運行方式為一臺工作一臺備用，滿足目前礦井生產(chǎn)能力的供電要求。1.1.4 礦區(qū)氣候條件本區(qū)屬南溫帶黃淮區(qū)，氣象具有長江流域與黃河流域的過渡性質(zhì)，接近北方氣候的特點，入冬和回春均較旱，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨。春季常有干旱及寒潮、霜凍等自然災(zāi)害，但四季分明，氣候溫和。降水表現(xiàn)為集中度高，年變化大，形成春季易旱，盛夏易澇的氣候特點。土地最大凍結(jié)深度29mm，每年凍結(jié)期在十一月上旬至翌年三月下旬解凍，全年風向頻率多為東南偏東風，四季風向變化較大，春夏多東南風，秋冬多偏北風，年平均風速3.2m/s，最大風速20m/s。據(jù)沛縣氣象站歷史資料：氣溫：年平均氣溫13.8C，日最高氣溫40.70C（1966年7月18日），日最低氣溫-21.3C（1967年1月4日）。降水量：年平均降水量811.7mm，最大年降水量1178.9mm（1977年），最小降水量550mm（1968年），最大日降水量340.7mm（1971年8月9日），降水多集中于7、8月份，占全年降水量的60%。蒸發(fā)量：年平均最大蒸發(fā)量1873.5mm（1968年），最小蒸發(fā)量1273.9mm（1985）。本區(qū)屬于季風型大陸性氣候。1.1.5 礦區(qū)水文情況本井田地表屬黃泛沖積平原，地面較為平坦，地面標高+37+39m，地勢西高東低，井田內(nèi)地表水體主要為塌陷區(qū)積水，其次有拾新河和拾屯河。塌陷區(qū)積水:積水區(qū)常年水位+34.3m；雨季最高水位+36.25m（1982年7月22日）。拾屯河:從礦區(qū)南部露頭自西向東入丁萬河，全長13Km。為季節(jié)性河流。拾新河:1977年12月銅山縣在礦區(qū)中部自西北向東南人工開挖而成，常年積水，水深56m，河床不連續(xù)且與塌陷區(qū)積水連成一片。除上述地表水體外，尚有零星的魚塘和縱橫交錯的排水溝渠分布。因此，礦區(qū)地表水系較為發(fā)育。1.1.6 地震徐州地區(qū)地震烈度為7度，根據(jù)1956年科學(xué)出版社資料，徐州地區(qū)地震記錄始于公元522年，訖于1937年，即1415年間發(fā)生地震21次。其中破壞性地震占了37次。影響較大的有1502年10月17日地震，壞城垣民舍；1668年7月25日山東莒縣郯城8.5級地震，1937年8月1日山東渮澤7級地震。本區(qū)屬華北地震區(qū)，距郯廬斷裂約100km，該斷裂帶為一長期活動的強地震帶。1.2 井田地質(zhì)特征1.2.1 井田的地層總述徐州煤田位于中朝準地臺山東隆起區(qū)的南端，徐州復(fù)背斜的西端。若按地質(zhì)力學(xué)劃分：是秦嶺東西向構(gòu)造帶的北支和新華夏第二隆起帶的交匯部位，其東側(cè)緊鄰郯廬大斷裂。故本區(qū)是幾個大構(gòu)造帶的交匯地，構(gòu)造復(fù)雜。區(qū)內(nèi)蓋層發(fā)育，屬北方型。中生代印支-燕山運動對本區(qū)影響甚大，使本區(qū)地層發(fā)生褶皺、斷裂并伴有巖漿活動。 徐州復(fù)背斜由多個相間排列的背、向斜組成。自東南向西北分別是：棠張集向斜、大許家背斜、賈汪向斜、徐州背斜、閘河向斜、肖縣背斜、九里山向斜等。每一個背、向斜由更次一級的背、向斜組成復(fù)式背、向斜。就單一褶曲而言，一般北翼較緩，南翼較陡，局部直立甚至倒轉(zhuǎn)，并伴生有與褶曲軸大致平行的高角度逆斷層、逆掩斷層出觀。區(qū)域地層沉積缺失奧陶系上統(tǒng)、志留系、泥盆系及石炭系下統(tǒng)，除震旦系與寒武系、奧陶系與石炭系呈假整合接觸關(guān)系，第四系與其它各時代的地層呈不整合接觸關(guān)系外，其它各地層皆呈整合接觸關(guān)系。徐州地區(qū)的巖漿巖活動大致分為三期：即晚元古代未的輝綠巖類侵入，燕山中晚期的中酸性-中基性巖漿巖活動、燕山晚期喜山期的基性-超基性巖漿巖活動。在徐州復(fù)背斜的分布大體沿桃山集-徐州-賈汪一線以東出露的全為基性巖；該線以西出露的主要為中性-中酸性-酸性火成巖，這正是利國鐵礦和斑井銅礦的成礦母巖。本井田的太原組地層及鄰區(qū)的垞城礦太原組地層亦見有煌斑巖、輝綠巖類的巖墻、巖脈侵入，而井田西北部的張集礦則見有大面積的中酸性火成巖。1.2.2 井田地層地層層序：井田內(nèi)無基巖出露，據(jù)鉆孔和井田以外露頭所見，由老到新排序為寒武系、奧陶系、石炭系及第四系。簡述如下：1、寒武系()本系厚8401100m。鉆孔中未見，僅在礦區(qū)外圍群山中出露，是徐州復(fù)背斜軸部的主要組成部分，假整合于震旦系之上，以含礫砂巖、頁巖、豹皮狀灰?guī)r、各種泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及少量白云巖組成。2、奧陶系（O1+2）本系厚391618m。僅見于少數(shù)鉆孔，揭露的最大厚度為139.97m。是復(fù)背斜構(gòu)造的兩翼的主要組成部分，也是煤系地層的沉積基底。只發(fā)育下統(tǒng)和中統(tǒng)，缺失上統(tǒng)。整合于寒武系之上，與薄厚層狀白云巖為主，夾特厚層豹皮狀灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r，局部夾鈣質(zhì)頁巖或礫巖。3、中石炭統(tǒng)本溪組（C2）本組厚15.7730.30m，平均為24.4m。本組假整合于中奧陶統(tǒng)閣莊組之上，為一套海陸交互相含煤沉積巖系所組成，是中奧陶統(tǒng)之后，整體上升，長期遭受風化剝蝕被夷平的基礎(chǔ)上廣泛海侵的淺海沉積，巖性自上而下為：（1）下部為紫色鐵質(zhì)泥巖，含鐵不均勻（相當于華北山西式鐵礦層位），灰色或灰綠色泥巖，厚度較小，約6.0m。（2）中部為灰白、淺灰灰黃色鋁土質(zhì)泥巖為主（相當于華北層鋁土礦層位），厚度約5.0m。（3）上部為淺灰色中厚厚層狀灰?guī)r為主，含黃鐵礦，夾透鏡狀薄層泥巖，厚度約15.0m。4、上石炭統(tǒng)太原組（C3）本組厚123.55192.86m，平均為152.01m。為本區(qū)主要含煤地層之一，整合于本溪組地層之上，為海陸交互相沉積。一般含有薄厚層灰白色石灰?guī)r十三層，間夾灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及灰色薄層細中粒砂巖。各層灰?guī)r中常見蜓科。腕足類及海百合等化石。5、下二迭統(tǒng)山西組（P11）本組厚91.32145.0m，平均為116.13m為本區(qū)主要含煤地層之一，整合于太原組地層之上，為近海河湖沼澤相沉積，主要由灰深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰灰白色細中粒砂巖組成。含煤二八層，其中7和9煤比較穩(wěn)定，大部分可采。在煤層上下部的泥巖中，常含有保存較完整的植物化石。常見的有櫛羊齒、楔葉木、鱗木、蘆木、丁氏蕨等。6、下二迭統(tǒng)下石盒子組（P12）本組厚193.17295.88m，平均為228.31m。整合于山西組地層之上。為內(nèi)陸湖泊沼澤相沉積。主要由灰灰綠色和灰深灰色泥巖、雜色泥巖、灰色砂質(zhì)泥巖，有時為砂質(zhì)泥巖和砂巖相間排列的砂泥巖互層、灰白色細中粒砂巖，常能見到保存較完好的植物化石，主要有各類羊齒、鱗木和輪木。7、上二迭統(tǒng)上石盒子組（P21）本組厚45.52603.13m，平均為532.68m。整合于下石盒子組地層之上，為炎熱氣候條件下的內(nèi)陸河湖沼澤相沉積，其巖性組合特征大體可分為下、中、上三段，巖性自上而下為：（1）下段：本段厚約86.0m。淺灰灰白色，有時呈灰綠色的含礫中粗砂巖、灰綠色泥巖、雜色泥巖、灰色砂質(zhì)泥巖、淺灰灰色細中粒砂巖。含礫的粗砂巖，分選差，以長石、石英碎粒為主，長石多高嶺土化，呈蜂窩狀，俗稱硅山砂巖，具大型板狀交錯層理或槽狀交錯層理，含黃綠色泥巖包體，塊狀構(gòu)造，為本組與下伏下石盒子組分界之標志層，本層砂巖平均厚17.12m。（2）中斷：以紫紅、灰綠、灰深灰色泥巖、雜色泥巖、灰色及雜色砂質(zhì)泥巖、灰白色細中粒砂巖為主。砂質(zhì)泥巖具鮞狀結(jié)構(gòu)，其中部偶含12層薄煤（下距硅山砂巖約250m），本段厚約370.0m。（3）上段：為紫紅色、灰綠色、雜色泥巖，其間夾數(shù)層薄中厚層細中粒砂巖。砂巖常含長石晶體碎粒及泥巖碎屑。本段厚約77.0m。8、上二迭統(tǒng)石千峰組（22）本組厚352.52m，本組地層揭露不全，其中最大厚度為352.52m，整合于上石盒子組地層之上。本組地層為炎熱氣候條件下的內(nèi)陸河湖相沉積。以灰綠色或肉紅色、淺紫色中粗粒砂巖為主，夾絳紫色泥巖、砂質(zhì)泥巖。中粗粒砂巖具粒序?qū)永?，常含礫石及肉紅色鉀長石碎粒，少見海綠石。本組底部常有一層淺紫紅色含礫粗粒砂巖（俗稱上界砂巖）與下伏上石盒子組分界。此層粗砂巖平均厚16.11m。9、第四系（Q）區(qū)內(nèi)厚度52.7124.0m，平均78.0m，不整合于各地層之上，主要由礫石、砂礓、粘土、亞粘土、粉砂土和腐植土組成。井田范圍內(nèi)由東南向西北逐漸增厚。地質(zhì)綜合柱狀圖如圖 12圖 12地質(zhì)綜合柱狀圖1.2.3 井田地質(zhì)構(gòu)造張小樓井田位于徐州煤田九里山向斜中段張小樓背斜北翼。該背斜僅在13-115線的露頭部位有所顯露，其核部為奧陶系中統(tǒng)地層。F1號逆斷層基本沿背斜軸部切割，因此形成一個不完整背斜，南翼僅殘存很少山西組、太原組煤系地層。北翼保存相對較完整，但也被幾條大中型斷層縱橫切割，略顯破碎。該井田整體呈一走向北東、傾向北西上陡下緩的鏟式單斜構(gòu)造，淺部地層傾角一般在2440、深部地層傾角515。13-116-1勘探線間淺部露頭部位的煤層分別被落差20.0m以上的F18、F15、F14、F0、K3、K1、K6等斷層切割，破壞了淺部單斜構(gòu)造形態(tài)。深部則表現(xiàn)為兩個寬緩的向斜和兩個寬緩的背斜。截止目前，區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有火成巖侵蝕。1、褶曲除淺部13-115線間的露頭部位發(fā)育的、被F1斷層沿軸部切割的背斜（稱張小樓破背斜）以外，在-1000m以下，K1斷層以東有一向斜構(gòu)造和一背斜構(gòu)造，分別稱為東翼深部向斜和東翼深部背斜。K1斷層以西有一向斜構(gòu)造和一背斜構(gòu)造，稱為西翼深部向斜和西翼深部背斜。2、斷層本井田內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，淺部更顯復(fù)雜。已揭露的大中型斷層共15條：F0、F1、F2、F14、F15、F16、K1、K2、K3、K5、K6及F1-1、F1-2、龐5、RF1（F號斷層為勘探時所發(fā)現(xiàn)，K號斷層為采掘工程所揭露，RF斷層為三維地震勘探解釋斷層）。從斷層走向看，大致可分兩組：一組為北東向斷層，其走向大致與張小樓破背斜軸向一致，基本可視為走向斷層，這組斷層有F0、F1、F2 、F14、F15、F16、F1-1、F1-2、龐5、RF1、K3、K6；另一組為北西向斷層，大體與淺部背斜軸向相正交或斜交，基本上可視為傾向斷層。3、陷落柱鉆探及采掘活動中至今尚未發(fā)現(xiàn)有陷落柱，另據(jù)三維高分辨地震勘探資料顯示：深部地震勘探區(qū)未發(fā)現(xiàn)直徑大于10m的陷落柱。1.2.4 區(qū)域水文地質(zhì)含水層：1、第四系砂巖或砂礫層空隙含水層第四系為一套松散的沉積物，井田內(nèi)厚度52.7124.0m，平均78.0m，大體分為五段，包括三個含水層，一個弱透水層和一個隔水層組，從上至下依次為：（1）第一段砂層空隙潛水含水層組（含）本段厚619m，平均為17.6m，主要由棕黃、棕灰色粉砂、粘土質(zhì)砂夾薄層粘土。砂質(zhì)粘土組成。據(jù)水文孔抽水試驗資料，水質(zhì)為HCO3K+Na型，礦化度為0.750.84g/l，富水性中等，是當?shù)鼐用裆畹闹饕础＃?）第二段粘土。砂質(zhì)粘土及砂層弱透水層組（透）本段厚9.815.4m，平均為10.4m，主要由黃褐色，棕褐色及灰綠色粘土、砂質(zhì)粘土組成，常夾26層細砂，粘土質(zhì)砂，局部為中粗粒砂，砂層犬牙交錯，總厚度為14.9m，平均為3.3m約占本段厚度的31.7%；本段可視為弱透水層組。（3）第三段砂層孔隙承壓水層組（含）本段厚1326.2m，平均為24.8m，由灰白、灰綠、土黃色、中、粗砂及粘土質(zhì)砂夾薄層粘土、砂質(zhì)粘土組成，粘土總厚度3.24.8m，平均為3.52m，占本段厚度的23.8%。據(jù)流量測井資料k=2.106m/d。本層水是目前張雙樓礦區(qū)的工業(yè)和生活水源。據(jù)水源井取水和水質(zhì)資料，出水量大于60m3/h。水質(zhì)類型為SO4-K+Na。本層屬于富水性中等含水層組。（4）第四段粘土隔水層組（隔）本段厚度12.716.3m，平均14.4m，井田內(nèi)東薄西厚，總體上比較穩(wěn)定，主要灰白、灰綠及灰褐色粘土、砂質(zhì)粘土組成，局部夾25層砂層透鏡體。該層作為隔水層組，對控制上部1含、3含垂直向下入滲補給5含起到了抑制作用。（5）第五段砂礫層承壓含水層組（含）本段常稱作底礫層，厚07.8m，平均為2.8m，井田東部普遍發(fā)育，西部有大面積缺失。其上部以灰黃色含礫粗砂或粘土質(zhì)砂為主。下部以雜色砂礫為主，夾不穩(wěn)定薄層粘土，礫石成分主要為石英砂，粒徑24cm，滾圓良好，隙間充填物為粘土及砂，含量達5060%。本層屬于中等含水層。2、二迭系砂巖裂隙含水層二迭系地層包括上石盒子組（12175/101m）、下石盒子組(165247/220m)、山西組(93185/112m)，總厚度434m，主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖加沙巖石組成。砂巖含水層據(jù)其厚度和富水情況主要由上石盒子組底部奎山砂巖、下石盒子組中部砂巖、下石盒子組底部分界砂巖，下部7、9煤頂砂巖含水層。（1）第一段、上石盒子組底部奎山砂巖裂隙承壓水含水層厚10.2241.7m，平均為21.63m，分布廣泛。立井井筒揭露該層時用水量達126m3/h，富水性中等。由于該含水層距離7煤較遠，對井田煤層開采無直接充水影響。（2）第二段下石盒子組中部砂巖裂隙承壓含水層厚1449.1m，平均為34.00m。分布在6線以西。主井井筒揭露該層時用水量達104m3/h，富水性中等。該含水層對礦井煤層開采無直接影響。（3）第三段下石盒子組底部分界砂巖裂隙承壓水層。厚2.7626.60m，平均為11.06m。分布在7線以西。主井接露時用最大涌水量7080m3/h，副井清理斜巷揭露時最大用水量69.4m3/h，富水性小。據(jù)水位觀測資料，-500m水平以上該含水層以呈半疏干狀態(tài)。隔水層：1、第四段粘土隔水層組（隔）本段厚度52.7124.0m，平均78.0m，井田內(nèi)東薄西厚，總體上比較穩(wěn)定，主要由灰白、灰綠及灰褐色粘土、砂質(zhì)粘土組成，局部夾25層砂層透鏡體。該層作為隔水層組，對控制上部含、含水垂直向下入滲補給含起到了抑制作用，其良好的隔水性能對阻礙基巖含水層接受第四系上部水及大氣降水的補給起到了關(guān)鍵的作用。2、石炭系本溪組砂泥巖隔水層組本組地層厚20.9038.35m，平均28.61m，主要為雜色泥巖、砂泥巖夾灰?guī)r、鋁土泥巖及灰?guī)r組成。據(jù)水補4-1孔抽水試驗資料q=0.007L/s.m，K=0.005m/d，水質(zhì)類型為SO4-Ca(K+Na)型，礦化壓4.038g/L；Z25孔流量測井資料q=0.269L/s.m，K=5.701m/d，5-4孔流量測進資料反映幾乎無水，說明本溪組富水性微弱，局部含水，因而本組與太原組底部十三灰以下泥巖、砂泥巖段（厚11.5020.07m平均14.43m）一起可視為隔水層組。礦井的歷年涌水量的變化范圍為60118m3/h，水文地質(zhì)屬于簡單型，全井田最大涌水量為160m3/h，正常涌水量為76m3/h。1.3 煤層特征1.3.1 煤層賦存情況本礦井賦存煤層自上而下為：7、9。各煤層特征(見表 11)，表 11龐莊煤礦張小樓井賦存煤層情況一覽表煤層號穿過點數(shù)可采點數(shù)不可采點數(shù)缺失點數(shù)兩極厚度平均值(m)可采指數(shù)變異系數(shù)煤層穩(wěn)定程度717160139.556.001.007%穩(wěn)定91414002.204.623.001.003%穩(wěn)定7煤層為本礦區(qū)主采煤層之一。厚度39.55m，平均厚度6m，局部有0.2m左右的夾矸1層，夾矸巖性主要為頁巖，偶爾也可見砂頁巖；煤層傾角025；7煤上距分界砂巖43.9660.46m，平均間距52.27m左右；7煤下距9煤間距8.1713.85m，平均間距10.00m；煤層可采性指數(shù)Km1.00，變異系數(shù)7。直接頂為灰白色砂質(zhì)頁巖或中細粒砂巖，厚度0.2029.77m，平均厚5.81m老頂多為砂質(zhì)頁巖或中細粒砂巖；直接底為深灰色砂質(zhì)頁巖，偶見中細粒砂巖或粉砂巖，厚度0.5525.23m，平均厚度7.58m。綜合評價7煤為穩(wěn)定的中厚煤層。9煤層為本礦區(qū)主采煤層之一。9煤上距7煤間距8.1713.85m，平均間距10.00m；9煤下距太原組一灰間距24.128.9m，平均間距25.3m左右；煤層厚度2.204.62m，平均厚度3m；煤層傾角025；煤層可采性指數(shù)Km1，變異系數(shù)3。直接頂板多為灰白色細粒砂巖或砂頁巖互層，厚度6.4333.78m，局部有0.30.6m厚的頁巖偽頂；直接底板多為頁巖或砂頁巖，偶見粉砂巖，厚度0.596.08m，1.49m。綜合評價9煤為穩(wěn)定的中厚煤層。1.3.2 煤層的圍巖性質(zhì)表 12 7號煤層頂?shù)装鍘r性頂?shù)装迕Q巖石名稱厚度（m）巖 性 特 征老 頂砂 巖6.28灰白色中細粒砂巖，無節(jié)理，層理發(fā)育。直接頂砂(頁)巖5.2灰黑色砂頁巖，局部為灰白色細粒砂巖。偽 頂頁 巖00.8灰黑色泥質(zhì)頁巖。直接底砂頁巖2.68灰黑砂頁巖，內(nèi)有結(jié)核結(jié)構(gòu)。老 底砂 巖9.81灰色細中粒砂巖，層理發(fā)育。表 13 9號煤層頂?shù)装鍘r性頂?shù)装迕Q巖石名稱厚度（m）巖 性 特 征老 頂砂頁巖2.68灰黑砂頁巖，內(nèi)有結(jié)核結(jié)構(gòu)。直接頂砂巖9.81灰色細中粒砂巖，層理發(fā)育，垂直裂隙發(fā)育。偽 頂直接底砂頁巖5.62灰黑色，局部含砂較少， f=4。老 底砂質(zhì)頁巖19.42深灰色，致密少見植物化石，f=5。1.3.3 煤的特征1、物理性質(zhì)7煤：黑黑褐色，呈油脂半暗淡光澤，鱗片狀及厚薄不等的條帶狀結(jié)構(gòu)，條痕呈褐色，硬度 ，不規(guī)則斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育，性脆易碎，為光亮半暗型煤。9煤：與7煤物理性質(zhì)相似。鏡下鑒定結(jié)果：條帶狀結(jié)構(gòu)明顯，局部能看到有絲炭物質(zhì)所組成的線理結(jié)構(gòu)。有機組份主要有絲炭物質(zhì)組成，有少量凝膠化物質(zhì)及角質(zhì)分子。表 14可采煤層原煤實測及礦采用容重統(tǒng)計表煤層79測定值1.311.551.241.49礦采用值1.361.372、煤層化學(xué)性質(zhì)、工藝性能（1）化學(xué)性質(zhì)表 15可采煤層煤芯煤樣工業(yè)分析成果表水份Mad(%)灰份Ad（%）揮發(fā)份Vdaf(%)硫份St，d(%)77原煤精煤99原煤精煤1）煤的揮發(fā)份（Vdaf）區(qū)內(nèi)各主要可采煤層原煤揮發(fā)份平均在36.0449.01%之間，均為高揮發(fā)份煤，揮發(fā)份最小為9煤，最大為7煤，揮發(fā)份值最高平均在49.01%左右(見表 15)。從表中可看出太原組煤層揮發(fā)份高于山西組煤層揮發(fā)份。注：在29勘探線間，由于受到火成巖侵入，Z9、Z64、Z12、Z20、Z18孔揮發(fā)份值僅為2.9412.44%，平均9.64%，已變質(zhì)為天然焦。2）水份（Mad）區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤水份在0.553.98之間變化，7煤和9煤相差不大。3）灰份（Ad）區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤灰份產(chǎn)率13.2617.94，區(qū)內(nèi)煤層以低中灰煤為主。據(jù)各煤層煤芯煤樣統(tǒng)計結(jié)果：9煤為低灰煤，7煤為中灰煤。各煤層精層煤平均灰份產(chǎn)率為4.528.58%，均屬特低煤。說明原煤中外在灰份較多，精選后大部份可剔除掉，另外，因火成巖侵入造成局部煤層變質(zhì)為天然焦，以及采樣過程中泥漿或夾矸的混入也是造成部分煤樣灰份增高的原因。4）硫（St，d）區(qū)內(nèi)各可采煤層平均含硫量變化較大，7、9煤原精煤含硫量在量0.520.67均為特低硫煤。5）灰份及灰融性、灰渣特征區(qū)內(nèi)各主要可采煤層煤灰成份及灰渣均以SiO2和Al2O3為主，屬于酸性。（2）元素分析區(qū)內(nèi)各主要可采煤層碳、氫含量基本穩(wěn)定，干燥無灰基碳含量（Cdaf）平均在83.6284.60%之間，最小為7煤，最大為9煤；干燥無灰基氫含量（Hdaf）平均在5.275.50%之間，最小為9煤，最大為7煤；干燥無灰基氮含量（Ndaf）平均1.42%；干燥無灰基氧含量（Odaf）平均在8.949。53%之間。表 16可采煤層元素分析統(tǒng)計表煤層煤種Cdaf(%)Hdaf(%)Ndaf(%)Odaf(%)7氣煤9氣煤1.3.4 瓦斯突出性本礦井屬低瓦斯礦井，礦井瓦斯相對涌出量3.35m3/t，絕對瓦斯涌出量為11.32m3/min。二氧化碳相對涌出量為1.94m3/t，絕對涌出量為6.29m3/min。隨著開采深度的加深，瓦斯涌出量有增加的趨勢不明顯。1.3.5 煤層及煤層的自燃本井田內(nèi)各煤層均沒有自燃發(fā)火傾向和爆炸危險，自投產(chǎn)以來沒有發(fā)生過煤層自燃和爆炸現(xiàn)象。1.3.6 地溫地溫梯度在2.252.81C/100m之間，平均為2.52C/100m，屬于地溫正常區(qū)，但在-750m以下區(qū)域，地溫普遍達到30C以上，深部甚至達到40C，今后在這些區(qū)域從事采掘活動時，要采取相應(yīng)的降溫措施，以保障作業(yè)人員的身體健康。各開采煤層的瓦斯成分、含量；煤的自燃趨勢及煤塵爆炸危險性、煤層頂?shù)装逦锢砹W(xué)性質(zhì)以及地溫梯度、地溫變化等情況已基本查明。2 井田境界和儲量2.1 井田境界南部（淺部）以F1斷層與龐莊井田為界，北部（深部）至京福高速公路保護煤柱線；東部以蘇煤司基（87）第252號文規(guī)定的西1、西2和西3三個座標點的連線及其延長線與柳新井田為界，西部以蘇煤司基（84）第579號文規(guī)定點連線與夾河井田深部為鄰。整個井田東西長約4.80km、南北寬約3.53km，井田水平面積16.54km2。開采深度為-280m-1300m。且整個井田內(nèi)煤層傾角變化較大。其賦存狀況見下圖 21張小樓礦井田賦存狀況示意圖2.2 礦井地質(zhì)儲量本礦區(qū)煤層傾角變化較大，淺部煤層傾角較大，深部煤層傾角較小， 除井田中央有一大段層對生產(chǎn)有一定影響外，井田內(nèi)部其余大斷層均位于井田邊界，對生產(chǎn)影響甚微。褶曲方面深部存在兩個向斜和背斜，結(jié)構(gòu)簡單，為中等構(gòu)造地區(qū)。礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)地質(zhì)勘探，煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚。本次儲量計算是在精查地質(zhì)報告提供的1：5000煤層底板等高線圖上計算的，儲量計算可靠。張小樓煤礦主采煤層是3和9煤層采用塊段法計算工業(yè)儲量。地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，在圈定的塊段法范圍內(nèi)可用算術(shù)平均法求得每個塊段的儲量。煤層總儲量即為各塊段儲量之和，每個塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個以上的鉆孔。塊段劃分如圖 22所示。圖 22張小樓煤礦塊段劃分示意圖根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范，求得以下各儲量類型的值：2.2.1 礦井地質(zhì)資源量礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計算：ZZ=mF （2-1）式中：ZZ礦井地質(zhì)資源量，Mt；m煤層平均厚度，m；F煤層底面面積，km2；煤容重，t/m3。將各參數(shù)代入（2-1）式中可得表 21，所以地質(zhì)儲量為：ZZ=211.74（Mt）表 21煤層各分塊儲量煤層塊段傾角/()塊段面積/km2煤厚/m容重/t/m3儲量/Mt煤層總儲量/Mt總儲量/Mt720.462.566.001.3620.90140.81211.7419.781.336.001.3610.8420.843.116.001.3625.4125.112.376.001.3619.384.104.986.001.3640.667.902.906.001.3623.63920.462.563.001.3710.5370.9319.781.333.001.375.4620.843.113.001.3712.8025.112.373.001.379.764.104.983.001.3720.487.902.903.001.3711.902.2.2 礦井工業(yè)儲量根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，30%的是邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，則礦井工業(yè)資源/儲量由式計算。礦井工業(yè)儲量可用下式計算： （2-2）式中： Zg礦井工業(yè)資源/儲量； 探明的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；控制的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；控制的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；推斷的資源量；可信度系數(shù)，取0.70.9。地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井，值取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存較穩(wěn)定的礦井，取0.7。該式取0.7。88.93（Mt）44.47（Mt）38.11（Mt）19.06（Mt）14.82（Mt）因此將各數(shù)代入式2-2得：=205.39（Mt）2.3 礦井可采儲量2.3.1 井田邊界保護煤柱根據(jù)張小樓礦的實際情況，鑒于本井田上部邊界為斷層邊界，按照煤礦安全規(guī)程的有關(guān)要求，井田邊界內(nèi)側(cè)暫留25m寬度作為井界煤柱，則井田邊界保護煤柱的損失按下式計算。 （2-3）式中：P井田邊界保護煤柱損失，萬t。H井田邊界煤柱寬度，25m；L井田邊界長度，15628m；m煤層厚度，m；r煤層容重，7煤1.36t/m3，9煤1.37t/m3；代入數(shù)據(jù)得：P=4.78Mt2.3.2 斷層保護煤柱張小樓礦內(nèi)部已查明只有一個大斷層，即F16，可靠且可控制，故其兩側(cè)各留25m保護煤柱，則其煤柱損失可由下式求得： （2-4）式中：Pf煤柱損失，t；m煤層厚度，m；煤層容重，t/m3，7煤1.36t/m3，9煤1.37t/m3。代入數(shù)據(jù)得：2.3.3 采區(qū)及盤區(qū)邊界保護煤柱根據(jù)張小樓煤礦的實際情況，邊界兩側(cè)各留25m的保護煤柱，則采區(qū)及盤區(qū)邊界保護煤柱損失量為12.45Mt2.3.4 井筒保護煤柱主井、副井及風井保護煤柱在工業(yè)廣場保護煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護煤柱為損失量為0。2.3.5 大巷保護煤柱大巷保護煤柱已包括在采區(qū)及盤區(qū)邊界煤柱內(nèi)，故大巷保護煤柱損失量為0。2.3.6 工業(yè)廣場保護煤柱根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范不同井型與其對應(yīng)的工業(yè)廣場面積見表 22。本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為1.5萬噸/年，所以取工業(yè)廣場的尺寸為360m500m的長方形。煤層的淺部平均傾角為20，工業(yè)廣場的中心處在井田走向的中央，傾向中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為-600m，該處表土層平均78.0m，主井、副井、風井及地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按級保護留維護帶，寬度為15m。本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動角見表 23。表 22井型與其工業(yè)廣場面積對應(yīng)表井 型（萬t/a）占地面積指標（公頃/10萬t）240及以上1.01201801.245901.59301.8表 23礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動角廣場中心深度/m煤層傾角煤層厚度/m沖擊層厚度/m-600206，37845757565根據(jù)表 23條件，畫出如圖23E