濟(jì)三煤礦4.0Mta新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖-采礦工程.zip

濟(jì)三煤礦4.0Mta新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖-采礦工程.zip,煤礦,4.0,Mta,設(shè)計(jì),CAD,采礦工程 任務(wù)書設(shè)計(jì)日期：20XX年3月12日 至 20XX年6月10日設(shè)計(jì)題目： 濟(jì)三煤礦4.0 Mt/a新井設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)專題題目： 大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：以實(shí)習(xí)礦井濟(jì)寧三號煤礦條件為基礎(chǔ)，完成濟(jì)三煤礦4.0Mt/a新井設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括：礦井概況、礦井工作制度及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、井田開拓、首采區(qū)設(shè)計(jì)、采煤方法、礦井通風(fēng)系統(tǒng)、礦井運(yùn)輸提升等。結(jié)合煤礦生產(chǎn)前沿及礦井設(shè)計(jì)情況，撰寫一篇關(guān)于大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究的專題論文。完成“The 23rd International Conference on Ground Control Ming”上與采礦有關(guān)的科技論文翻譯一篇，題目為“Detecting Abandoned Coal Mine Entries by High Resolution Earth Resistivity Method”，論文9106字符。院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字：摘 要本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分為兗礦集團(tuán)濟(jì)寧三號煤礦4.0Mt/a新井設(shè)計(jì)，共分10章：1.礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征；2.井田境界和儲量；3.礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限；4.井田開拓；5.準(zhǔn)備方式-盤區(qū)巷道布置；6.采煤方法；7.井下運(yùn)輸；8.礦井提升；9.礦井通風(fēng)與安全技術(shù)；10.礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。兗礦集團(tuán)濟(jì)寧三號煤礦位于山東省濟(jì)寧煤田中部，主采煤層一層，即3下煤層，傾角29，平均厚度5.26m，地質(zhì)條件簡單，煤層具有煤塵爆炸危險(xiǎn)性并有自然發(fā)火傾向。井田工業(yè)儲量為567.881Mt，可采儲量424.408Mt，適宜布置大型礦井，礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)量4.0Mt/a，設(shè)計(jì)服務(wù)年限為70a。設(shè)計(jì)礦井采用立井單水平開拓，前期采用中央并列式通風(fēng)，后期采用兩翼對角式通風(fēng)。一礦一面，采煤方法為厚煤層綜采一次采全高全部垮落法。煤炭運(yùn)輸采用鋼絲繩芯膠帶，輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車。礦井年工作日為330 d，每天凈提升時(shí)間16 h。礦井工作制度為：實(shí)行“三八”制作業(yè)，（兩班生產(chǎn)，一班檢修），每日兩班出煤。專題部分題目為大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究。著重研究了大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)特征及規(guī)律，和大采高綜采工作面煤巖組合力學(xué)模型及其控制。翻譯部分是“The 23rd International Conference on Ground Control Ming”中一篇名為Detecting Abandoned Coal Mine Entries by High Resolution Earth Resistivity Method的論文，中文譯名為高分辨率大地電阻率法探測廢棄煤礦巷道。關(guān)鍵詞：立井；盤區(qū)；大采高；無軌運(yùn)輸；混合式通風(fēng)；礦壓顯現(xiàn)規(guī)律ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. The general part is a new design of Jining 3rd mine. Jining 3rd mine lies in middle of Shandong province Jining coalfield. The three is the main coal seam, and its dip angle is 5 degree. The thickness of the mine is about 5.26m in all. It is bituminous coal with low mine gas emission rate and coal spontaneous combustion tendency, and its a coal seam liable to dust explosion.The proved reserves of the minefield are 567.881 million tons. The recoverable reserves are 424.408 million tons. The designed productive capacity is 4 million tons percent year, and the service life of the mine is 70 years. The well farmland is a single level in an inclined and calm well to expand.The working system “three-eight” is used in the Jining 3rd mine. It produced 330d/a.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.Special subject parts of topics is large mining height fully - mechanized coal face research on mine pressure behavior law.Translation part of main contentses is Detecting Abandoned Coal Mine Entries by High Resolution Earth Resistivity Method.Keywords：vertical; panel; high seam mining; transport without track; combined ventilation; mine pressure behavior law目 錄一般部分1 概述及井田地質(zhì)特征11.1礦區(qū)概述11.1.1礦區(qū)地理位置及交通條件11.1.2礦區(qū)地形特點(diǎn)11.1.3礦區(qū)氣候條件21.1.4礦區(qū)水文情況21.2井田地質(zhì)特征21.2.1井田煤系地層21.2.2井田構(gòu)造31.2.3井田水文地質(zhì)特征51.2.4其他有益礦物51.3煤層特征71.3.1煤層特征71.3.2煤質(zhì)81.3.3瓦斯及煤的自燃等情況122 井田境界和儲量132.1井田境界132.1.1井田境界132.1.2井田尺寸132.2礦井工業(yè)儲量142.2.1資源勘探概述142.2.2鉆探142.2.3礦井工業(yè)儲量計(jì)算142.3礦井可采儲量162.3.1安全煤柱留設(shè)原則162.3.2礦井永久保護(hù)煤柱損失量173 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限193.1礦井工作制度193.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限193.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定依據(jù)193.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定193.2.3礦井服務(wù)年限204 井田開拓214.1礦井開拓的基本問題214.1.1井筒形式，數(shù)目，位置及坐標(biāo)確定214.1.2工業(yè)場地的位置224.1.3開采水平的確定224.1.4主要開拓巷道224.1.5方案比較224.2礦井基本巷道294.2.1井筒294.2.2井底車場及硐室334.2.3開拓巷道365 準(zhǔn)備方式盤區(qū)巷道布置395.1煤層地質(zhì)特征395.1.1盤區(qū)位置395.1.2盤區(qū)煤層特征395.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況395.1.4水文地質(zhì)395.1.5地質(zhì)構(gòu)造395.2盤區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)405.2.1盤區(qū)準(zhǔn)備方式的確定405.2.2盤區(qū)巷道布置405.2.3盤區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)415.2.4盤區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法425.2.5盤區(qū)生產(chǎn)能力及采出率445.3盤區(qū)車場及主要硐室465.3.1盤區(qū)車場選型設(shè)計(jì)465.3.2盤區(qū)主要硐室布置466 采煤方法476.1采煤工藝方式476.1.1盤區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件476.1.2確定采煤工藝方式476.1.3回采工作面參數(shù)476.1.4回采工作面破煤、裝煤方式486.1.5回采工作面支護(hù)方式506.1.6端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式516.1.7各工藝過程注意事項(xiàng)526.1.8回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)536.2回采巷道布置556.2.1回采巷道布置方式556.2.2回采巷道參數(shù)567 井下運(yùn)輸597.1概述597.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度597.1.2煤層及煤質(zhì)597.1.3運(yùn)輸距離和貨載量597.1.4礦井運(yùn)輸系統(tǒng)597.2盤區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇607.2.1設(shè)備選型原則：607.2.2盤區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算607.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇617.3.1主運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇及能力驗(yàn)算617.3.2輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇618 礦井提升648.1礦井提升概述648.2主井提升648.2.1箕斗648.2.2提升機(jī)648.2.3提升鋼絲繩658.2.4裝載系統(tǒng)658.2.5裝卸臺658.2.6提升能力驗(yàn)算658.3副井提升679 礦井通風(fēng)及安全699.1礦井地質(zhì)、開拓、開采概況699.1.1礦井地質(zhì)概況699.1.2開拓方式699.1.3開采方法699.1.4變電所、充電硐室、火藥庫699.1.5工作制、人數(shù)699.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定699.2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求699.2.2礦井通風(fēng)方式的確定709.2.3主要通風(fēng)機(jī)工作方式選擇719.2.4盤區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求719.2.5工作面通風(fēng)方式的選擇729.2.6回采工作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置729.3礦井風(fēng)量計(jì)算739.3.1工作面需風(fēng)量計(jì)算739.3.2備用面需風(fēng)量的計(jì)算749.3.3掘進(jìn)工作面需風(fēng)量749.3.4硐室需風(fēng)量759.3.5其它巷道所需風(fēng)量759.3.6礦井總風(fēng)量759.3.7風(fēng)量分配759.4礦井通風(fēng)阻力計(jì)算769.4.1礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則769.4.2礦井最大阻力路線769.4.3礦井通風(fēng)阻力計(jì)算799.4.4礦井通風(fēng)總阻力809.4.5兩個(gè)時(shí)期的礦井總風(fēng)阻和總等積孔809.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備809.5.1選擇主扇809.5.2電動機(jī)選型829.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施849.6.1預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施849.6.2預(yù)防井下火災(zāi)的措施849.6.3防水措施8410 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)85專題部分大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究870 引言871 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀891.1大采高綜采技術(shù)現(xiàn)狀891.1.1國外現(xiàn)狀891.1.2國內(nèi)現(xiàn)狀891.1.3大采高綜采技術(shù)發(fā)展趨勢901.2大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究現(xiàn)狀901.2.1大采高采場頂板巖層運(yùn)動規(guī)律研究901.2.2大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究911.2.3綜采面液壓支架合理工作阻力確定912 大采高綜采工作面礦壓觀測932.1沙曲礦24101大采高綜采工作面概況932.2 24101大采高綜采工作面礦壓觀測方案942.2.1工作面礦壓觀測方案942.2.2軌道順槽來壓顯現(xiàn)觀測方案942.3 24101大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律942.3.1支架載荷分布及變化規(guī)律943 大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)特征分析973.1沙曲礦大采高綜采工作面礦壓特征分析973.1.1沙曲礦的地質(zhì)及開采條件973.1.2礦壓觀測結(jié)果973.1.3沙曲礦24101大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)特征983.2康家灘礦大采高綜采工作面礦壓特征分析983.2.1康家灘礦的地質(zhì)及開采條件983.2.2礦壓觀測結(jié)果983.2.3康家灘礦88101大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)特征993.3寺河礦大采高綜采工作面礦壓特征分析993.3.1寺河礦的地質(zhì)及開采條件993.3.2礦壓觀測結(jié)果1003.3.3寺河礦23101大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)特征1004 大采高綜采工作面煤巖組合力學(xué)模型及其控制1024.1大采高綜采工作面煤巖組合力學(xué)模型的建立1024.1.1大采高采場上覆巖層的平衡結(jié)構(gòu)1024.1.2模型建立的依據(jù)1034.1.3大采高綜采工作面煤巖組合力學(xué)模型1034.2大采高綜采工作面煤巖組合力學(xué)模型計(jì)算實(shí)例105結(jié)論107翻譯部分英文原文110中文譯文114致 謝118一 般 部 分1 概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述1.1.1礦區(qū)地理位置及交通條件兗州礦區(qū)包括兗州煤田大部和濟(jì)寧煤田（東區(qū)）中部，位于山東省西南部，東經(jīng)11630117，北緯35103540，地跨濟(jì)寧市任城區(qū)、鄒城市、兗州市、曲阜市和微山縣等五市縣區(qū)。濟(jì)三煤礦位于濟(jì)寧煤田（東區(qū)）中部，北距濟(jì)寧市14km，東距兗州礦業(yè)集團(tuán)公司所在地鄒城市40km。兗（州）新（鄉(xiāng)）鐵路通過濟(jì)寧市區(qū)，東與京滬線在兗州站相接，西與荷澤站與京九線相接。兗州石臼所鐵路支線全長316km，在礦區(qū)中部穿過，礦區(qū)內(nèi)鐵路專線已建成通車，鐵路運(yùn)輸便利。兗州、濟(jì)寧、鄒城的公路互為連通，四通八達(dá)，濟(jì)東礦區(qū)公路橫貫井田北部與高速公路聯(lián)通。京杭運(yùn)河流經(jīng)井田西部，河寬6080m，平均水深約2m，內(nèi)河航運(yùn)可由京杭運(yùn)河直達(dá)江、浙；海運(yùn)由石臼所港可達(dá)國內(nèi)、外港口，水路運(yùn)輸十分便利。兗州礦區(qū)交通位置如圖1.1所示。圖1.1 濟(jì)寧三號煤礦交通位置圖1.1.2礦區(qū)地形特點(diǎn)井田地形由南陽湖區(qū)及濱湖沖積平原組成，南陽湖區(qū)面積約占三分之二。東部為濱湖沖積平原，地勢平坦，溝渠縱橫。井田東部地面標(biāo)高+32.53m+37.78m，地勢東高西低，自然坡度0.4；泗河口沖積扇處地面高程一般在+33m+35m。井田西部為南陽湖區(qū)，根據(jù)南陽湖南陽水文站和辛店水文站歷年湖水位觀測資料，湖面歷年平均標(biāo)高為+34.25m；根據(jù)生產(chǎn)階段湖區(qū)鉆孔資料，湖底標(biāo)高為+31.5833.35m。主井、副井和風(fēng)井的井口標(biāo)高均為+37.60m，高于當(dāng)?shù)貧v史洪水位。1.1.3礦區(qū)氣候條件本區(qū)氣候溫和，屬溫帶季風(fēng)區(qū)海洋大陸性氣候，四季分明。年平均降雨量701.9mm，年最大降雨量1186mm，最小441.9mm。降雨多集中在七、八月份。年平均蒸發(fā)量1819.5mm，年最大蒸發(fā)量2228.2mm，最小1654.7mm。春、夏兩季多東及東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，平均風(fēng)速為2.3m/s，最大風(fēng)速為22.7m/s。歷年最大積雪厚度為0.15m；最大凍土深度為0.31m。1.1.4礦區(qū)水文情況井田內(nèi)主要河流有京杭運(yùn)河、泗河、幸福河及光復(fù)河。京杭運(yùn)河汛期最大流量626 m3/s；光復(fù)河位于井田北部，河床寬約400m，最大流量400 m3/s；泗河位于井田東部，為季節(jié)性河流。上述各河流均流入南陽湖內(nèi)。湖區(qū)分布于井田西南部，為附近地表水系的匯聚地，其面積約占井田總面積的三分之二，邊緣多為蘆葦沼澤地，中部常年積水，水深2m左右，枯水季節(jié)小于1m。歷年最低水位+32.22m。洪水期水深可達(dá)4m以上。解放后最高洪水位+36.53m，當(dāng)時(shí)泗河決口，湖水外溢，匯連成片。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1井田煤系地層本井田含煤地層為二疊系山西組和石炭系太原組，煤系地層平均總厚280.92m。地層特征礦井綜合柱狀如圖1-2所示。共含煤26層，可采與局部可采8層，平均總厚10.46m，含煤系數(shù)為3.72%。其中，主要可采煤層為3上、3下及16上、17煤平均總厚為8.02m，占可采煤層總厚的76.67%； 3上、3下煤層厚度較大，平均厚度達(dá)6.11 m，占可采總厚的58.4%?？刹擅簩犹卣饕姳?-1。各主要可采煤層情況分述如下：3上煤層位于山西組中部，可采塊段內(nèi)的平均厚度1.21m，大部分為中厚煤層，厚度較穩(wěn)定，按一定的規(guī)律變化，東薄西厚。在井田中部有兩條沖刷無煤區(qū)，其中一條由北向南縱貫井田中部直至第四勘探區(qū)，延展長度10km，寬12km。另一條在上述沖刷帶中間往東再折轉(zhuǎn)向南直至煤層露頭，延展長度4.5km，寬0.50.7km。3下煤層位于山西組下部，可采范圍內(nèi)的煤層平均厚度4.9m。大部分為厚煤層，厚度較穩(wěn)定，呈東厚西薄的變化規(guī)律。東部陸地煤層厚度多為67m，個(gè)別地段則因沖刷影響發(fā)生局部變薄現(xiàn)象。西部湖區(qū)煤層變薄，15線以南以及C10-8號孔周圍煤層受沖刷形成無煤區(qū)。6煤層位于太原組上部，平均厚度0.54m，下距三灰11.74m。北部賦存較穩(wěn)定，有可采塊段，往南逐漸變薄直至沉缺，大部分不可采，為不穩(wěn)定局部可采薄煤層。10下煤層位于太原組中部，下距12下煤層15.44m。該煤層?xùn)|部較穩(wěn)定，有可采塊段，西部及南部大部不可采，為不穩(wěn)定局部可采薄煤層。12下煤層位于太原組下部，下距15上煤層16.62m。煤層北薄南厚，南及西南部大部可采，且厚度可達(dá)1 m以上，為不穩(wěn)定至較穩(wěn)定的局部可采薄煤層。15上煤層位于太原組中下部，下距16上煤層37.50m。煤層在東部陸地較好，有可采塊段；西部則差，屬不穩(wěn)定局部可采煤層。16上煤層位于太原組下部，平均煤層厚度1.14m，屬薄煤層。本煤層全區(qū)可采，厚度變化小，為穩(wěn)定可采煤層。17煤層位于太原組下部，下距十三灰21m，距奧灰65.84m，可采范圍內(nèi)煤層平均厚度0.77m，屬較穩(wěn)定局部可采薄煤層。礦井當(dāng)前開采3下煤層，其頂、底板條件如下：頂板以中砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖為主，厚0.6060.00 m。粉砂巖頂板主要分布在首采區(qū)的東部、中部和西部，其余較大面積頂板為砂巖。偽頂分布較零散，主要為泥巖和粉砂巖，厚0.100.45m，偽頂之上的直接頂板主要為中、細(xì)砂巖，厚0.9029.65 m?？箟簭?qiáng)度平均值：粉砂巖為54 MPa，細(xì)砂巖為77.2MPa，中砂巖為67.6MPa。在C5-12號孔至C6-5號孔一帶主要由抗壓強(qiáng)度較低的粉砂巖組成，劃為不穩(wěn)定頂板，其它主要為較穩(wěn)定穩(wěn)定頂板，在C4-4、119、C10-11號孔附近，分布有堅(jiān)硬頂板。底板在礦井北部多分布中等堅(jiān)固的泥巖，厚0.604.20m ；首采區(qū)中部底板為細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖互層，其中粉砂巖厚0.606.45m，粉細(xì)砂巖互層厚4.3512.15m，湖區(qū)及南部地區(qū)為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖底板。泥巖底板為中等穩(wěn)定底板，細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖互層底板為穩(wěn)定底板，粉砂巖、砂質(zhì)泥巖底板為不穩(wěn)定中等穩(wěn)定底板。1.2.2井田構(gòu)造1.井田構(gòu)造概況本井田位于南北向的濟(jì)寧地塹構(gòu)造內(nèi)，東西兩側(cè)分別為南北向的區(qū)域性斷裂孫氏店斷層和濟(jì)寧斷層，井田內(nèi)斷層受其控制以南北向斷層為主。井田的構(gòu)造形態(tài)，北部以寬緩褶皺為特點(diǎn)，往南逐漸轉(zhuǎn)成北東走向，向北西傾伏的單斜構(gòu)造。井田構(gòu)造中等簡單。井田東及東南淺部地層傾角平緩，一般小于5，寬緩褶皺，走向多邊。西及西南部，傾角一般59。孫氏店支一斷層兩側(cè)，因受牽引影響，在5至7勘探線處可達(dá)18以上。2.斷層井田內(nèi)斷層具有明顯的規(guī)律性，南北向斷層組，多為東升西降的正斷層，因而井田地層自東向西呈臺階下降。另一組北東東至東西向的斷層，分布不甚規(guī)律，個(gè)別為落差較小的逆斷層。井田落差20m以上的斷層共14條，其中落差在100m以上的4條(包括2條邊界斷層)，落差50100m的兩條，落差2050m的8條。主要斷層特征見表1-1。3.巖漿巖井田內(nèi)普遍有燕山期的巖漿活動，呈層狀侵入上侏羅統(tǒng)紅色砂巖內(nèi)。巖漿巖下距上侏羅統(tǒng)紅砂巖底界99.30259.00m，對煤層無影響。因此本井田內(nèi)影響采區(qū)工作面布置的主要構(gòu)造是斷層，影響結(jié)果如下。（1）斷層對采區(qū)劃分的影響由于濟(jì)寧三號煤礦設(shè)計(jì)巷道大部分為沿煤層掘進(jìn)的巷道，落差10m以上的斷層使開拓巷道長距離在巖層中，影響了工作面布置，因此10m以上的斷層應(yīng)作為采區(qū)邊界。小斷層較多但不影響采區(qū)的布置。（2）小斷層對綜采工作面生產(chǎn)的影響由于3上、3下煤層厚度變化較大，工作面中遇到小斷層使煤層變薄，當(dāng)斷層帶厚度小于2.00m時(shí)，工作面必須破頂板或底板推進(jìn)。因此3上煤層中落差1 m左右的斷層、3下煤層中落差2m以上的斷層均將造成破頂板或底板推進(jìn)，降低了工作面進(jìn)度，即產(chǎn)量下降，而且原煤中矸石、灰分增高，使煤的質(zhì)量變差。另外，斷層三角帶頂板難于控制，容易造成冒頂事故，危及著安全生產(chǎn)。圖1.2 礦井綜合柱狀3上、3下煤層頂板砂巖局部有對煤層沖刷地段，使得煤層呈帶狀變薄，工作面在該段中也需破頂、底板推進(jìn)，對生產(chǎn)影響嚴(yán)重。（3）斷層對水文地質(zhì)條件的影響程度井田東部邊界為孫氏店斷層，其使斷層?xùn)|部下盤的奧陶系石灰?guī)r與對盤的煤系地層對接。井田內(nèi)落差較大的張性斷層也可能將基底的奧陶系石灰?guī)r水導(dǎo)至采空區(qū)。尤其大面積開采后，地應(yīng)力集中于煤柱之上，使原巖應(yīng)力下導(dǎo)水差的斷層變?yōu)閷?dǎo)水?dāng)鄬拥目赡苄愿?。因此，在井田?nèi)斷層將使水文地質(zhì)條件變得較為復(fù)雜。表1.1 主要斷層特征表斷 層 名 稱性質(zhì)落 差(m)斷 層 產(chǎn) 狀區(qū)內(nèi)走向長度(km)控制程度走 向傾 向傾 角孫氏店斷層正450北北西西700102個(gè)鉆孔穿過，7個(gè)鉆孔控制，5線以南已基本查明孫氏店支一斷層正0340北北西西700106個(gè)鉆孔穿過，5線以北已基本探明八里鋪東斷層正060南北西7007.413個(gè)鉆孔穿過，控制嚴(yán)密，已予查明八里鋪西斷層正040北北東至南北北西70036個(gè)鉆孔穿過，基本查明，斷層結(jié)構(gòu)復(fù)雜F8斷層正0100北北東至南北東75069個(gè)鉆孔穿過，2個(gè)鉆孔控制，已予查明C6-5斷層正023南北東7000.92個(gè)鉆孔穿過已予查明董莊斷層正35340南北東75010僅19線控制，為推斷斷層C19-16斷層逆030近南北東4501.3僅19-16號孔穿過，初步控制C17-20斷層正030北東東南東70032個(gè)鉆孔穿過，基本查明北王斷層正040近南北西70067個(gè)鉆孔穿過，5線至12線及12線以南基本查明1.2.3井田水文地質(zhì)特征濟(jì)寧煤田處于東起嶧山斷層、西至濟(jì)寧斷層、北起長溝斷層、南至鳧山斷層的區(qū)域水文地質(zhì)單元的西部。濟(jì)寧煤田內(nèi)上組煤直接充水含水層為山西組砂巖和太原組第三層石灰?guī)r，間接充水含水層為上侏羅統(tǒng)砂巖含水層。山西組砂巖漏水孔率為23.8%，單位涌水量0.13010.4755L/sm，富水性中等；太原組第三層石灰?guī)r漏水孔率為1.2%14.5%，單位涌水量0.003060.00701L/sm，富水性較弱。下組煤直接充水含水層為太原組第十下層石灰?guī)r，漏水孔率為4.4%11.3%，單位涌水量為0.001010.1857L/sm，富水性不均勻；間接充水含水層為煤系基底奧灰含水層。濟(jì)寧三號煤礦位于區(qū)域水文地質(zhì)單元的西部偏南、濟(jì)寧煤田東區(qū)的中南部。煤礦為第四系覆蓋下的隱蔽井田，開采3上、3下煤的直接充水含水層為3煤頂?shù)撞可皫r、三灰以及上侏羅統(tǒng)下部砂礫巖含水層，間接充水含水層為第四系下組。1.2.4其他有益礦物1.稀有元素鍺在煤中最高含量為17.2mg/kg，達(dá)不到工業(yè)品位。鎵在上部煤層中含量較高，3上煤含量最高為18mg/kg，低于冶金、電子工業(yè)對煤層中鎵的工業(yè)品位要求。放射性元素鈾，按伴生鈾礦的工業(yè)品位要求為0.02%，本井田各煤層均達(dá)不到其要求。釷礦床和伴生狀態(tài)釩，工業(yè)品位對ThO2和V2O5要求含量0.1%，本井田煤的釷、釩含量均達(dá)不到要求。各煤層稀散元素平均值見表1.2。上述稀有元素雖未能達(dá)到各工業(yè)品位之要求，但在煤的加工和綜合利用過程中不應(yīng)忽視，要注意在煤灰、煤塵、煙灰中加強(qiáng)稀有元素的回收和利用。2.巖石光譜分析精查勘探在C14-6號孔J3O2地層，C8-13號孔3上、3下煤段共采161件光譜分析樣，對28種元素含量進(jìn)行分析。在煤系和非煤系地層中，各種元素含量見表1.3。3.鋁土巖伴生鋁土巖作為一種礦產(chǎn)，越來越成為煤礦綜合利用的主要資源之一。據(jù)對東灘、興隆莊3層煤底板鋁土巖化學(xué)成分的分析，Al2O3含量分別為23.89%及25.05%，F(xiàn)e2O3分別為1.92%及0.61%，TiO2分別為0.83%及0.99%，SiO2分別為56.6l%及60.22%。據(jù)對楊村礦16上煤底板和17煤底板化學(xué)成分的分析，SiO2分別為58.64%60.91%及58.75%；Al2O3分別為23.90%26.00%及23.62%，F(xiàn)e2O3分別為1.001.33%及2.97%；TiO2分別為0.900.81%及1.09%。表1.2 各煤層稀散元素平均值表煤層Ge(mg/kg)Ga(mg/kg)U(mg/kg)Th(mg/kg)V(mg/kg)3上2.79.2313553下1.85.82.18.429610.67.3491510下6.89.3172712下4.46.87.63015上5.84.51.78.72316上3.142.78.817175.752.3120表1.3 各種元素含量表元素BaBeLiPMnPbSnWGaCr平均5.40.11109.70.16110.250.53最大4020600.40.43元素NiTiBiMoVCuZrAgZnCo平均0.34490.10.010.80.332.10.0110.1最大1.51000.08331030.7元素SrYLaScFeAlCaMg平均2.80.21100100100 注：表內(nèi)數(shù)值10-2%為各元素光譜分析值1.3煤層特征1.3.1煤層特征本井田含煤地層為二疊系山西組和石炭系太原組，煤系地層平均總厚280.92 m。共含煤26層，可采與局部可采8層，平均總厚10.46 m，含煤系數(shù)為3.72%。其中，主要可采煤層為3上、3下及16上、17煤平均總厚為8.02 m，占可采煤層總厚的76.67%； 3上、3下煤層厚度較大，平均厚度達(dá)6.11 m，占可采總厚的58.4%?？刹擅簩犹卣饕姳?.2。3上煤層位于山西組中部，可采塊段內(nèi)的平均厚度1.72 m，大部分為中厚煤層，厚度較穩(wěn)定，按一定的規(guī)律變化，東薄西厚。在井田中部有兩條沖刷無煤區(qū)，其中一條由北向南縱貫井田中部直至第四勘探區(qū)，延展長度10 km，寬12 km。另一條在上述沖刷帶中間往東再折轉(zhuǎn)向南直至煤層露頭，延展長度4.5km，寬0.50.7 km。3下煤層位于山西組下部，可采范圍內(nèi)的煤層平均厚度5.86 m。大部分為厚煤層，厚度較穩(wěn)定，呈東厚西薄的變化規(guī)律。東部陸地煤層厚度多為67 m，個(gè)別地段則因沖刷影響發(fā)生局部變薄現(xiàn)象。西部湖區(qū)煤層變薄，15線以南以及C10-8號孔周圍煤層受沖刷形成無煤區(qū)。6煤層位于太原組上部，平均厚度1.17 m，下距三灰11 m。北部賦存較穩(wěn)定，有可采塊段，往南逐漸變薄直至沉缺，大部分不可采，為不穩(wěn)定局部可采薄煤層。10下煤層位于太原組中部，下距12下煤層15 m。該煤層?xùn)|部較穩(wěn)定，有可采塊段，西部及南部大部不可采，為不穩(wěn)定局部可采薄煤層。12下煤層位于太原組下部，下距15上煤層16 m。煤層北薄南厚，南及西南部大部可采，且厚度可達(dá)1 m以上，為不穩(wěn)定至較穩(wěn)定的局部可采薄煤層。15上煤層位于太原組中下部，下距16上煤層38 m。煤層在東部陸地較好，有可采塊段；西部則差，屬不穩(wěn)定局部可采煤層。16上煤層位于太原組下部，平均煤層厚度1.17 m，屬薄煤層。本煤層全區(qū)可采，厚度變化小，為穩(wěn)定可采煤層。17煤層位于太原組下部，下距十三灰21 m，距奧灰65 m，可采范圍內(nèi)煤層平均厚度0.81 m，屬較穩(wěn)定局部可采薄煤層。礦井當(dāng)前開采3下煤層，其頂、底板條件如下：頂板以中砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖為主，厚0.6060.00 m。粉砂巖頂板主要分布在首采區(qū)的東部、中部和西部，其余較大面積頂板為砂巖。偽頂分布較零散，主要為泥巖和粉砂巖，厚0.100.45 m，偽頂之上的直接頂板主要為中、細(xì)砂巖，厚0.9029.65 m。抗壓強(qiáng)度平均值：粉砂巖為54 MPa，細(xì)砂巖為77.2 MPa，中砂巖為67.6 MPa。在C5-12號孔至C6-5號孔一帶主要由抗壓強(qiáng)度較低的粉砂巖組成，劃為不穩(wěn)定頂板，其它主要為較穩(wěn)定穩(wěn)定頂板，在 C4-4、119、C10-11號孔附近，分布有堅(jiān)硬頂板。底板在礦井北部多分布中等堅(jiān)固的泥巖，厚0.604.20 m ；首采區(qū)中部底板為細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖互層，其中粉砂巖厚0.606.45 m，粉細(xì)砂巖互層厚4.3512.15 m，湖區(qū)及南部地區(qū)為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖底板。泥巖底板為中等穩(wěn)定底板，細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖互層底板為穩(wěn)定底板，粉砂巖、砂質(zhì)泥巖底板為不穩(wěn)定中等穩(wěn)定底板。煤層名稱全井田厚度/m可采范圍平均厚度/m煤層間距/m煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性頂?shù)装鍘r性最小/最大/平均最小/最大/平均夾石層數(shù)結(jié)構(gòu)頂板底板3上0/5.80/1.211.7217.92/59.50/34.8403簡單較穩(wěn)定粉砂巖粘土巖，粉砂巖3下0/9.69/4.95.2603較簡單較穩(wěn)定粉砂巖及砂巖粉，細(xì)砂巖23.57/52.29/35.0060/1.39/0.440.6901簡單不穩(wěn)定粉砂巖及泥巖粉砂巖37.21/60.05/49.9210下0/1.52/0.580.7001簡單不穩(wěn)定同上細(xì)砂巖9.31/22.48/15.3412下0/1.96/0.620.9501簡單不穩(wěn)定較穩(wěn)定同上粘土巖，泥巖9.87/27.06/16.4515上0/1.30/0.650.7301簡單不穩(wěn)定石灰?guī)r粘土巖28.50/54.59/38.1216下0.66/1.94/1.171.1703較簡單穩(wěn)定同上粉砂巖及粘土巖2.32，/11.09/5.02170.26/1.34/0.790.8102較簡單較穩(wěn)定不穩(wěn)定同上粘土巖表1.4 各主要可采煤層情況1.3.2煤質(zhì)1.煤的物理性質(zhì)和煤巖特征（1）煤的物理性質(zhì)井田內(nèi)八層可采煤層均為黑色、黑褐條痕色的軟中等堅(jiān)硬煤層。煤的硬度(堅(jiān)固性系數(shù))平均1.04，山西組煤層硬于太原組煤層，煤的最大硬度達(dá)1.89(3上煤)，單軸抗壓強(qiáng)度為5.1912.54MPa(3下煤)。各煤層的物性特征見表1.5(據(jù)精查報(bào)告)。（2）宏觀煤巖特征各煤層的宏觀煤巖組份多以亮煤為主，約占60%，暗煤約占30%。含有鏡煤條帶和透鏡體。山西組煤絲炭含量比太原組煤多，以細(xì)條帶或線理狀分布于煤層中。煤巖類型以半亮型煤為主，半暗型煤次之。細(xì)中條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，部份具塊狀構(gòu)造。（3）顯微煤巖特征在有機(jī)顯微煤巖組份中，凝膠化組份占74%，山西組煤層凝膠化組分含量低于太原組煤，絲炭化組份高于太原組煤層。穩(wěn)定組分太原組煤層低于山西組煤層。無機(jī)組份以粘土礦物為主，占總量的72%，其次為氧化物、碳酸鹽和硫化物。表1.5 各煤層的物性特征表項(xiàng)目煤層光澤硬度真密度視密度斷口裂隙3上瀝青玻璃1.351.461.38貝殼、參差狀較發(fā)育3下玻璃1.041.441.36參差、階梯、貝殼狀較發(fā)育6玻璃瀝青1.451.3510下玻璃、油脂1.411.37階梯、貝殼狀12下玻璃0.871.401.37貝殼、階梯狀15上玻璃、瀝青、油脂0.931.391.34參差、貝殼狀16上玻璃油脂0.991.391.31階梯、貝殼狀發(fā) 育17玻璃、瀝青、油脂1.041.361.30階梯、參差、貝殼狀發(fā) 育2.煤的化學(xué)性質(zhì)和工藝性能（1）煤的工業(yè)分析指標(biāo)及其變化規(guī)律a.灰份井田內(nèi)各可采煤層的原煤平均灰份產(chǎn)率均為低中灰，原煤灰份的變化范圍27.123.28%。1.4比重級精煤灰份，3上、3下、6、10下和12下煤為低灰，15上、16上和17煤為特低灰，變化范圍1.888.82%。精煤回收率66.64%。用洗選的方法脫除煤中礦物雜質(zhì)，以降低灰份的效果明顯。b.揮發(fā)份山西組煤層的精煤揮發(fā)份產(chǎn)率(Vdaf)平均38.60%，比太原組煤層低5.73%，除3上煤個(gè)別點(diǎn)較小外，其余均大于35%，為高揮發(fā)份煤。特別是太原組10下、15上、16上和17煤，最低揮發(fā)份大于42%，最高49.55%，煤化程度較高。c.發(fā)熱量山西組原煤分析基彈筒發(fā)熱量(Qb，ad)28.28MJ/ kg。變化范圍23.8731.90MJ/kg。太原組除12下煤層較低外，其余均大于29MJ/kg，變化范圍在25.1132.94MJ/kg間。煤的發(fā)熱量與灰份關(guān)系密切，灰份每增加1%，發(fā)熱量約降低0.42MJ/kg。d.硫份山西組煤層硫份主要為低硫。太原組6煤為中高硫，12下煤為低中硫，其余煤層均為高硫。原煤硫份中，山西組煤的有機(jī)硫比黃鐵礦硫的含量高0.05%，太原組煤中，6、10下、12下、15上煤黃鐵礦硫占59%，有機(jī)硫占40%。16上、17煤則以有機(jī)硫?yàn)橹鳎S鐵礦硫次之。由于有機(jī)硫的增大，給煤的洗選帶來較大困難。在四個(gè)主采煤層中，精煤有機(jī)硫份均比原煤有所增高，各煤層的全硫、黃鐵礦硫和有機(jī)硫的脫硫系數(shù)見表1.6。表1.6 各煤層的全硫、黃鐵礦硫和有機(jī)硫的脫硫系數(shù)表煤層項(xiàng)目3上3下610下12下15上16上17脫硫系數(shù)全硫0.150.160.260.340.270.440.230.30黃鐵礦硫0.570.460.620.810.71有機(jī)硫-0.09-0.060.03-0.080.11井田內(nèi)各可采煤層的主要煤質(zhì)指標(biāo)見表1.7。表1.7 可采煤層的主要煤質(zhì)指標(biāo)表煤層項(xiàng)目3上3下610下12下15上16上17水份Mad(%)原煤1.793.462.53(54)1.873.292.51(84)2.112.652.42(9)1.524.182.93(20)1.392.902.33(38)1.102.691.94(84)1.272.622.01(67)1.593.082.29(26)精煤1.553.412.51(54)1.663.482.60(80)2.002.852.34(9)1.764.412.99(19)1.673.172.42(38)1.472.752.10(84)1.662.762.15(66)1.903.032.45(26)灰份Ad(%)原煤7.8427.1215.58(54)5.4419.3111.56(82)9.2119.2213.13(10)9.4621.1414.66(20)6.8018.6311.44(38)4.3123.1910.11(83)3.2822.5110.18(67)7.8118.3313.24(26)精煤4.178.826.25(52)3.717.415.44(80)4.626.305.58(9)4.268.085.58(20)3.405.754.90(37)1.886.153.51(83)2.015.213.22(65)4.026.675.60(24)揮發(fā)份Vdaf(%)原煤33.7842.2338.07(53)34.8140.0937.24(84)38.0642.7640.65(9)38.2245.3141.11(20)41.4145.4643.36(37)42.7748.1845.35(83)42.8348.6145.43(67)42.5948.1145.87(25)精煤34.4042.0038.82(52)35.4840.6038.39(80)39.3245.3742.15(10)37.0745.6640.99(20)42.2246.1344.30(37)42.8947.9345.65(82)43.5249.5545.92(65)42.5048.4546.54(26)全硫St，d(%)原煤0.420.880.66(50)0.321.160.58(81)2.012.632.18(9)0.662.741.35(19)1.966.073.45(36)2.435.523.64(82)1.975.623.57(66)2.074.873.32(24)精煤0.380.900.56(50)0.330.810.49(75)1.471.731.62(9)0.581.430.99(20)1.002.931.94(37)1.933.332.79(79)1.943.432.49(65)1.672.722.19(25)磷Pd(%)原煤0.00200.01070.0057(14)0.00140.01960.0081(23)0.00590.03030.0181(2)0.00720.02220.0147(2)0.00240.00790.0040(4)0.00210.00660.0042(10)0.00160.01110.0055(5)0.00640.01810.0122(2)精煤0.00190.00500.0030(16)0.00170.02400.0082(27)0.02340.03220.0278(2)0.00190.02300.0093(6)0.00090.00320.0019(8)0.00090.00500.0023(23)0.00070.00390.0019(20)0.00240.00470.0034(6)膠質(zhì)層厚度Y(mm)814.511.8(50)715.511.9(80)111814.5(9)13.027.519.5(24)11.52114.5(18)1128.519.6(38)1732.525.6(79)18.531.525.4(19)發(fā)熱量MJ/kgQb，ad23.8730.5627.75(36)25.9631.9028.82(62)27.9030.7829.75(4)25.1131.0128.17(11)27.6231.9630.23(20)25.6632.7830.05(52)28.7232.9430.67(41)28.0031.1429.50(12)Qgr，d25.2731.12.28.67(33)26.7732.6829.31(60)28.3531.2430.23(4)25.2631.0728.74(11)27.7232.6530.54(20)25.6832.9830.27(53)28.2333.4530.91(41)28.1731.6029.78(12)焦油產(chǎn)率Tar，d (%)9.0813.4811.63(24)10.1513.1911.72(39)14.2517.2315.54(3)14.9919.0016.68(11)11.4613.9713.01(7)14.2116.4915.70(13)13.6120.0717.02(31)15.6719.1617.29(24)灰熔融性ST ()135015001447(11)126014601359(23)114012701201(4)109011551125(6)119515001334(7)111013301164(10)111013351200(17)106012151154(15)（2）煤的元素分析a.元素組份井田內(nèi)煤層屬于同一變質(zhì)階段，煤的元素組成差別不大，碳含量平均82.5583.83%，氫含量平均5.415.87%，氮含量平均1.351.68%。各煤層元素組分見表1.8。表1.8 各煤層元素組分表項(xiàng)目煤層元素組份(%)CdafHdafNdafOdaf+Sdaf3上83.835.471.449.263下83.615.411.559.43683.745.651.529.0710下82.605.871.609.9312下83.245.671.689.5815上83.365.741.509.4016上82.555.691.3510.411782.705.761.3710.17b.其它有害元素井田內(nèi)除6、10下、12下煤為低磷外，其余煤層磷的含量級別為特低。脫磷系數(shù)見表1.9。表1.9 脫磷系數(shù)見表煤層3上3下610下12下15上16上17脫磷系數(shù)0.480.200.230.690.180.600.250.57主采煤層的砷含量為07.5mg/kg，均在8mg/kg以下，符合釀造和食品工業(yè)用煤要求。氟的含量約為25mg/kg。c.煤的灰成份及其特征各煤層的灰成份主要由二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鈦等酸性礦物組成，酸性礦物總量與煤的灰份產(chǎn)率關(guān)系密切，并按煤層順序呈自上而下變小的規(guī)律。山西組煤層的灰熔融性(ST)均大于1250，為高熔難熔灰份，太原組煤層均為以低熔為主的低高熔灰份。井田內(nèi)四個(gè)主采煤層共做八個(gè)灰粘度樣，經(jīng)綜合分析認(rèn)為，煤在作為工業(yè)鍋爐用時(shí)，小于50、100、250泊的排渣溫度應(yīng)大體上符合表1.10。表1.10 小于50、100、250泊的排渣溫度表煤層灰粘度3上3下16上、17250泊160013801330100泊16251440139050泊164014901500根據(jù)煤灰的化學(xué)成份計(jì)算確定的結(jié)焦指數(shù)和結(jié)渣指數(shù)(表1.11)表明，各煤層的結(jié)污類別屬低的；結(jié)渣類別3上、3下煤屬低的，16上、17煤結(jié)渣類別屬嚴(yán)重的。表1.11 結(jié)焦指數(shù)和結(jié)渣指數(shù)表煤層3上3下16上17酸性礦物總量(SiO2+Al2O3+TiO2)%81.6270.9653.2951.56堿性礦物(Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O)%15.6623.0836.2539.19堿酸比/0.190.320.680.76Na2O含量%0.390.550.270.19結(jié)污指數(shù)Na2O0.080.180.180.14結(jié)污類別低的低的低的低的結(jié)渣指數(shù)St，d0.130.192.482.77結(jié)渣類別低的低的