葛亭煤礦1.5Mta新井設計含5張CAD圖-采礦工程.zip

葛亭煤礦1.5Mta新井設計含5張CAD圖-采礦工程.zip,煤礦,1.5,Mta,設計,CAD,采礦工程 題目： 葛亭煤礦1.5Mt/a新井設計 大采高綜采技術研究 目 錄 一般部分 1 礦區(qū)概述及井田地質特征 1 1.1礦區(qū)概述 1 1.1.1地理位置、交通情況 1 1.1.2地形氣候 2 1.1.3周邊礦井開采情況 3 1.1.4礦區(qū)水文情況 4 1.2井田地質特征 4 1.2.1井田地形 4 1.2.2井田地層 4 1.2.3井田地質構造 6 1.2.4井田水文地質 7 1.3煤層特征 8 1.3.1煤層在含煤地層中的分布 9 1.3.2可采煤層 9 1.3.3煤的特征 10 2 井田境界和儲量 14 2.1井田境界 14 2.2礦井工業(yè)儲量 14 2.3礦井可采儲量 16 2.3.1安全煤柱留設原則 16 2.3.2礦井保護煤柱煤損量 17 2.3.3礦井設計儲量 18 3 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限 19 3.1礦井工作制度 19 3.2礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限 19 3.2.1確定依據(jù) 19 3.2.2礦井設計生產(chǎn)能力 19 3.2.3礦井服務年限 19 3.2.4核算礦井第一水平服務年限 19 4 井田開拓 21 4.1井田開拓的基本問題 21 4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標 21 4.1.2工業(yè)場地的位置 24 4.1.3開采水平的確定及帶區(qū)劃分 24 4.1.4開拓巷道 24 4.1.5開采順序 24 4.1.6開拓方案比較 25 4.2礦井基本巷道 31 4.2.1井筒 31 4.2.2 井底車場及硐室 34 4.2.3開拓巷道 38 5 準備方式—帶區(qū)準備方式 40 5.1煤層地質特征 40 5.1.1采區(qū)位置 40 5.1.2采區(qū)煤層特征 40 5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構造情況 40 5.1.4水文地質 40 5.1.5主要地質構造 41 5.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 41 5.2.1帶區(qū)準備方式的確定 41 5.2.2帶區(qū)巷道布置 41 5.2.3帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 41 5.2.4帶區(qū)內巷道掘進方法 42 5.2.5帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 42 5.2.6帶區(qū)車場的形式 44 5.2.7帶區(qū)車場的調車方式 44 5.2.8帶區(qū)主要硐室布置 44 6 采煤方法 46 6.1采煤工藝方式 46 6.1.1帶區(qū)煤層特征及地質條件 46 6.1.2確定采煤工藝方式 46 6.1.3回采工作面參數(shù) 47 6.1.4回采工作面破煤、裝煤方式 47 6.1.5回采工作面支護方式 50 6.1.6端頭支護及超前支護方式 52 6.1.7各工藝過程注意事項 53 6.1.8回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 55 6.2回采巷道布置 58 6.2.1回采巷道布置方式 58 6.2.2回采巷道參數(shù) 58 7 井下運輸 61 7.1概述 61 7.1.1礦井設計生產(chǎn)能力及工作制度 61 7.1.2煤層及煤質 61 7.1.3運輸距離和輔助運輸設計 61 7.1.4礦井運輸系統(tǒng) 61 7.2帶區(qū)運輸設備選擇 62 7.2.1設備選型原則： 62 7.2.2帶區(qū)運輸設備選型及能力驗算 62 7.3大巷運輸設備選 64 7.3.1運輸大巷設備選擇 64 7.3.2輔助運輸大巷設備選擇 64 8 礦井提升 66 8.1礦井提升概述 66 8.2主井提升 66 8.2.1箕斗 66 8.2.2提升機 66 8.2.3鋼絲繩技術特征 67 8.2.4提升能力驗算 67 8.3副井提升 68 9 礦井通風及安全 70 9.1礦井地質、開拓、開采概況 70 9.1.1礦井地質概況 70 9.1.2開拓方式 70 9.1.3開采方法 70 9.1.4變電所、充電硐室、火藥庫` 70 9.1.5工作制、人數(shù) 71 9.2礦井通風系統(tǒng)的確定 71 9.2.1礦井通風系統(tǒng)的基本要求 71 9.2.2礦井通風方式的選擇 71 9.2.3礦井通風方法的選擇 72 9.2.4帶區(qū)通風系統(tǒng)的要求 73 9.2.5帶區(qū)通風方式的確定 73 9.3礦井風量計算 74 9.3.1通風容易時期和通風困難時期采煤方案的確定 74 9.3.2各用風地點的用風量和礦井總用風量 74 9.3.3風量分配 79 9.4礦井阻力計算 80 9.4.1計算原則 80 9.4.2礦井最大阻力路線 80 9.4.3礦井通風阻力計算 81 9.4.4礦井通風總阻力 83 9.4.5總等積孔 83 9.5選擇礦井通風設備 84 9.5.1選擇主要通風機 84 9.5.2電動機選型 87 9.6安全災害的預防措施 87 9.6.1預防瓦斯和煤塵爆炸的措施 87 9.6.2預防井下火災的措施 88 9.6.3防水措施 88 10設計礦井基本技術經(jīng)濟指標 89 參考文獻 90 專題部分 大采高綜采技術研究 92 引言 92 1國內外研究現(xiàn)狀 93 1.1國外現(xiàn)狀 93 1.2國內現(xiàn)狀 93 1.3大采高綜采技術發(fā)展趨勢 94 2大采高支架穩(wěn)定性問題提出 94 2. 1大采高穩(wěn)定性事故分類 95 2.2影響大采離支架穩(wěn)定性的主要因素及研究方法 95 3大采高支架橫向穩(wěn)定性力學模型及控制條件 96 3.1支架翻到力學模型 96 3.2單架自由狀態(tài)翻到特征 97 3.3多架翻到特征 103 3.4支架受側向力與單架支架情況下支架翻倒特征比較 105 4 結論 105 參考文獻 107 翻譯部分 INVESTIGATIONS OF WATER INRUSHES FROM AQUIFERS UNDER COAL SEAMS（JINCAI ZHANG） 109 1 Introduction 109 2 Determination of the water-conducting failure zone in the seam floor 111 3Empirical prediction of the depth of the water-conducting failure zone 115 4Conclusions 116 References 117 煤層下含水層突水機理研究 118 1 引言 118 2 煤層底板下水承壓失效區(qū)的測定 119 3 結論 123 致 謝 126 一 般 部 分 1 礦區(qū)概述及井田地質特征 1.1礦區(qū)概述 1.1.1地理位置、交通情況 淄博礦業(yè)集團有限責任公司葛亭煤礦位于濟寧煤田西北部，行政區(qū)劃屬濟寧市任城區(qū)二十里鋪鎮(zhèn)及長溝鎮(zhèn)管轄。《淄博礦業(yè)集團有限責任公司葛亭煤礦采礦許可證》(證號為3700000420299)批準的礦井范圍，共由14個拐點圈定（見表1.1），極值地理坐標為東經(jīng)116°28′30"～116°32′30"，北緯35°29′30"～35°32′30"，南北長4～4.5km，東西寬4～6km，面積為20.8863k㎡，開采上、下限標高-200～-900m。 表1.1 礦區(qū)拐點坐標一覽表 點 號 坐 標（54c坐標系） 坐 標（80坐標系） X Y X Y 1 3930240 20455600 3930194.00 39455545.33 2 3930555 20454605 3930509.00 39454550.33 3 3931250 20453250 3931203.99 39453195.33 4 3932350 20452500 3932303.98 39452445.33 5 3933300 20453000 3933253.98 39452945.32 6 3934625 20455475 3934578.99 39455420.31 7 3935225 20455450 3945178.99 39455395.30 8 3935375 20457740 3935329.00 39457685.30 9 3933240 20457875 3933194.01 39457820.31 10 3932850 20458425 3932804.01 39458370.31 11 3932000 20458423 3931954.01 39458368.31 12 3932000 20459056 3931954.02 39459001.31 13 3931500 20459125 3931454.02 39459070.31 14 3930645 20456812 3930599.01 39456757.32 葛亭煤礦中心距濟寧市14km，105國道(北京-珠海)從本礦井東1.97 km處通過，327國道(一級公路)從礦區(qū)南部橫貫東西，兗州、濟寧、鄒城的公路已成環(huán)形，并與104國道相連，公路運輸極為便利(見圖1.1)。連接京滬、京九兩大南北鐵路干線的新(鄉(xiāng))～菏(澤)～兗(州)～石(臼港)鐵路，從本礦井南部通過，設有濟寧、孫氏店及兗州西站。由濟寧市東行30km至兗州，與京滬鐵路相接，向西109km至菏澤站與京九鐵路相接，菏澤至新鄉(xiāng)190km與京廣鐵路相連。濟北礦區(qū)鐵路專用線從本礦井東南部通過，從兗州西站接軌，煤炭鐵路外運十分方便。著名的京杭大運河由北向南流經(jīng)濟寧市構成重要的水上運輸要道，河寬60～80m，平均水深2m ,全年除一、二月份因水淺不能通航外，其余時間均可通航。根據(jù)水利交通部門規(guī)劃，京杭運河將建成為南北水上運輸?shù)闹饕降?。?jīng)疏通后年通過能力為2500萬t。 圖1-1 交通位置圖 1.1.2地形氣候 本井田內為沖積、湖積平原，地形平坦，地勢呈東北略高，西南稍低，地面標高為+37.04～+41.28m，平均高程為+38.00m，自然地形坡度為0.7‰。 本礦區(qū)氣候溫和，屬溫帶季風區(qū)海洋～大陸性氣候。據(jù)濟寧氣象站1959年1月到2010年12月的觀測資料： 氣溫：歷年平均氣溫13.5℃，月平均最高氣溫34.3℃（1957年7月），日最高氣溫41.6℃（1960年6月21日），月平均最低氣溫－9.8℃（1963年1月），日最低氣溫－19.4℃(1964年2月18日)，多年來最低平均氣溫月為1月，平均最高氣溫月為7月。 降水量：年平均降水量688.86mm，年最大降水量為1186.0mm(1964年)，年最小降水量為347.90mm(1988年)，日最大降水量177.1mm(1965年7月9日)，降水多集中于每年的7、8月份。一般春季雨量少，時有春旱。年平均蒸發(fā)量1751.7mm，年最大蒸發(fā)量2228.2mm(1960年)，年最低蒸發(fā)量1493.0mm(1984年)。由于有第四系粘土阻隔，大氣降水對礦井開采基本無影響。 風向、積雪厚度及凍土深度：春夏兩季多東及東南風，冬季多西北風，最大風力大于8級，平均風速為2.3m／s。歷年最大積雪厚度0.15m，最大凍土深度0.31m。 1.1.3周邊礦井開采情況 本礦南為濟寧礦業(yè)集團運河煤礦，東鄰魯西煤礦。具體位置見下圖。 1、運河煤礦位于山東省濟寧市西北郊的南張鎮(zhèn)境內，其行政區(qū)劃屬山東省濟寧市任城區(qū)，距濟寧市約7.5km；主井井口坐標經(jīng)距3928684，緯距39455705，副井井口坐標經(jīng)距3928619，緯距39455838，開采上下限：-200m至-1000m標高，面積為12.4018k㎡；設計能力60萬t/a，2006年核定生產(chǎn)能力140萬t/a，設計服務年限56.8a；采用立井開拓方式，主采煤層為3煤層，目前已形成開采3煤層的兩個水平，即-490m水平和-725m水平，-490m水平已布置兩個采區(qū)，即首采區(qū)和9采區(qū)，-725m水平已布置三個采區(qū)，分別為8采區(qū)、6采區(qū)和5采區(qū)；礦井正常涌水量為91m3/h，礦井最大涌水量為173m3/h；礦井歷年瓦斯等級鑒定結果為低瓦斯礦井；3層煤煤塵爆炸指數(shù)為34%，有強爆炸性；3煤層有自燃發(fā)火傾向，發(fā)火期一般為3-6個月。運河煤礦與葛亭煤礦以F11斷層（落差65～400m，）相隔，在邊界線的兩側各留設了20m的保護煤柱，對本礦安全生產(chǎn)無威脅。 圖1-2 鄰區(qū)礦井圖 1.1.4礦區(qū)水文情況 井田內河流稀少，水系不甚發(fā)育，僅有農灌排澇的溝渠。礦井以西有京杭大運河，汛期有記錄的最高洪水位標高為+36.67m，最大流量為626m3／s（1964年9月6日），枯水季節(jié)河水減少甚至斷流。京杭大運河在該礦井西南4km處向南注入南陽湖。南陽湖有歷史最高湖水位標高為+36.86m（1957年7月15日）。礦井井口標高為+40m，高于區(qū)內地表水體歷史最高洪水位。 1.2井田地質特征 1.2.1井田地形 本區(qū)地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)魯西地層分區(qū)濟寧地層小區(qū)。本區(qū)除東北部有寒武系和奧陶系出露外，其余均被第四系覆蓋。第四系之下發(fā)育侏羅系、二疊系和石炭系。缺失志留系、泥盆系和三疊系等。 1.2.2井田地層 本礦井地層由老到新發(fā)育有中、下奧陶統(tǒng)，中石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組，上二疊統(tǒng)上石盒子組，上侏羅統(tǒng)蒙陰組及第四系。屬全隱蔽的華北型石炭二疊紀煤田，煤系以中奧陶統(tǒng)為基底，現(xiàn)將礦區(qū)內地層及其特征自下而上分述如下： 1、奧陶系中、下統(tǒng)(O1-2) 據(jù)鄰區(qū)鉆孔揭露地層總厚800m左右，本區(qū)最大揭露厚度155.53m，主要巖性為灰及棕灰色厚層狀石灰?guī)r、豹皮灰?guī)r，夾多層白云質灰?guī)r、白云巖及薄層泥巖，巖溶較發(fā)育，為本區(qū)主要含水層。 2、中石炭統(tǒng)本溪組(C2b) 厚20.00～53.45m，平均35.01m，主要由紫紅色、灰綠色泥巖，粉砂巖和薄層石灰?guī)r組成，偶見19煤層。 含石灰?guī)r四層（十二、十三、十四、十五灰）。底部常為一層灰紫、紫紅等雜色鋁鐵質泥巖（山西式鐵礦層），與下伏中、下奧陶統(tǒng)為假整合接觸。 3、上石炭統(tǒng)太原組(C3t) 全礦井普遍發(fā)育，有剝蝕現(xiàn)象，有閃長巖侵入體。正常厚度133.25～225.37m，平均172.43m，為本礦井主要含煤地層之一。由灰～灰黑色粉砂巖、泥巖、淺灰色中、細砂巖、石灰?guī)r及煤層組成。含石灰?guī)r12層，其中三、十下灰厚度大且穩(wěn)定；五、七、八灰較穩(wěn)定，其他石灰?guī)r局部發(fā)育，有相變現(xiàn)象。含煤22層，其中16、17煤層為較穩(wěn)定煤層，全礦井大部分可采；6、15上煤層為部分可采煤層，并有沉缺現(xiàn)象。本組地層為典型的海陸交互相沉積，巖相旋回明顯，粒度韻律清楚，主采煤層、標志層層位穩(wěn)定，易于對比。以十二灰頂界為本組底界并與下伏地層呈整合接觸。 4、下二疊統(tǒng)山西組(P1s) 正常厚度53.79～92.80m，平均72.20m，是本區(qū)主要含煤地層，有剝蝕現(xiàn)象，有閃長巖侵入本組。主要由淺灰、灰白色中、細粒砂巖及黑色粉砂巖、泥巖和煤層組成，砂巖含量較高。 上部以泥巖、粉砂巖為主,夾薄層砂巖。中下部以砂巖為主,夾泥巖、粉砂巖薄層及煤層，砂巖含量較高。斜層理發(fā)育，含海綠石。 底部泥質含量增多，常為細砂巖、粉砂巖、砂質泥巖，且細砂巖中見有粉砂巖泥巖包裹體。波狀及渾濁狀層理發(fā)育，見底棲動物通道，為一良好標志，與下伏太原組頂部的黑色海相泥巖、泥質粉砂巖為連續(xù)沉積。 本組內含煤5層,分別為1、2（2上、2下）、3上、3，其中3煤層厚度大，儲量豐富，為本區(qū)主采煤層。 本區(qū)為從海陸交互相向陸相發(fā)展的過渡相沉積，與下伏太原組為整合接觸。 5、下二疊統(tǒng)下石盒子組(P1x) 揭露厚度11.60～85.00m，平均53.37m，由黃綠、紫灰、灰等雜色泥巖、粉砂巖及灰綠色砂巖組成。屬溫濕、干熱過渡條件下的內陸河湖相沉積，中下部所夾細、中粒砂巖不甚穩(wěn)定，常相變?yōu)榉凵皫r、泥巖。與下伏山西組地層呈整合接觸。 6、上二疊統(tǒng)上石盒子組(P2s) 最大殘留厚度273.70m，平均122.57m，礦井中部保留較厚。主要由灰、灰綠色中、細砂巖和黃綠、灰紫等雜色泥巖與粉砂巖組成， 近底部發(fā)育有一層鋁土巖，俗稱“B層鋁土巖”，厚0～5.87m，平均2.00m，是較好的標志層。其下發(fā)育有一層中細粒砂巖，以此砂巖作為上、下石盒子組的分界。本組屬干熱條件下的河湖相沉積。 7、上侏羅統(tǒng)蒙陰組(J3m) 本組地層鉆孔揭露最大殘厚594.59m，主要分布在礦井的南部，以N3-1號孔為中心，向周圍變薄。分上下兩個亞組。 上亞組主要由灰、深灰至灰綠色粉、細砂巖組成，夾泥巖和泥質條帶。下亞組主要為一套紫灰色、暗紫色和磚紅色中、細砂巖，夾粉砂巖和泥巖，在N4-1、N4-5孔中，地層中，上部有一巖漿巖（輝長巖類）侵入體，呈巖床狀，鉆孔揭露厚度分別為0.40m、2.10m。 本組地層底部多有紫紅色砂礫巖，與下伏地層呈角度不整合接觸，易于區(qū)分。 8、第四系(Q) 厚19.70～129.90m,平均88.35m。中部厚,向四周變薄。由粘土、鈣質粘土、砂質粘土、砂及砂礫層組成，分為上、中、下三段。本系屬河湖相沉積與下伏地層呈角度不整合接觸。 1.2.3井田地質構造 本礦井位于濟寧煤田(東區(qū))北部。構造發(fā)育受東西向及南北向區(qū)域構造控制。早期主要為北東～北東東向褶曲，因受南北向斷層影響，發(fā)生扭曲，被改造為北東東～東西向褶曲,形態(tài)已不完整。晚期主要表現(xiàn)為南北向褶曲。全礦井明顯表現(xiàn)為一近南北向的向斜褶曲，褶曲翼部傾角較陡,軸部較緩,因受南北向、近東西向及北東向三組斷層的切割，被分解為幾個地塊,形態(tài)不完整。區(qū)內斷裂構造主要發(fā)育近南北向斷層，北西向斷層數(shù)量較少，落差小，延展短。(圖3.2 礦井構造示意圖)。 （一）褶曲 礦井整體上為一構造盆地 ，四周高、中間低，由于斷層切割，形態(tài)已不完整。地層傾角西部較緩，一般為4～15°；東部較陡，大多10°以上，局部地段大于30°。該區(qū)由于受多期構造運動的影響，形成了一系列的不同級別、不同方向的褶曲。主要褶曲為南張向斜、東部的N6-9向斜及西部的S8-1向斜、黨莊向斜、崔莊向斜；其次有錢海向斜、錢海西向斜及魏堂東南背斜、錢海西背斜?，F(xiàn)分述如下: 1、南張向斜：位于本區(qū)中部，貫穿本礦井。軸部位于N4-1、N5-11、N6-5、N8-5、N10-1孔一線，軸向近南北，大體與F3斷層平行。向南傾伏，延伸長約5km。西翼傾角較緩，一般為6～15°，東翼較陡，一般為10～32°。因受多次構造運動影響及斷層切割，褶曲形態(tài)不完整。該褶曲由礦井多條巷道、地震測線及鉆孔控制，已經(jīng)查明。 2、N6-9向斜：位于礦井東南部，軸向北東65°～北西70°。軸部位于N6-9孔、N6-7、N6-6號孔一線，向西傾伏，延伸長約3km，兩翼基本呈單斜形態(tài)。軸部及北翼地層傾角較緩，一般為6～15°；西部較陡，局部>30°；南翼15～25°。西部為F4及F5斷層切割，中部為F27、F29等斷層切割，東部則主要受F7斷層切割，形態(tài)已不完整。該褶曲由125×125地震測線和鉆孔控制及井下多條巷道揭露，已經(jīng)查明。 3、S8-1向斜：位于礦井西部，軸向北西65～70m。軸部位于N8-1、N8-2、S8-1號孔一線，向東傾伏，延伸長約2km。北翼地層傾角5～15°，南翼較緩一般3～10°。東部為F2斷層切割。該褶曲由地震測線和鉆孔控制，已經(jīng)查明。 4、黨莊向斜：位于井田西部黨莊村東南側，作為該區(qū)的構造主體，和崔莊向斜構成了全區(qū)完整的向斜構造。軸部位于N8-1、N8-2、S8-1號孔一線，其軸線基本呈近東西轉北西方向，軸長950m，向斜兩翼基本對稱，傾角4°～22°，向斜軸線中部傾角較陡，幅度70 m左右，最大寬度為350m，為一向東傾伏的向斜，該向斜向西北方向消失于SF20斷層的北部附近。東部為F2斷層切割。已經(jīng)查明。 5、崔莊向斜：位于井田西部，軸線基本呈北西方向，軸長為800m左右。向斜兩翼基本對稱，一般傾角為6°，幅度50 m左右，最大寬度為400m，為一向東南傾伏的向斜。該向斜向東南方向消失于SF20斷層附近。三維地震控制，基本查明。 6、錢海向斜：位于井田西南部，軸線呈北西方向，軸長為500 m左右，幅度45m左右，最大寬度為250m左右，傾角為3°～9°，為一向東南傾伏的不對稱向斜。三維地震控制，基本查明。 7、錢海西向斜：位于井田西南部邊緣，軸線大體上呈北西西方向延伸，長度約320m，幅度約15 m左右，向斜東北翼傾角較陡為20°，屬于對稱向斜。三維地震控制，基本查明。 8、錢海西背斜：位于井田西南部，軸線大體上呈北西轉西方向，長度約600m，幅度約60 m左右，背斜以SF10為界，以西傾角較陡為17°，以東傾角較緩為6°，為一向東南傾伏背斜。三維地震控制，基本查明。 9、魏堂東南背斜：位于魏堂東南處。F8斷層從其翼部穿過，背斜走向為北西向，區(qū)內軸長約625m。兩翼傾角不對稱，南西翼緩傾角5°左右，北東翼陡傾角21°左右。軸部傾角小于5°。三維地震控制，基本查明。 （二）斷層 （1）F3正斷層 位于礦井中西部，在N5-12、N6-3、N7-1、N10-1鉆孔一線，區(qū)內延展長度4.50km，走向NE～NNE，傾向SE～SEE，傾角50～70°，落差0~60m。有16條二維地震線控制。崔村以南屬查明斷層；崔村以北至3煤層露頭線屬基本查明斷層；3煤層露頭線以北為初步控制斷層。 （2）F3支正斷層 位于礦井中西部，N7-1、N9-5鉆孔東側，走向NE～NNE，傾向SE～SEE，傾角70～73°，最大落差0～73m，區(qū)內延展長度1.50km，130軌道上山揭露1次，3條線二維地震線控制，三維地震控制。N7-1鉆孔以北500m范圍內屬查明，北部基本查明。 本礦井褶曲構造、斷層構造，對采煤和采區(qū)布置的影響均較小，綜合確定本礦井地質構造復雜程度為中等復雜。 1.2.4井田水文地質 礦井所在區(qū)域：東起嶧山斷層，西至嘉祥斷層，南起鳧山斷層，北至鄆城斷層。東西寬42～58km，南北長47～55km，面積約2500k㎡。嶧山斷層為正斷層，東升西降，落差1500～2500m，區(qū)域內奧陶系灰?guī)r與區(qū)域外前震旦系變質巖對接；鳧山斷層為正斷層,北升南降，落差>2000m，區(qū)域內奧灰與區(qū)域外上侏羅系地層在深部接觸；嘉祥斷層為正斷層，西升東降，落差700m～1000m。區(qū)域內奧陶系灰?guī)r與區(qū)域外寒武系及其下部變質巖系對接；其東部的濟寧斷層為東升西降的正斷層，落差>100 m，與嘉祥斷層組成唐口隔水地塹，在地塹較深處的T1-4號孔奧灰群孔抽水，水質屬SO4·Ca型，礦化度2.972g/L，高于濟寧斷層以東相應部位的指標，證明濟寧斷層兩側的奧灰水水力聯(lián)系不密切；鄆城斷層為正斷層，南升北降，落差300～500m，區(qū)域內奧陶系與區(qū)外二迭系地層接觸，側向補給不良。 孫氏店斷層將本區(qū)域分割為東西兩部分，其西為濟寧地塹，地塹內為濟寧煤田。其東又分為三部分：中部為兗州煤田；南部為鄒西水源地，奧灰的單位涌水量>10L/s.m，屬Ⅳ級富水區(qū)；北部為兗西水源地，奧灰的單位涌水量為1～10L/s.m。屬Ⅲ級富水區(qū)。鄒西水源地南部有寒武系及奧陶系灰?guī)r出露，面積約200k㎡。兗西水源地內，在磁陽山有奧陶系灰?guī)r出露，面積僅約0.5k㎡，露頭區(qū)接受大氣降水補給。除此以外，全部被第四系覆蓋。 由上可以看出，區(qū)域內奧灰受斷層控制，以斷層與周圍不透水地層相接觸，側向補給、排泄不良。但在石灰?guī)r中的斷層帶和構造裂隙，易受水溶蝕而形成含水帶，因而還不能排除邊界斷層具有垂向補給的可能性。 區(qū)域內地表水系發(fā)育，南四湖大部分在區(qū)內，泗河、白馬河自東北向西南流入南陽湖。第四系屬沖積、洪積地層，全區(qū)第四系厚度變化較大，從0～338.76m，大范圍內東北薄、西南厚。第四系按其富水性、沉積物特征的不同可分為上、中、下三組。第四系特征：一是厚度大，含水層和隔水層大多相間沉積；二是第四系沉積所處的沖積、洪積扇部位不同而富水性有差異。濟寧煤田處于泗河沖積、洪積扇前沿，第四系總厚度加厚，但砂層粒度較細，含水層變少而隔水層增多，第四系下組砂礫層富水性中等，砂礫層下有較穩(wěn)定的厚層粘土及石膏粘土，隔離了砂礫層與基巖接觸，使之與基巖含水層水力聯(lián)系不密切。兗州煤田處于泗河沖積扇軸部，粒度較粗，含水層相對增多，第四系下組砂礫層為強富水層并與基巖大面積接觸，有條件補給基巖地下水，使第四系下組水與基巖水有較好的水力聯(lián)系。 區(qū)域范圍內奧陶系石灰?guī)r具有裸露型、覆蓋型、埋藏型，形成了不同的補給、逕流、排泄區(qū)。 奧灰水補給區(qū)可分裸露補給區(qū)及第四系覆蓋補給區(qū)兩部分。裸露補給區(qū)主要分布在鳧山寒武系、奧陶系灰?guī)r及北部磁陽山奧陶系灰?guī)r出露區(qū)，在此范圍內接受大氣降水補給。鳧山裸露區(qū)面積廣，補給水順巖層傾斜方向向北運動形成強富水區(qū)。 覆蓋補給區(qū)主要在鄒西水源地、兗西水源地。奧陶系石灰?guī)r大面積直接被第四系覆蓋，接受第四系孔隙水下滲補給。奧灰地下水由東北流向西南，于濟寧二號煤礦以東4-1號孔以南，裸露補給區(qū)和覆蓋補給區(qū)奧灰?guī)r溶地下水南北合流，形成強逕流帶，泄向湖區(qū)。濟寧煤田處于奧灰地下水逕流帶，濟寧三號煤礦奧灰?guī)r溶地下水位曾高出地面并有自噴孔，南陽湖附近奧灰露頭邊緣為泄水區(qū)，而且在兩城附近出現(xiàn)泉群。 奧灰埋藏區(qū)分布于兗州煤田、濟寧煤田，其特點是深埋于石炭二迭系之下，不具備接受大氣降水、地表水、第四系孔隙水補給條件。兗州煤田之下絕大部分屬Ⅱ級（單位涌水量0.1～1.0L/s.m）富水性含水層區(qū)，局部為Ⅲ級（單位涌水量1.0～10.0L/s.m）強～極強富水性含水層區(qū)。濟寧煤田之下大部分是Ⅰ級（單位涌水量<0.1L/s.m）弱富水性含水層區(qū)，濟寧三號煤礦南部、許廠煤礦為Ⅱ級中等富水性含水層區(qū)，岱莊煤礦北部為Ⅲ級強富水性含水層區(qū)。 葛亭煤礦位于區(qū)域水文地質單元的西北部，奧灰屬Ⅱ級中等富水性含水層區(qū)。 全礦井的涌水量為上組煤和下組煤礦井涌水量之和。即：本礦井正常涌水量為99.19+262.82=362.01m3/h，最大涌水量為118.3+305.38=423.68m3/h。 1.3煤層特征 本礦井含煤地層為下二疊統(tǒng)山西組、石炭系上統(tǒng)太原組和中統(tǒng)本溪組。其中本溪組僅局部賦存薄煤層，無經(jīng)濟可采價值，故不詳述。山西組和太原組為主要含煤地層，平均總厚244.63m。共含煤層27層,平均總厚12.95m，含煤系數(shù)為5.6％，可采煤層3、16、17，平均總厚9.50m；其中以3煤層最厚，最大厚度9.61m，全區(qū)平均5.10m，占可采煤層總厚的55％，是本礦井的主采煤層。 1.3.1煤層在含煤地層中的分布 本礦井下二疊統(tǒng)山西組含煤5層，即1、2(2上、2下)、3上、3煤層。太原組含煤22層,即4、5、6、7、8上、8下、9、10上、10中、10下、11、12上、12中、12下、14、15上、15下、16、17、18上、18中、18下煤層。其中3、16、17煤層全區(qū)大部分可采，按煤層在含煤地層中的位置，可采煤層分成上、下兩組。上組煤為3煤層，下組煤為16、17煤層。各煤層的厚度、結構、穩(wěn)定性及間距變化情況見可采煤層控制情況一覽表(表4.1)及可采煤層一覽表(表4.2)。另外2、6、和15上煤層在區(qū)內有部分可采點，但分布面積較小，均不足其賦存面積的1/3，故作為不可采煤層，不參加資源儲量估算。 表1.2 可采煤層控制情況一覽表 煤層 名稱 穿過鉆孔個數(shù) 可采點 不可 采點 斷缺 斷薄 天然焦 吞蝕點 斷層煤 風化 可采性 指數(shù) 可采 不可采 3 70 41 8 5 4 5 1 6 0.87 16 75 55 11 6 1 2 0.90 17 77 54 3 12 3 3 1 1 0.86 1.3.2可采煤層 本礦井含可采煤層共3層，現(xiàn)分述如下： （1）3煤層 為礦井主要可采煤層，位于山西組中下部，上距2煤層9.83～40.60m,平均22.18m，下距太原組海相泥巖4.17～22.06m,平均11.43m；下距16煤層110.70～189.10m,平均156.84m；煤層厚度0.57～7.61m,平均5.10m；可采性指數(shù)0.87, 煤厚變異系數(shù)26.04%，屬較穩(wěn)定煤層。煤層中一般不含夾石,個別孔中見1～2層夾石, 巖性為泥巖或粉砂巖,煤層結構簡單。頂板主要為粉砂巖、泥巖,少數(shù)為中、細砂巖,底板主要為泥巖,粉砂巖,少數(shù)為粉、細砂巖互層。 （2）16煤層 位于太原組下部，十下灰為其直接頂板,下距17煤層6.53～13.32m,平均10.29m；煤層厚度0.00～4.14m，平均3.10m，可采性指數(shù)0.90, 煤厚變異系數(shù)28.86%，屬較穩(wěn)定煤層。一般含一層夾石，少數(shù)含2層夾石，夾石巖性多為炭質砂巖，炭質粉砂巖，少數(shù)為泥巖，煤層結構簡單頂板主要為石灰?guī)r，偶有泥巖、炭質泥巖偽頂，底板主要為泥巖，粉砂巖，少數(shù)為細砂巖。 （3）17煤層 位于太原組下部，距太原組底界8.63～18.20m，平均13.15m。煤層厚度0.00～3.51m，平均2.99m，可采性指數(shù)0.86, 煤厚變異系數(shù)14.16%，屬穩(wěn)定～較穩(wěn)定煤層。部分含一層夾石，夾石多為泥巖、炭質泥巖，少數(shù)為粉砂巖，煤層結構簡單。礦井北部N10-1、N10-2、N9-6三孔受斷層影響，造成局部不可采，可采面積約13.91k㎡，可采范圍內平均厚度1.00m。頂板主要為石灰?guī)r、泥巖、粉砂巖，底板主要為泥巖。 表1.3 可采煤層特征一覽表 煤層 名稱 煤 層 夾 石 全區(qū)厚度(m) 最小～最大 平均(點數(shù)) 結構 穩(wěn)定性 煤厚變異系數(shù)（%） 可采性指數(shù) 間距(m) 最小～最大 平均(點數(shù)) 層數(shù) 主要 巖性 3 0．57～7.61 5.10(51) 簡單 較穩(wěn)定 26.04 0.87 110.70～189.10 156.84(23) 0-2 泥 巖 粉砂巖 16 0.00～4.14 3.10(61) 簡單 較穩(wěn)定 28.86 0.90 0-2 炭質細 砂 巖 粉砂巖 6.53～13.32 10.29(56) 17 0.00～3.51 2.99(60) 簡單 穩(wěn)定～ 較穩(wěn)定 14.16 0.86 0-1 泥 巖 炭質泥巖 1.3.3煤的特征 1、煤的物理性質 本礦井各可采煤層均為黑色、黑褐、褐黑條痕色的軟～中等堅硬煤層。煤的硬度(堅固性系數(shù))平均0.87，山西組煤層硬于太原組煤層，煤的最大硬度達1.40(3煤層)，天然焦硬度1.53。 3、16煤層宏觀煤巖組分多以亮煤、暗煤為主，夾少量鏡煤條帶及絲炭；17煤層以亮煤為主,次為暗煤,夾少量鏡煤、絲炭條帶。山西組煤絲炭含量比太原組煤多，以線理狀分布于煤層中。煤巖類型以半亮型煤為主, 次為半暗型煤。中～寬條帶狀結構。各煤層顯微煤巖組分及鏡煤反射率見表4.4。在有機顯微煤巖組分中，凝膠化組分平均占69%,山西組煤層凝膠化組分含量低于太原組煤層；絲炭化組分則相反；穩(wěn)定組分山西組煤層略高于太原組煤層，各煤層都不同程度地含有少量腐泥基質條帶。無機組分以粘土礦物為主，粘土類山西組煤層高于太原組煤層，占總量的51～85%，其次為碳酸鹽、氧化物和硫化物。本礦井鏡煤最大反射率變化在0.615～3.775％區(qū)間,各煤層變質程度屬Ⅱ～Ⅸ階段的低～高變質煤,但均以Ⅱ階段的氣煤、氣肥煤為主。由于巖漿的侵入,使局部煤層煤由低變質階段煙煤變質為中、高變質階段的焦煤、貧煤、無煙煤,甚至天然焦。 表1.4 各煤層主要物性特征表 項目 煤層 光澤 硬 度 真密度 視密度 斷口 裂隙 3 玻璃 油脂 0.81～1.40 1.01(9) 1.42～1.66 1.47(17) 1.30～1.53 1.38（23) 階梯狀 參差狀 較發(fā)育 16 玻璃 瀝青 0.28～0.83 0.66(4) 1.38～1.49 1.43(8) 1.28～1.42 1.36（14) 階梯狀 參差狀 發(fā) 育 17 玻璃 油脂 0.48～0.86 0.67(2) 1.37～1.54 1.44(8) 1.26～1.43 1.34（16) 階梯狀 參差狀 發(fā) 育 2、煤的工業(yè)分析指標及其變化規(guī)律 （1）灰分：各煤層原煤灰分平均值均屬低中灰，3煤層變化于低中灰～中灰之間；16、17煤層變化于低灰～中灰之間，原煤灰分的變化范圍7.13～27.84%。3、16、17煤層均以低中灰為主，3煤層北部天然焦區(qū)為中灰、中高灰；16煤層在北部及西北部有中灰零星分布；17煤層東北部及N5-3、N6-1孔周圍為中灰；16、17煤層有特低灰零星分布。-1.4密度級浮煤灰分3煤層為低灰，16、17煤層為特低灰，變化范圍2.14～14.90%，浮煤回收率變化在50～77%之間。用洗選的方法脫除煤中礦物雜質，以降低灰分的效果較明顯。 （2）揮發(fā)分：各煤層浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率(Vdaf)平均值均大于35%,為高揮發(fā)分煤。山西組煤層的浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率比太原組煤層相對低4.86%。太原組煤層煤化程度相對山西組煤層略高。 （3）發(fā)熱量：山西組煤層原煤分析基彈筒發(fā)熱量平均為27.71MJ/kg,變化于22.26～29.64MJ/kg之間,太原組煤層平均值均大于28.18MJ/kg；恒容干基低位發(fā)熱量為22.46～30.76MJ/kg，各煤層均屬中高熱值～特高熱值煤，發(fā)熱量高低與灰分值呈反比關系。 （4）硫分：3煤層原煤硫分均小于1.0％,為特低～低硫煤，且以硫化物硫為主,次為有機硫。西北部硫分偏低，為特低硫，東南部、南部大面積為低硫。16、17煤層硫分變化于中高硫～高硫之間，平均為高硫煤。太原組煤層原煤硫分以硫化物硫為主，次為有機硫；而浮煤硫分則以有機硫為主，次為硫化物硫。本區(qū)太原組煤層有機硫含量相對較高，由于有機硫的增大，給煤的洗選帶來較大困難。硫化物硫在洗選過程中有較好的脫硫效果。各煤層的全硫、硫化物硫，有機硫脫硫系數(shù)。 3、煤的灰成分及其特征 3號煤的灰成分主要以酸性的二氧化硅、三氧化二鋁為主，這兩種成分占煤灰的76％以上，16煤層的灰成分也以酸性的二氧化硅、三氧化二鋁為主，其次為堿性的三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂等成分。17煤層酸性、堿性成分相差不大。山西組煤層的灰熔融性(ST)均大于1250℃,為高熔～難熔灰分；太原組煤層灰熔融性(ST)平均值小于1250℃,為以低熔為主的低～高熔灰分。根據(jù)煤灰成分計算，結污指數(shù)各煤層均低，結渣指數(shù)山西組煤層低，太原組煤層嚴重。 4、煤的結焦性： 山西組煤層粘結指數(shù)(GR.I)為47～82，膠質層厚度(Ymm)為12.5～15.5mm，奧亞膨脹度(b%)為－23～24%，自由膨脹序數(shù)(CSN)為3～5.2，羅加指數(shù)為65～74。太原組的氣肥煤、氣煤的上述指標均比山西組煤層高。從上述各煤層的粘結性指標和成焦率、葛金干餾的半焦產(chǎn)率、焦渣特征等指標都顯示出各煤層具有良好的結焦性能。 根據(jù)鄰區(qū)岱莊煤礦利用煤芯煤樣進行的煉焦試驗，結果表明所得焦塊外觀均為銀灰色，結焦良好，3上、3煤層的焦塊較致密，裂紋較少，16、17煤層的焦塊上部有蜂焦。3上、3煤層煉得的焦炭質量比16、17煤層煉得的焦炭質量好，原因是16、17煤層的焦炭有少量的蜂焦，在轉鼓中易成焦屑， 16、17煤層的焦炭有部分蜂焦是由于惰性成分含量不足所致。另外3上、3煤層穩(wěn)定組分較高也是焦炭好的一個原因。 5、煤的分類： 煤的工業(yè)分類：按中國煤炭分類國家標準(GB/T5751－2009)劃分,以浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率(900℃Vdaf%)和粘結指數(shù)(GR.I)為主要分類指標,膠質層厚度(Ymm)、奧亞膨脹度(b%)為輔助指標,本區(qū)煤類劃分結果為:3煤層主要為氣煤,個別點為1/3焦煤、弱粘煤、無煙煤、天然焦;太原組煤層主要為氣肥煤和氣煤。個別點為1/3焦煤、弱粘煤、貧煤、無煙煤、天然焦。3煤層除8線以北被巖漿巖吞蝕,出現(xiàn)小片天然焦區(qū)，依次為無煙煤、焦煤、1/3焦煤區(qū),南部大面積為氣煤。16煤層受F7斷層以東巖漿巖影響，使其東部出現(xiàn)天然焦區(qū),依次為無煙煤、貧煤、1/3焦煤區(qū),17煤層使其東南部同樣出現(xiàn)天然焦區(qū)及小面積無煙煤區(qū)，16、17煤層除北部及南部小面積為氣煤外,其余大面積均為氣肥煤。根據(jù)煤類、灰分和硫分標準差進行衡量,各煤層均屬煤質變化大的煤層。 表1.5 煤質變化程度一覽表 煤層 項 目 3 16 17 煤 類 QM、1/3JM、RN、WY QM、QF、1/3JM、RN、PM、WY QM、QF、WY 標準差 Ad (%) 1.93 5.05 5.71 St,d (%) 0.16 1.19 0.81 變化程度 大 大 大 6、煤的工業(yè)用途評價： 根據(jù)本礦井上述煤質特征，對煤的工業(yè)用途做如下評述。 （1）煉焦用煤 山西組煤層以氣煤(QM45)為主，灰、硫、磷等有害組分低，結焦性能好，成焦率較高，通過洗選可以生產(chǎn)多種級別的冶煉用煉焦浮煤，配以其它煤類煉焦效果更好。 太原組煤層為氣肥煤(QF46)、氣煤(QM45)，特低灰，特低磷，唯硫含量高，但結焦性能比山西組煤強。礦井生產(chǎn)開采時，若上、下組煤按比例配采，混合(洗選)使用，不僅可以降低煤的硫分，而且還可以降低煤的灰分，增強粘結性，使之符合煉(冶金)焦用煤要求。另外，采用“縛硫焦”工藝，太原組煤層浮煤也可以煉制冶金焦的要求。 （2）動力燃料用煤 各煤層的揮發(fā)分、發(fā)熱量、灰分、硫分等指標均符合火力發(fā)電廠固態(tài)除渣煤粉鍋爐用煤要求，太原組煤層由于煤的灰熔融性(ST)<1350℃，結渣性較強，灰粘度較大，必須和灰熔融性高的煤摻混或和低發(fā)熱量煤摻混(使Qnet,v,ar≥12.54MJ/kg)，才能使之符合煤粉鍋爐用煤要求。 （3）氣化、液化用煤 3煤層對二氧化碳反應性試驗溫度在900～950℃時二氧化碳分解率均小于60％。為中等結渣、中等粘結性煤；太原組煤層為強結渣、強粘結性煤，因此，不宜于固定層和沸騰層煤氣發(fā)生爐用煤。粉煤懸浮床氣化爐對煤質要求不嚴，特別是太原組高硫、低熔點、強粘結氣煤、氣肥煤，均可適用于K-T爐氣化用煤的要求。 各煤層焦油產(chǎn)率雖然大于7％，但由于粘結性強(Y值>9mm)，熱穩(wěn)定性差(濟寧煤田三號煤礦資料)，因此不符合干餾法煉油的要求。但太原組煤層碳氫比<16，Vdaf>35％，Ad<5％，浮煤可考慮用氫化法提煉焦油。太原組煤層具有較高的有機硫，有利于液化反應，從煤巖組分看，氣煤、氣肥煤多含有最易液化的樹皮類穩(wěn)定組分，可大大提高液化效果，因此各煤層大都符合液化用煤工業(yè)要求。 2 井田境界和儲量 2.1井田境界 井田東西走向平均長4.1km，南北寬3km，面積約為12km2，開采上、下限標高-230～-720m。井田內煤層傾角為3°~21°。傾斜長度最大3125m最小3016m 平均3066m。 2.2礦井工業(yè)儲量 井田主采煤層為3#、16#、17#煤。由于3#、16#、17#煤的煤層產(chǎn)狀大致相同，對于地質資源儲量的計算，3#、16#、17#煤均采用地質塊段法進行計算。計算地質資源儲量時，主要是根據(jù)煤層傾角大體一致的原則將整個井田劃分為4個儲量塊，并分別加以標號、計算。煤層儲量塊段的劃分如圖 22所示 圖 2-1 煤層儲量塊段劃分 各塊段的儲量可按下式計算： 式中 Zi——各塊段儲量，萬t； Si——各塊段的煤層面積，m2； Mi——各塊段煤層的厚度，m； γi ——各塊段煤的容重，3#煤層取值1.47 t/m3，16#煤層取值 1.43 t/ m3，17#煤層取值1.44 t/ m3。 下表列出兩煤層個儲量塊段的具體計算數(shù)值： 表 2.1 井田塊段儲量計算表 塊號 傾角α (°) 平面面積（㎡） 煤層面積（㎡） A 5 2713829 2724195.39 B 18 3276093 3362267.70 C 9 1530764 1549845.17 D 8 3482040 3516260.00 合計 - 11002726 11152568.26 其中3#煤層厚度取值為5.10m，16#煤層厚度為3.1m,17#煤層厚度為2.99m。 由公式2-1計算得出，3#煤層的地質資源儲量為4422.89萬t；16#煤層的地質資源儲量為5458.84萬t17#煤層的地址資源儲量為2516.27萬t，合計地質資源儲量為18106.86萬t。 以勘探地質報告為基礎，礦井工業(yè)資源儲量計算公式為： Zg＝Z111b＋Z112b+Z2M11+Z2㎡2+ Z333k （2-2） 式中：Zg——礦井工業(yè)資源儲量； Z111b——探明的資源量中的基礎儲量； Z112b——控制的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量； Z2M11——探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎儲量； Z2㎡2——控制的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎儲量； Z333k——推斷的資源量； 根據(jù)井田內的鉆孔布置，在礦井地質資源儲量中，60%是探明的（331），30%是控制的（332），10%是推斷的（333）。 根據(jù)煤層厚度、煤質以及其它煤層賦存情況，在探明的和控制的資源量中，85%是經(jīng)濟的基礎儲量(111b和112b)，10%是邊際經(jīng)濟的基礎儲量(2M11和2㎡2)，5%是次邊際經(jīng)濟的資源量(2S11和2S22)。 則3#煤層工業(yè)資源/儲量Zg計算如下： Z111b=4422.89×60%×85%＝4264.15 Z112b=4422.89×30%×85%＝2132.08 Z2M11=4422.89×60%×10%＝501.66 Z2㎡2=4422.89×30%×10%＝250.83 由于地質條件簡單，煤層賦存穩(wěn)定，故可信度系數(shù)k取為0.87。 Z333k=4422.89×10%×0.85＝727.41 故工業(yè)儲量為： Zg3#＝Z111b＋Z112b+Z2M11+Z2㎡2＋Z333k ＝7876.14（萬t） 16#煤層工業(yè)資源/儲量Zg計算如下： Z111b=5458.84×60%×85%＝2521.41 Z112b=5458.84×30%×85%＝1260.70 Z2M11=5458.84×60%×10%＝296.64 Z2㎡2=5458.84×30%×10%＝148.32 由于地質條件簡單，煤層賦存穩(wěn)定，故可信度系數(shù)k取為0.90。 Z333k=5458.84×10%×0.85＝444.95 故工業(yè)儲量為： Zg16#＝Z111b＋Z112b+Z2M11+Z2㎡2+ Z333k ＝4672.02（萬t） 17#煤層工業(yè)資源/儲量Zg計算如下： Z111b=2516.27×60%×85%＝2448.96 Z112b=2516.27×30%×85%＝1224.48 Z2M11=2516.27×60%×10%＝288.12 Z2㎡2=2516.27×30%×10%＝144.06 由于地質條件簡單，煤層賦存穩(wěn)定，故可信度系數(shù)k取為0.90。 Z333k=2516.27×10%×0.85＝412.96 故工業(yè)儲量為： Zg17#＝Z111b＋Z112b+Z2M11+Z2㎡2+ Z333k ＝4518.54（萬t） 即礦井總的工業(yè)資源儲量為 Zg ＝Zg3#＋Zg16#＋Zg17# ＝7876.14＋4672.02+4518.54 ＝17066.70（萬t） 2.3礦井可采儲量 2.3.1安全煤柱留設原則 （1）工業(yè)場地、井筒留設保護煤柱，對較大的村莊留設保護煤柱，對零星分布的村莊不留設保護煤柱。 （2）各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場地煤柱。由于煤層為近水平煤層，故走向與上下山巖層移動角大致相等，取值：走向巖層移動角δ=75°，上山移動角γ=70°，下山移動角β=75°，表土層移動角φ=45°。 （3）圍護帶寬度是根據(jù)礦區(qū)建筑物的保護等級劃定的。風井、工業(yè)廣場屬Ⅰ級保護建筑物，故留設20 m寬的圍護帶。 （4）井田邊界煤柱寬度為20 m。 （5）工業(yè)廣場占地面積，根據(jù)《煤礦設計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)廣場占地面積指標見表 21。 表 2.2 工業(yè)廣場占地面積指標 井型（萬t/a） 占地面積指標（公頃/10 萬t） 240及以上 1.0 120~180 1.2 45~90 1.5 9~30 1.8 2.3.2礦井保護煤柱煤損量 1）井田邊界保護煤柱 井田邊界保護煤柱留設20 m寬，則井田邊界保護煤柱損失量為458.31萬t。 2）工業(yè)廣場保護煤柱 本礦井設計生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，取工業(yè)廣場尺寸為450 m×400 m的長方形。工業(yè)廣場中心點煤層標高 -550m，中心處所在位置煤層傾角為6°，該處表土層厚度為17m，主井、副井及地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內。工業(yè)廣場按Ⅰ級保護留維護帶，寬度為20 m。本礦井的地質條件及沖積層和基巖層移動角見表 22。 表 2.3 巖層移動角 煤層傾角/(°) 沖積層厚度/(m) φ/(°) δ/(°) γ/(°) β/(°) 10 17 45 75 70 75 工業(yè)廣場保護煤柱作法示意見圖 22。 圖 2-2 工業(yè)廣場保護煤柱示意圖 由此計算得出：壓煤面積為686645m2，煤層在中心處的傾角為9°，所以實際壓煤量為： P＝812720/cos9°× 11.19×1.47=1344.23萬t 3）大巷保護煤柱 本礦井各生產(chǎn)期間計劃設計兩條大巷，分別是運輸大巷、軌道大巷。各大巷保護煤柱一側寬度為20m，長度總計為2250m，則總壓煤量為： P＝20× 2× 2250×11.19×1.47＝289.51萬t。 表 2.4 各類保護煤柱壓煤量計算結果 邊界保護煤柱 工業(yè)廣場保護煤柱 大巷保護煤柱 總計 458.31 1344.23 289.51 1360.12 2.3.3礦井設計儲量 礦井設計儲量是從礦井工業(yè)儲量中去除礦井永久煤柱損失量計算得來的。計算公式如下： 式中Zs——礦井設計可采儲量，萬t； P1——保護井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設的永久保護煤柱損失量，萬t。 礦井設計可采儲量 礦井設計可采儲量計算公式如下： （2-4） 式中 Zk——礦井可采儲量，萬t； P2——工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和，萬t； C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.8；薄煤層不小于0.85。 表 2.5 礦井儲量匯總表 煤層 工業(yè)儲量(Mt) 永久煤柱損失(Mt) 設計開采損失(Mt) 礦井設計儲量(Mt) 設計可采儲量(Mt) 111b 112b 2M11 2㎡2 333k 3 42.64 21.3 5.02 2.51 7.27 2.11 7.41 76.65 51.93 16 25.21 12.6 2.97 1.48 4.45 1.25 4.38 45.47 30.82 17 24.49 12.2 2.88 1.44 4.13 1.21 4.26 43.98 29.78 合計 92.35 46.2 10.86 5.43 15.85 4.57 16.05 16