白庄煤矿村下压煤开采方案设计(编辑修改稿)

白庄煤矿村下压煤开采方案设计(编辑修改稿)内容摘要：

田的西部构造区。 白庄井田四周受断层包围，在井田北部 沿边界 F12 断层有一伴生的向斜构造。 向斜南翼地层倾角较缓，一般为 0~18176。 ，平均 为 7176。 ；向斜北翼地层倾角较大，一般为 14~43176。 ，平均 为 19176。 ，并向北有变 陡的趋势。 井田内构造以断裂为主 ，褶皱次之。 井田内中新生代断层十分发 育，除极少数小型断层之外，绝对多数为正断层。 根据其展布方向（断层主方位），大体可分为三组，一是 NW 向断层，如 F11 等，本组断层主要分布在井田的东北边界附近，井田内数量不多；二是 NE 向断层，如 F24 F F0F2 F211 等，本组断层一般落差较大，切割较深，延伸距离较长，其运动方向在 F3 和F03 断层以北 为 北升南降，呈台阶式段落，在 F3 和 F03 断层以南多为南升北降，这些断层是井田内主要的控制性构造；三是 NNE 向断层，如 F F2 BF13 等，本组断层在井田 内较发育，延伸远，倾角较大，并伴有扭性特征，它们一般切割第一和第二组断层。 另外，井田内还发育少量近 EW 向的断层。 现将井田内规模较大的主要断层叙述如下：  F11 断层：为 F1 断层的分支，井田东北部边界。 走向 NW，倾向 SW，倾角 70176。 ，落差大于 1000m。 在井田内延伸长度为 1900m。 表现为北升南降的正断层，断层力学性质复杂，上盘为煤系地层，下盘为寒武纪地 层。  F12 断层：为 F1 断层的分支，井田东北部边界。 走向 NEE~NNW，倾向 SSE~SSW，倾角为 75176。 ，落差大于 1000m。 在井田内延伸长度为 2770m，表现 为北升南降的正断层，断层力学性质复杂，具有多期活动性，为初步查明断层。  F3 断层：为现生产井田与扩建新区的分界断层，位于井田的中西部。 走向 NE，倾向 NW，倾角 为 70~80176。 ，落差 为 0~150m。 该断层在井田内延伸长度为 3000m，有 30西检 10 等钻孔穿过，井下 230m 水仓、 3400 轨道皮带石门、 3800 采区等多处揭露，断层带宽 30~40m，呈台阶式断层组合形式，并经四、六采区地面地震勘探控制。 该断层在 303 钻孔附近落差最大，向东逐渐减小，在 F24 断层附近消失；向西分叉为两条断层。 该断层为查明断 层。 14  F03 断层：位于井田中东部，走向 NE，倾向 NW，倾角 50~80176。 ，落差 0~130m。 在井田内部延伸长度为 3800m，有 380、西补 16 等钻孔穿过，井下 3201 工作面、 3203 运中、 250m 轨道石门、 150m 西大巷等多出实际揭露。 该断层向西在 F24 断 层附近消失，为基本查明断层。  F7 断层：为井田的西部边界，走向 NNW~NE，倾向 SWW~NW，倾角 65~80176。 ，落差 25~120m。 在井田内延伸长度为 4950m，有 73 66 73 33 333 等钻孔穿过，并由地面地震勘探基本查明，表现 为东升西降的 正断层。  F12 断层：位于井田东南部，走向 NNE，倾向 NWW，倾角 65~70176。 ，落差 25~70m。 在井田内延伸长度为 2070m，有 6327 63280、 300、 63 水 3 6327 418等钻孔穿过，井下 3200 采区、 3300 采区实际揭露点控制，并有 150m 西大巷、250m 轨道石门实际揭露，断层带宽 为 5~15m，表现为东升西降的正断层，落差自南向北减小并交汇于 F03 断层处消失 ，为查明断层。  F21 断层：为井田东部边界，走向 NNE，倾向 SE，倾角 为 75176。 ，落差 为 140~360m。 在井 田内延伸长度为 2400m，有 421 钻孔穿过，表现为北升南降的正 断层，为基本查明断层。  F24 断层：位于井田中部，走向 NNE~NE，倾向 E~SE，倾角 为 70~80176。 ，落差 为80~160m。 在井田内延伸长度为 4650m，有 6320 632 63 水 3 72 63水 21 323 等钻孔穿过，井下 150m 西大巷、 250m 轨道石门、 3400 采区实际揭露，断层带宽 为 15~60m，表现为西升东降的正断层，在 F3 断 层以南控制程度较高，为基本查明断层。 全井田被规 模较大的断层分割成三个大的块段，在 F7 与 F24 之间形成地垒， F24 与F03 之间形成地堑， F03 与 F21 之间又形成地垒。 生产实践表明，井田内断层的发 育规律比较明显，除了上面提到的断层以外，还有以下几个方面要注意：  井田内的大中型断层，虽然多以正断层形式出现，但具有多期活动的特点，并且活动方式有所变化，因此断层的力学性质特别复杂，张、压、扭性均有，先张后扭的特征较为普遍，这与区域的构造应力场的几经更迭有关。  断层的分级控制性明显，其控制关系既表现在断层的规模级别上，也表现在断层的发育数量及展布方位上。 一般情况下，大型断层控制中型断层，中型断层控制小型断层。 被控制的次级断层与控制性断层存在伴生或者派生的关系，常与控制性断层平行或以小角度相交，其发育数量随距离控制性断层而递减。 井田内同 等级的断层等距性分布的规律较明显，如 NE 向的中型断层间距一般为 100~150m。 15  煤层中小断层在垂向上具有明显的分层性。 生产揭露表明，井田内同一构造块段在不同深度上构造发育情况有较大的差异。 如 2 煤和 7 煤中揭露的小断层密度、展布方向等方面差异较大， 7 煤断裂小构造极其发育，而 8 煤相距仅 25m 左右，却构造又相对简单，且 8 煤中发育一组逆断层，顶板构造二合顶极为发育，但 7煤中未曾出现过。 造 成垂向上构造分层性的原因除了煤层厚度、埋藏深度以及围岩（尤其是顶底板）岩性等构造环境存在差异之外，煤系中发育的滑动构造是重要原因之一。 井田南部褶皱的排列方式有平行式 和雁列式，具有短袖、倾伏的特点。 褶皱轴向 NEE，与 NE 向断裂近于平行或呈 小角度相交，被 NNE 向断层切割。 北部靠近北界断层附近发育一较大的向斜褶皱。 井田北部有一不对称向斜构造， 轴向 NE~SW，平行边界 F12 断层，南翼缓北陡，被 F24 和 F03 等多条断层切割。 向斜轴部倾角较小，一般 为 4~8176。 ，向斜北翼地层倾角较大，为 14~43176。 ，平均为 19176。 该 向斜经 3800、 3100 和 3500 采区实际揭露，并有 66 74731 66 6611 等钻孔控制，对采区正常划分有一定的影响。 在井 田 150m 水平四、六采区中部有一向斜构造，轴向 NE，该向斜幅度、宽度都较小，两翼倾角一般为 3~8176。 ，对 划分采区影响不大。 在井田的东 部 F24 断层以东，有一以 28 320 钻孔为顶部的穹窿构造。 经生产验证，该穹窿构造受 F2 F20 和 F15 等断层控制，其附近小断层特别发育，对生产有一定的影响 （见 图 ）。 图 地质构造图 3700 采区地质构造 相对 较 复杂。 西部煤岩层呈单斜构造，中部为一褶皱构造，东部为向斜构造，向斜轴走向约为 109176。 煤岩层受构造断层影响，走向变化较大。 煤岩层走 16 向整体约在 87~110176。 之间，采区西部煤岩层倾向 N334176。 ~357176。 W，倾角 为 ~176。 ，平均 为5176。 ；采区东部煤岩层变化较大，倾向约为 N110176。 E，倾角 为 3~11176。 ，平均 为 9176。 采区受三条断层 F2 F24 F03 影响较大，且断层延展距离较长，对采区布局和工作面布置影响严重 ， 三条落差较大的断层其附生断层也较多 ， 采区内尚有隐伏的断层 ，它们 的存在也对采区工作面布置产生严重 的影响。 表 给出了 3700 采区主要断层情况。 表 3700 采区主要断层情况 编号 构造 性质 产状 （ 褶曲轴面 ） 实见位置及控制情况 走向 /176。 倾向 /176。 倾角 /176。 落差 /m F24 正 40 130 70 70～ 160 323 钻孔、 3302 工作面实见，西段控制程度较高，东段控制一般 F243 正 56 146 70 15 控制程度较低 F03 正 34～ 56 304～ 326 65 20~130 250 东大巷、东皮带实见，控制程度较高 F11 正 119 209 70 1000 磁偶源勘探控制 四、水文地质 本区位于 F2 F0 F243 断层间形成的独立水文块段。 采区边界 F12 断层为隔水边界， F2 F24 F03 断层为弱隔水采区边界。 主要含水层是第四系砂及砂礓层、石盒子砂岩、 31煤层顶板砂岩。 第四系水由于底部粘土层的阻隔，不与煤系地层发生水力联系，31层煤顶板砂岩水水量不大，补给微弱，易于疏干。 采区东部 982 孔附近上覆寒武系和奥陶系灰岩，赋存标高为 +35m，钻孔施工时该层位漏水 ， 距 31煤层 329m 左右，对本采区的掘进和回采影响不大。 采区东部区域地表为涧北水库，季 节性 少量 存水， 大部分时间处于干涸状态，全采方法 将对其坝堤产生 损 坏，应按保护煤柱回采。 据地质报告资料及生产实际揭露资料分析 ， 本采区主要的充水来源是 31煤老顶中砂岩裂隙水和部分生产用水。 31 煤顶板砂岩裂隙水：该层中砂岩属弱含水层，中砂岩厚 为～ ，平均 为 ， 垂直裂隙发育，局部富水性较强。 根据 3302 工作面、 3500采区掘进资料表明，其富水性较弱，一般在顶板破碎处、裂隙发育处和断层带附近淋水较大，但短时间内即可疏干，对掘进有一定的影响，初始水量最大约 为 30m3/h。 施工中主要以顶板淋水 为主，下山掘进时影响较大。 砂岩裂隙水量即正常涌水量 30m3/h：据 250m 水平实际开采资料， 31煤顶板中砂岩涌水量最大为 20m3/h（ 3500 巷探 、 3302 工作面 )， 3300 采区轨道、皮带掘进时顶板砂岩 17 水量为 10m3/h。 生产用水量 30m3/h：按一个工作面两个掘进头同时施工计算。 采区最大涌水量为顶板砂岩裂隙水量（正常涌水量）及生产用水之和 ，因此 最大涌水量 为 30＋ 30＝ 60m3/h。 第三节 开采技术条件 一、开采方法与顶底板条件 白庄矿井通常采用走向长壁后退式采煤方法，全部垮落法管理顶板。 本区 31煤层全部可采。 31煤层埋深 为 395~420m。 31煤层厚约 为 ～ ，平均为 米，为较稳定的厚煤层。 局部含夹矸 ， 厚度 为 ～ ，平均 为 米 ， 位于煤层上部。 煤层在采区中部最厚，向四周变薄。 本采区煤层产状受构造影响，变化较大。 区内 31煤顶板变化较大，采区大部分直接顶为粉砂岩，厚度 为 ～ ， 416 孔 、 384孔附近粉砂岩消失，中砂岩直接覆盖在煤层之上。 煤层老顶变化较小，采区大部为厚层中砂岩，平均 为。 煤层底板一般为粘土岩，变化不大。 具体采区井上下对应关系参见附 图。 31煤层 顶底板特征见表。 涧北堤坝保护煤柱内经钻孔 35 22 41 4 63234 以及在 3700、 3500 和 3900采区打了几个探巷，发现 31煤层厚度为 ~，埋深为 448m。 表 31 煤层 顶底板 类别 岩石名称 厚度 /m 主要岩性特征 （ 含水性 ） 老顶 中砂岩 ~，中粗石英砂岩，裂隙富水 直接顶 粉砂岩 0~，泥质胶结，含煤线，不含水 直接底 粘土岩 0~，团块状结构 ，植物化石多 二、瓦斯、煤尘和煤的自燃 （一）瓦斯 白庄 矿井 CH4相对涌出量为 ～ ， CO2相对涌出量 为 ～ 昼夜 ， 属低沼气矿井。 涌出特征为普遍涌出。 瓦斯中 CH4含量为 ~， CO2为～。 本矿井至今未发生 过 煤和瓦斯突出。 （二） 煤尘 白庄矿井煤尘 爆炸指数均在 35～ 45%， 火焰长 为 650～ 700m， 止爆岩粉用量 为 75～80%。 据地质报告资料 ， 具有强烈爆炸危险。 （三） 煤的自然发火倾向 18 经 其它 矿井 开采资料证实， 3 层煤 多次发生过自燃发火， 但是白庄煤矿 至今还未发生过煤层自燃现象。 31煤属三级自燃倾向 ， 发火期 为 6～ 12 个月。 三、地温与地压 （一） 地温 本井田恒温带 为 40m 左右，地温梯度为 2℃ /100m， 井下工作区温度为 18～ 20℃ ， 随开采深度的增加 ， 地温也会上升。 （二） 地压 据 250m 水平生产实际 ， 井巷地压的显现及其对巷道的破坏程度 ， 与开采深度、开采范围、围岩性质和地质构造条件等有关。 随开采深度的增加 ， 地压明显增大 ， 临近采空区地压显现明显 ， 软岩层较坚硬岩层地压显现明显 ， 断层及其交叉处 、 向斜的轴部地压显现均较显著。 目前无 实测的地压资料。 19 第三章 涧北堤坝下压煤开采的必要性和可行性 第一节 涧北堤坝概况及压煤量 一、涧北水库 涧北水库于 1965 年 10 月动工兴建， 1966 年 6 月完工。 水库地势北高南低，坝址附近均为寒武奥陶系灰岩地层。 坝基底部有一层厚度 1~2m 的胶结砾石链。 1981 年，曾进行过一次加高培厚。 20。