十八采区地质说明书

1、1 第一章概况第一节采区位置、范围及地面条件一、采区位置、范围十八采区位于矿井北部， 东以 kf1828断层与十六采区（正在生产）为界； 西至 kf1801断层下盘、 kf1802断层上盘断煤交线，与十采区（未准备）为邻；北以济宁二、三号矿井边界为界；南至3907613纬线并与八采区（未准备）相接，东西宽15003000m ，南北长 2400m ，采区面积 5.2km2。上、下限标高： -650-840m。二、地面条件采区地形由滨湖冲积平原组成，地势平坦，沟渠纵横。南阳湖堤从采区西部南北向穿过。地面标高 +32.53+37.78m，地势东高西低， 自然坡度 0.4 。区内有南阳湖农场总场部及其

2、分场、航运新村等。洸氵 府河位于采区西部，河床宽400m ，汛期最大流量 400m/s（1964 年 9 月 1 日） ，旱季流量减小乃至干涸。第二节地质勘查工作一、钻探工程1965年普查阶段施工钻孔3 个，钻探工程量 2508.74m；1980 年详查阶段十八采区内共施工钻孔6 个，完成钻探工程量5382.29m；2003 年以后生产补勘阶段施工钻孔4个，工程量 3846.28m。 各阶段合计施工钻孔13 个（见表 1-1） ，工程量 11737.51m。普查阶段钻孔未取芯， 质量较差，但有电测井和测斜资料， 对可采煤层进行了评级；详查阶段钻孔多为全孔取芯或分段取芯，测井资料可靠，质量较好；

3、生产补勘阶段可采煤层质量均为优质，工程质量可靠。采区 3上、3下煤层可采见煤点 23 个，其中优质点 6 个，甲级点 11 个，合格点 6 个，优质、甲级及合格点占100% ，质量可靠（见表1-2） 。2 采 区 钻 孔 统 计 表表 1-1 勘查阶段施工时间钻孔采区内外围普查19651968 年115、 120、 163 详查勘探19801983 年c1-7、c2-5、c3-8、c3-11、c4-11、c4-10 c1-2、c2-11、c3-10、c4-8 补勘20032004 年s25、s23、s20、s22 s24、s39 煤 层 质 量 统 计 表表 1-2 项目阶段甲乙合 格优小 计

4、普 查6 6 详查勘探11 11 补 勘6 6 合 计11 6 6 23 二、物探工程20032004 年由安徽煤田物测队对本区进行了三维地震勘探，共完成物理点6007个，其中生产记录5698 个，试验物理点 129个，微测井 30 口，折合物理点 180 个。完成施工面积 8.97km2，一次覆盖面积 7.88km2，满 24 次覆盖面积 5.99km2，区内满24 次覆盖面积5.72km2。根据煤炭煤层气地震勘探规范标准，共评价时间剖面346.32km，其中类剖面284.43km，占 82.13，类剖面 61.89km，占 17.87，无类时间剖面。三、采区勘探程度采区面积 5.2km2，

5、全区进行了三维高分辩地震，区内施工钻孔13 个，钻孔工程网度 7501000m 1000m ，密度 2.5 个/ km2，其中水文孔 1 个，2 个孔进行了岩石力学指标和煤层瓦斯含量测试 （见表 1-4） 。采区勘探程度达到了有关规范的要求，可作为采区生产设计的依据。工程地质参数测试分析情况统计表表 1-3 孔号测试时间测试项目数量测试单位s20 2004 土样16 组济南贝克矿山工程技术服务有限公司砂样6 组s23 2004 3下煤顶板岩样12 组17 煤底板岩样8 组3上、3下、16上、17 煤瓦斯含量及爆炸指数4 个3 第三节相邻采区地质及水文地质情况十八采区东与十六采区相邻， 西为十采

6、区，南为八采区，北为济宁二号煤矿九采区，目前仅东部的十六采区和北部的济宁二号煤矿九采区正在采掘。一、地质情况1、十六采区采区面积3.82km2，采区的东部为八里铺东断层，走向近南北向、西倾，落差60m左右；西部有八里铺之三断层，走向东北西南、倾向北西，落差30m左右；八里铺之二断层，走向北东西南、倾向北西，落差35m左右。区内 3下煤层总体呈东北高，向西南倾伏的单斜构造， 3下煤层倾角 35，采区的西南部有一小向斜构造。目前采区 3下煤层揭露断层 72 条，落差大于 5m的 14 条，最大落差 56m , 断层密度 16.7 条/km2。采区内所采煤层为下二叠统山西组3上和 3下煤层。 3下煤

7、层仅采区东北部局部冲刷无煤，其余部分全部发育， 根据目前采掘揭露资料煤层厚度0.8m6.6m， 平均煤厚 4.83m。3上煤层下距 3下煤层顶板 35.45m。 3上煤层厚度 02.88m， 平均 1.40m， 可采区煤厚 1.11 2.88m，平均 1.84m，采区内大部可采，采区东南部具一北东向的煤层冲刷带，5 个钻孔冲刷无煤，冲刷面积约1.1km2，冲刷区与正常煤厚区之间常变化急剧，仅采区东北部c2-3 孔东侧一带存在冲刷变薄。3下煤层顶板以细粒砂岩、中粒砂岩为主，厚17.3347.63m。粉砂岩顶板主要分布在采区西南部， 泥岩仅分布在北部c1-5 孔一带，无伪顶。3下煤层底板岩性以泥岩

8、为主，厚 0.651.92m；粉砂岩次之，厚1.3 4.0m。粉砂岩主要分布在东北部，其他为泥岩分布区。伪底局部分布，岩性为炭质泥岩。2、济宁二号煤矿九采区九采区位于十八采区北部，东西长约3.45km，南北宽约 1.8km，面积约为 6.22km2。采区共有钻孔 13 个，设计开采 3上、3下煤层。 3下煤层厚 0.7 6.0m，平均 3.08 m，西南部煤层受冲刷变薄，为稳定煤层，煤层标高-680-810 m 。3上煤层厚 03.1m，平均1.39 m ，煤层结构复杂，含厚0-0.3m 厚的泥岩夹矸 02 层，为不稳定煤层，煤层标高-645-770 m ；3上煤层顶板主要以灰黑色粉砂岩为主，

9、局部有泥岩伪顶，底板以泥岩和粉砂岩为主。4 该区煤层起伏变化较大， 褶曲发育， 主要褶曲有 15-5153 背斜、16 线背斜和石佛向斜。根据采区三维地震，共查出落差2m以上的断层 43 条，其中落差大于10m的有 5条。巷道施工过程中，共揭露落差0.4 6m的断层 120 条，其中 3m以上的断层 6 条，断层走向以 ne向和 nw 向为主，平均每百米有断层1.3 条，每平方公里有断层97 条，区内地质条件较复杂。目前九采区开采3上煤层，93上05面、93上06 和 93上08 面回采完毕， 93上01面已回采 38m ，93上09 面正在准备中。二、水文情况1、十六采区主要含水层自上而下，

10、主要有第四系砂砾含水层、上侏罗统砂岩含水层、3 煤层顶板砂岩含水层、太原组第三、十下层灰岩含水层、奥陶系灰岩含水层。对开采 3上、3下煤层影响的主要含水层为3 煤层顶部砂岩含水层，涌水形式以采后老塘涌水为主。十六采区先开采3下煤层，已回才完 3 个工作面，开采前水位标高为-156.72 （2004年 5 月） 。163下01工作面回采期间最大涌水量20.0 m3/h ，正常涌水量 9 m3/h ；163下03工作面回采期间最大涌水量 30m3/h ，正常涌水量 12 m3/h ；163下02 面已累计回采 1700米，回采期间最大涌水量 10m3/h ，正常涌水量 7 m3/h 。截止目前十六

11、采区生产过程中最大涌水量 61.1 m3/h ，正常涌水量 40 m3/h 。十六采区各工作面涌水量统计表表 1-4 名称最大涌水量（m3/h ）正常涌水量（ m3/h ）163下01 工作面20.0 9 163下02 工作面10.0 7 163下03 工作面30.0 12 十六采区61.1 40 2、济宁二号煤矿九采区九采区主要充水水源为3上煤顶板砂岩水和生产用水。 九采区开采前 3上煤顶板砂岩水水位标高为 +27.5m，2006 年 12 月 31 日 3上煤顶板砂岩水水位标高为-421m。3上煤开采范围内标高为 -678-704 m。93上05工作面位于九采区最北部， 2005 年 9

12、月回采完毕， 该面面宽 130.4m，回采长度 419.4m,煤厚 0.9 2.2m，平均 1.69 m。回采过程中，正常涌水量13.3m3/h ，最大5 涌水量 35m3/h 。93上08 工作面位于九采区南部， 2006 年 5 月停采，该面面宽150.4m，回采长度675.2m，煤厚 0.6 2.1m，平均 1.67m。回采过程中，正常涌水量39.5m3/h ，最大涌水量 120m3/h 。93上06工作面位于九采区中部， 2006 年 11月停采， 该面面宽 150.1m， 面长 489.73m，煤厚 0.4 1.9m，平均 1.43 m。正常涌水量 20m3/h ，最大涌水量 50m

13、3/h 。九采区在生产过程中，正常涌水量70m3/h 左右，最大涌水量143m3/h 。济宁二号煤矿九采区各工作面涌水量统计表表 1-5 名称最大涌水量（ m3/h ）正常涌水量（ m3/h ）93上05 工作面35.0 13.3 93上08 工作面120.0 39.5 93上06 工作面50.0 20.0 九采区143.0 70.0 6 第二章采区地质第一节地层一、采区地层根据矿井地层层序及采区钻孔揭露，采区主要发育以下地层：第四系、上侏罗统蒙阴组、上二叠统上石盒子组、下二叠统山西组及下石盒子组、上石炭统太原组、中石炭统本溪组、中、下奥陶统，各时代地层特征如下：（一）第四系（ q ）地层厚度

14、 193.10 213.25m，平均 201.80m。由粘土、砂质粘土及砂砾石层等组成，地层南薄北厚，按岩性及结构变化可分为上、下两段。与下伏地层不整合接触上段（ q上） ：厚约 50.2 90.4m。以黄、灰黄色粘土、砂质粘土及细、中砂为主，局部为灰及灰绿色。下段（q中+下） ：厚约72.68147.41m，由灰绿、灰白色砂砾、粘土质砂砾、粘土、砂质粘土等组成，含 03层高岭土，上部偶夹少量黄、灰黄色粘土、砂质粘土。（二）上侏罗统蒙阴组（j3m）采区主要保留了下亚组一、二、三段地层，局部具上亚组底部第四段地层，厚380.90490.40m，平均 426.31m。与下伏地层不整合接触。一段：地

15、层厚 061.10m，平均 40.86m，以砖红色粘土质细中粒砂岩为主，含铁质，胶结较松散。底部为中、粗粒砂岩为主，局部为砾岩，砾石以石英岩为主，石灰岩次之，铁泥质胶结，较坚硬。二段：地层厚 79.00 141.00m，平均 108.96m，为暗紫、紫红色细、中粒砂岩，下部夹泥岩薄层，底部常具厚层砂、砾岩或砾岩层。三段：地层厚 230.30296.85m平均260.86m，主要为紫灰、暗紫色中、细粒砂岩，顶部含较多的粉、 细粒砂岩，且常夹灰及灰绿色岩层。 本段中下部具辉长岩层状侵入体，厚111.70141.60m，平均132.00m，岩浆岩顶、底部邻近的砂岩内生裂隙较发育，受岩浆岩烘烤而变硬，

16、颜色变浅。7 四段：地层厚 074.70m，平均 44.53m，为灰、深灰、灰绿色粉细砂岩互层，夹紫灰色泥岩薄层。（三）上二叠统上石盒子组（p2s）采区东北部遭剥蚀，区内最大残留厚度81.72m，由灰绿色砂岩及杂色粘土岩组成，为内陆河床及湖泊相沉积，以底部b层铝土岩下的粗砂岩与下石盒子组分界。与下伏地层整合接触。（四）下二叠统下石盒子组（p1x）地层厚度 24.0551.50m，平均32.48m。由灰绿色砂岩、杂色铝质泥岩、灰及深灰色泥岩与粉砂岩等组成，为内陆河床及湖泊相沉积，含较多植物化石，与下伏地层整合接触。（五）下二叠统山西组（p1s）地层厚度 71.27115.40m，平均 89.77

17、m，主要由浅灰、灰白及灰绿色砂岩，深灰、灰黑色粉砂岩、泥岩及煤层组成。含煤3层（2、3上、3下） ，可采 2层（3上、3下） ，本组地层为采区主要含煤地层，粗碎屑含量较高，以过渡相沉积为主，含较多植物化石，与下伏地层整合接触。（六）上石炭统太原组（c2t）地层厚度 162.15174.36m，平均 169.80m。由深灰、灰、灰黑色粉砂岩、泥岩、砂岩、石灰岩及煤层组成。含薄层石灰岩12层（一 、二、三、四、五、六、七、八、九、十上、十下、十一灰） ，以三、十下灰岩最为稳定，为采区及本组重要标志层，其它石灰岩按其岩性、厚度、煤岩层组合关系，亦可作为煤岩层对比的标志层；含煤13层（5、6、8上、8

18、下、10下、11、12下、14、15上、15下、16上、16下、17） ，可采与局部可采 3 层（15上、16上、17、 ） 。本组主要为过渡相及浅海相沉积，相环境稳定，旋回结构清晰，易于对比，含较多动植物化石。与下伏地层整合接触。（七）中石炭统本溪组（c2b）采区仅 c4-10孔穿过，揭露厚度 24.05m， 矿井地层厚度 20.2564.75m，平均44.43m。主要由杂色铝质泥岩及薄层石灰岩组成，偶夹薄煤层。含灰岩23层（十二、十三、十四灰） ，其中十二灰、十四灰不发育，十三灰在采区较发育，厚度1.935.00m，为采区8 良好标志层。底部常具一层以浅灰色为主、夹紫红等色的铝、铁质泥岩，

19、相当于g 层铝土岩和山西式铁矿，与下伏奥陶系中统地层假整合接触。（八）奥陶系中、下统（o12）采区内有 2个钻孔揭露，揭露最大厚度9.50m。根据矿井东部兖西水源勘探区32号钻孔资料，地层厚度约 742m 。下统以白云质灰岩为主，厚72.10m；中统为灰及棕灰色厚层状石灰岩、豹皮灰岩夹泥灰岩及钙质泥岩，厚669.90m。与下伏地层整合接触。二、含煤地层采区含煤地层为下二叠统山西组及上石炭统太原组，现分述如下：（一）下二叠统山西组（ p1s）本组为采区主要含煤地层，厚71.27 115.4m，平均 89.77m，岩性以厚层细粗粒砂岩为主，次为粉砂岩、泥岩、煤层，含煤3 层（2、3上、3下煤层）

20、，3上、3下煤层为采区可采煤层。本段地层自下而上由滨海型海陆交互相沉积逐步过渡到三角洲前缘亚相、三角洲平原亚相和内陆河湖相的陆相沉积。与下伏地层整合接触。现分段叙述如下：1、 2 煤层底板粉砂岩至顶部铝质泥岩段：采区内仅 1 个孔见 2 煤， 据十六采区资料，厚 19.00 25.05m，平均 23.10m，含 12 个小旋回，岩性以粉砂岩及铝质泥岩为主，夹薄层砂岩及煤层。偶含薄煤1 层（2 煤） ，极不稳定。2、3上煤层底板砂岩至顶板砂岩段：厚11.1835.90m，平均 25.40m，含一个小旋回，以中、粗粒砂岩及粉砂岩为主，次为粘土岩及煤层。3上煤层位于该段中、下部，采区内大部可采，煤层

21、顶板为厚层状中、粗粒砂岩。3、3下煤层底板砂岩至顶板砂岩段：为本组主要含煤段，厚25.75 39.35m，平均38.89m，岩性以浅灰、灰白色的细中粒砂岩为主，次为粉砂岩、泥岩、煤层等。3下煤层位于该段下部，全区可采，其顶板砂岩厚度大，岩性特征明显：浅灰灰白色，成分以石英为主，分选中等至较好，硅泥质胶结，正韵律，为山西组主要标志层。局部因冲刷作用顶底板砂岩合层形成巨厚层砂岩。（二）上石炭统太原组（c3t）本组地层厚度 162.15174.36m，平均169.80m。以泥岩、粉砂岩为主，夹煤层及石灰岩等，砂岩含量比例较低。主要为滨海型海陆交互相沉积，地层粒度韵律清晰，相及9 旋回结构稳定，变化有

22、一定规律性，与下伏本溪组地层整合接触。按岩性及旋回特征自下而上分为五段。1、6煤层底至一灰段：下起三灰顶板，上至3下煤层底板砂岩底界，地层厚40.7648.60m，平均44.68m，含3个小旋回。岩性以泥质岩及粉砂岩为主，含灰岩2层（一、二灰） ，煤层 2层（5、6煤层） 。灰岩中一灰相变沉缺，二灰仅个别钻孔穿见；所含煤层均不稳定， 5煤偶见可采点，厚 00.70m。2、8下煤层底至三灰段：本段下起五灰顶，上至三灰顶，地层厚22.8930.50m，平均26.70m，含12个小旋回。岩性以粉砂岩、泥岩为主，夹细、粉砂岩互层、铝质泥岩等，含灰岩 2层（三、四灰），煤层 2层（8上、8下煤层） ，三

23、灰厚度大、质纯且较为稳定，含较多形态清晰的蜓科化石，厚3.65 5.90m，为太原组重要标志层，四灰极不稳定；所含煤层均不稳定，薄而不可采。3、 12下煤层底至五灰段： 下以八灰顶为界， 上至五灰顶部，地层厚度 25.7539.35m。平均32.55m。岩性以粉砂岩为主，夹泥岩、铝质泥岩、细砂岩，含灰岩3层（五、六、七灰） ，煤层 7层（9、10上、10下、11、12上、12中、12下煤层） 。灰岩以五灰较为稳定，厚2.3 2.5m，所含煤层均不稳定，薄而不可采。本段局部相变为一厚层含腕足类化石的灰、灰绿色砂岩。4、15下煤层底至八灰段： 下以十上灰岩顶为界， 上至八灰顶， 地层厚 23.80

24、48.20m，平均36.02m，以粉砂岩、细砂岩、粉砂岩与细砂岩互层为主，夹薄层灰岩及煤层。含灰岩2层（八、九灰） ，煤层3层（14、15上、15下煤层） 。灰岩以八灰较稳定， 厚2.453.50m，为本组主要标志层；煤层以15上相对较为稳定，偶见可采点，厚00.74m；其余煤层不可采。 15下煤层顶底板的浅灰、灰绿色厚层砂岩为本段辅助标志层。5、19煤层底至十上灰岩段：底部以本溪组十二灰岩顶界为界，上至十上灰岩顶，采区内仅 1个孔揭露，地层厚度 34.85m，据矿井资料本段含 45个小旋回，为太原组主要含煤段。以泥岩、粉砂岩、铝质泥岩为主，含灰岩3层（十上、十下、十一灰），煤层 6层（16上

25、、16下、17、18上、18下、19煤层） 。16上、17煤层大部可采，其余煤层不可采或零星可采。十下灰岩全区稳定，厚度 3.86 5.40m，含丰富大个体亭蜓科化石，房室及隔壁构造清晰，为太原组主要标志层；十一灰厚0.40 1.89m，富含蜓科化石，呈米粒状密集排列。10 可采煤层赋存情况一览表表 2-1 含煤地层地层厚度含煤层数常见层数煤层编号穿见点见煤点可采点煤厚（ m ）夹矸点数夹矸层数可采性备注两极值平均值山西组89.77 3 2 3上13 12 12 0.75-3.95 2.17 2 1-2 全区可采断缺1 点3下12 12 12 1.95-5.85 3.93 1 1 全区可采太原

26、组169.80 139 6 11 11 0 0.55-0.69 0.61 1 1 不可采8上6 2 0 0.15-0.20 0.18 0 不可采8下6 4 0 0-0.25 0.20 0 不可采10下4 3 0 0-0.60 0.23 0 不可采11 4 2 0 0-0.25 0.13 0 不可采12下4 2 0 0-0.30 0.15 0 不可采14 4 3 0 0-0.44 0.30 0 不可采15上4 3 2 0-0 74 0.51 1 1 零星可采16上3 3 3 1.04-1.40 1.26 0 大部可采17 3 3 2 0.58-0.95 0.78 0 大部可采第二节构造一、构造特

27、征采区总体为地层走向近sn ，倾向 w的单斜，地层倾角25，各煤层沿走向均有波状起伏并发育次级褶曲。 构造形式以正断层为主， 主要为 ne向和 nw 向两组，ne向的kf1828和 nw 向的 kf1802分别为采区的东西边界断层（图2-1） 。采区内除断层个别落差较大外，一般均小于10m 。3上、3下、煤层总体形态相近，但因各煤层地震地质条件的差异及可采程度不同，其控制程度也存在一定差异(表 2-2) 。二、褶曲在 3下、3下煤层底板等高线图上发育较明显的褶曲有3 个，即 1801 向斜、 1802 背斜、1803背斜。1、1801 向斜：位于采区西北部，向斜轴在115 孔s24 孔一线，轴

28、向北东，向南11 西倾伏，轴长约 1100m ，幅度 15m左右。2、1802 背斜：位于采区北部，轴线在120 孔s23孔一线，轴向北东，向南西倾伏，轴长约 2000m ，幅度 15m左右。3、1803 向斜：位于采区中部，轴线在c2-5 孔南 270m ，呈北东向，向南西倾伏，轴长约 1800m ，幅度 1520m 。十八采区褶曲不甚发育且幅度较小，对采掘影响较小。三、断层采区规模较大的断层主要分布于采区东、西部边界及北部地区，西部断层沿nw方向展布（ kf1801 、kf1802 、kf1803 、kf1809等） 。nw 、ne向断层为采区断层的主体，其次为 sn向断层：落差 10m的

29、 8 条断层中， nw 向 4 条，sn向 4 条；落差 5m的 18 条断层中， ne 、nw 、sn向断层为 16 条，占 83% ，sn向断层 3 条，占 17% ；5m的断层在采区延展长度 2002400m ，差长比为 25145，一般为 4080。主要断层见表 2-3。3上、3下煤层构造特征一览表表 2-2 项目煤层煤层埋深（ m ）底板形态控制断层发育情况地震钻孔（孔 /km2）断层（条）断层密度（条 /km2）落差 5m （条）落差 5m （条）3上683833 控制2.5 36 6.9 15 21 3下713873 控制2.5 41 7.9 18 23 主要断层一览表表 2-3

30、 断层名称断层性质走向倾向倾角 ( ) 落差（ m ）延展长度 (m) 控制程度kf1801 正nw sw 60 70 015 2600 可靠kf1802 正nw ne 60 70 015 1100 可靠kf1816 正sn w 60 70 010 800 可靠kf1817 正nw ne 60 70 015 400 可靠kf1820 正sn w 60 70 020 500 可靠kf1820-1 正nw sw 60 70 010 300 可靠kf1828 正sn w 60 70 020 1500 可靠kf1831 正sn w 60 70 010 600 可靠12 1、3下煤层断层采区内 3下煤层

31、总体地质构造形态为东部高，西部低的单斜，并发育次级向、背斜，底板标高变化范围 -680-840m，发育断层 41 条，其中正断层 40 条，逆断层 1 条。落差10m的断层 8 条，断层密度 1.56 条/km2。落差 10m而5m的断层 10 条，落差5m的断层 23条（见表 2-4） 。3下煤层断层分级统计表表 2-4 落差断层号条数20m kf1828（kf54） 、kf1820 2 10m 20m kf1831、 kf1801、kf1802、kf1816、kf1817、kf1820-1 6 5m 10m kf1825、 kf1830、kf53、kf1809、kf1803、kf1804、

32、kf1818、kf1836、kf1819、kf1820-2 10 5m kf1822、 kf1823、 kf1824、 kf1826、 kf1827、 kf1838、 kf1837、 kf1840、kf1841、 kf849、 kf847、kf1839、 kf1805、kf1806、 kf1807、 kf1808、kf1810、kf1832、kf1833、kf1834、 kf1835、kf1821、kf1829 23 合计41 主要断层分述如下：kf1801断层位于采区西部边界北段，正断层，走向nw ，倾向 sw ，倾角 6070，错断 3上、3下、16上煤层，落差 015m ，采区内延展长度

33、2600m 。该断层为查明断层。kf1802断层位于采区西部边界，正断层，走向nw ，倾向 ne ，倾角 6070，错断 3上、3下、16上煤层，落差 015m ，北端交于 kf1801 ，延展长度 1300m 。该断层为查明断层。kf1828断层位于采区东部边界， 正断层，走向 ne ，倾向 nw ，倾角 6070，错断 3上、 3下、16上煤层，落差 24m ，北端延伸出境入济二井田，南端延伸入八采区（编号 kf54 ） ，采区内延展长度 2450m 。c4-10 孔附近落差最大， 垂直断层走向的地震时间剖面t3 下波错断明显，断点断面清楚，该断层为查明断层。kf1820断层位于采区北部，

34、正断层，走向nw ，倾向 sw ，倾角 60 70，落差 020m ，错断3上、3下、16上煤层，北端延伸出境入济二井田，采区内延展长度200m 。该断层为查明断层。13 kf1816断层位于采区北部，正断层，走向sn ，倾向 w ，倾角 6070, 落差 010m ，错断3上、3下、16上煤层，北端延伸出境入济二井田，采区内延展长度800m 。该断层为查明断层。kf1830断层位于采区东北部，逆断层，走向ne ，倾向 nw ，倾角 5060，落差 08m ，错断 3上、3下、16上煤层，采区内延展长度500m 。该断层为基本查明断层。kf1831断层位于采区东部，正断层，走向nne ，倾向

35、nww，倾角 6070，落差 010m ，错断 3上、3下、16上煤层，延展长度 600m 。该断层为查明断层。2、3上煤层断层3上煤层的形态与 3下煤层基本一致， 底板标高变化范围是 -660m-800m ，发育断层36条，其中落差 10m的断层 8 条，断层密度 1.54 条/km2。落差 10m而5m的断层 7条，落差 5m的断层 21 条。1801向斜1802背斜1803向斜kf1801kf1802童庄断层kf1830kf1816kf53kf1831kf1828图 2-1 3下煤层底板构造简图14 3、断层对采掘的影响一是影响采区、工作面设计和采掘生产。 落差 20m以上断层影响工作面

36、的连续布置，可将其作为采区边界；落差 10m左右断层会给工作面的连续推进造成困难甚至无法推进，一般将其作为工作面边界； 落差 5m左右的断层将会导致煤层厚度大部错断或全层断失，形成穿顶、破底甚至全岩巷掘进，另外工作面回采时，造成推进困难、回采率降低、含矸率升高。二是断层发育地段水患隐患较大。富水区的分布与构造密切相关，断层附近或其尖灭端往往富水；受采动扰动影响，断层会活化导水性增强，同时断层的存在可增大导水裂隙的高度和波及范围。三是顶板管理难度增加。 小断层多分布于主干断层旁侧或构造复合部位，这些地段的顶底板岩石的稳定性破坏加剧，增加了煤层顶底板管理难度，容易形成安全隐患。第三节岩浆岩采区内燕

37、山期岩浆岩普遍分布，呈层状侵入于采区上侏罗统地层中，侵入层位为上侏罗统下亚组第三段的中下部，厚111.70160.20m，平均 133.80m。岩性以橄榄辉长岩为主，局部为角闪辉长岩：灰绿色，等粒晶质结构，中部颗粒较粗，结晶及自形程度好。据总体详查阶段同位素地质年龄测定，地质年代为晚白垩世。岩浆岩距采区最上部的3上煤层顶板 293.60391.35m，平均 305.92m，层位稳定，对下部可采煤层无影响。15 第三章煤层第一节煤层一、3上煤层3上煤层位于二叠系山西组中部，上距b 层铝土泥岩76.15m，下距 3下煤层顶板28.99m。全区煤层厚度 0.75 3.95m，平均 2.17m，自东南

38、向西北煤层变厚，全区可采。采区内仅 163 孔含 2 层夹矸，夹矸厚 0.15 0.45m，岩性为泥岩， 163 孔分叉为两层，上分层厚 2.89m，下分层厚 0.55m，夹石厚 0.87m。煤层顶板以粉砂岩为主，次为泥岩、细、中粒砂岩，底板以粉砂岩、泥岩为主，次为细砂岩。见煤点以中厚煤层为主，仅有一点3.5m，2 个点500 9f17 正断层020 200 kf1820 正断层010 400 kf1831 正断层010 680 31 第三节采区充水因素分析及涌水量预计一、充水水源及充水通道分析1、充水含水层从采区水文地质条件可知：3 煤层顶板砂岩裂隙水是3 煤开采时矿井充水的直接充水水源；开

39、采 3 煤层时产生的导水裂隙带高度沟通不了j3砂砾岩含水段， j3砂砾岩含水段一般不会对本采区3 煤开采构成威胁， 但局部断层发育地段， 受采动影响断层 “活化”导水性有所增强，红层会成为开采3 煤间接充水含水层。2、钻孔封闭质量勘探阶段施工钻孔分上、中、下三段进行封闭，砂浆配比为1：1：0.6 ，下段从孔底封至最上一层可采煤层顶界以上该煤层厚度的16 倍加 20m处；中段为上侏罗统底界面上下各封闭 15m ；上段为第四系底界面上下各封闭15m 。按封孔要求三段全封为合格；下段仅封至上部可采煤层16 倍或中、上段有一段未封闭者为基本合格；顶部可采煤层以上封闭段不够该煤层厚度的16 倍或中、 上

40、段均未封闭者为不合格。 2003 年 3 月至 2004年 8 月兖矿集团地质工程公司施工的4 孔按有关规程设计、封闭，质量可靠。采区内共施工钻孔13 个，将各钻孔封孔情况与预测的导水裂隙高度进行对比后发现，区内 115、120 孔 3下煤顶板以上水泥封闭高度小于裂高，两孔均未封至j3底界，是发生钻孔充水的危险点 （见表 4-14） ，其他钻孔 3下煤顶板以上水泥封闭高度均大大超过裂高，并进入 j3数十米，故不会引起钻孔充水。3、采空区因煤层起伏造成开采后采空区积水，同煤层沿空掘进受本煤层采空区积水影响。本采区先开采 3上煤层， 3下煤层开采时受 3上煤层采空区积水影响。4、断层导水性天然条件

41、下，断层导水性差。采动影响会造成断层“活化”， 落差较大断层导水性会增强。5、充水特征（1） 、3 煤层顶板砂岩裂隙水以静储量为主，富水性较弱、不均一，构造地段富水32 性会较强，具有突发涌水特性。（2） 、对比 3下煤层开采时导水裂隙带高度与3上、3下煤层的间距，可以看出， 3下煤层导水裂隙带高度均大于3上、3下煤层的间距。 3下煤顶板砂岩裂隙含水层在3上煤开采后会受到一定程度的疏干。封孔质量一览表表 4-14 孔 号地层底界及顶部煤层终孔层位及深度（m ）封闭起止深度（m ）材料质量评级名称深度（m ）水泥（kg）砂子(kg) c1-7 q j33下204.25 621.90 788.67

42、 17 972.79 02 189.25 219.25 608.40 638.40 729.23 972.79 50 750 350 2000 50 750 350 2000 合格c2-5 q j33下194.50 626.89 791.87 8下860.75 02 179.50 209.50 604.50 860.75 50 250 1850 50 250 1850 合格c3-8 q j33下193.10 618.70 815.41 8上875.03 02 175.50 205.50 603.70 875.03 50 250 1500 50 250 1500 合格c3-11 q j33下19

43、6.36 628.00 790.36 8下858.90 02 181.36 211.36 613858.90 50 250 1950 50 250 1950 合格c4-10 q j33下193.60 574.50 740.46 o2 952.80 02 180220 550952.80 50 350 3750 50 350 3750 合格c4-11 q j33上197.10 606.45 766.10 三灰862.02 02 180.40 210.40 591.20 621.20 694862.02 50 250 250 1400 50 250 250 1400 合格115 q j33上210

44、.60 701.00 809.17 三灰891.00 770891.00 847 1694 不合格120 q j33上196.40 593.70 706.80 6 804.35 669.35 804.35 950 1900 不合格163 q j33下198.00 603.90 758.41 三灰813.49 680813.49 1000 2000 长观孔s20 q j33下207.30 673.65 860.81 煤 3下879.99 0231.32 231.32722.93 722.93 879.99 7900 5100 1600 7900 5100 1600 合格s22 q j33 206

45、.92 680.34 855.86 煤 3下876.13 0217.34 217.34 752.25 752.25 876.13 5320 5350 1240 5320 5350 1240 合格s23 q j33 209.37 634.19 820.40 o2 下876.13 0220.44 220.44 815.42 815.42 982.65 982.65 1074.86 5170 10900 1680 1020 5170 10900 1680 1020 合格s25 q j33 213.25 416.48 831.37 17 1015.50 0228.40 228.40 619.69 61

46、9.69 1015.50 6000 4000 4000 6000 4000 4000 合格33 （3） 、采煤产生的导水裂隙以及构造裂隙是矿井充水的主要通道。本区断层自然状态下，含水性弱、导水性差，但是在开采扰动条件下，可以增强其导水性。（4） 、老空突水历史短，瞬间流量大，并有可能伴有大量有害气体涌出。沿空掘进时，老空水有可能冲破隔离煤柱突水；回采工作面与老空水沟通时，工作面涌水量会突然增加。二、采区涌水量预计采区涌水量计算范围是十八采区-680-820m水平，3上、3下煤层储量计算范围。 根据采区水文地质条件和采区充水水源。仅对3上、3下煤层顶板砂岩裂隙含水层涌水量进行计算。采用地下水动力

47、学公式（大井法）及水文地质比拟法两种方法计算采区涌水量。1、地下水动力学计算法井巷开拓和采区回采后，当3上、3下煤层顶板砂岩裂隙含水层水位降至3上、3下煤层底板时，hw h0=0， 地下水处于承压转无压水流状态，故采用承压转无压完整井公式。承压转无压完整井公式：200(2)1.366lglgwhmmhqkrr吉哈尔经验公式：10rsk“大井”影响半径估算公式：0/rf“大井”引用影响半径估算公式：r0=r+r0 公式中各字母的含义及单位：q 计算矿井涌水量 (m3/d) h 承压含水层底板隔水层到承压水位的距离，在数值上h=s （m ）s水位降低值 (m) 34 k渗透系数 (m/d) m 含

48、水层厚度 (m) h0含水层底板以上动水位高度，当煤系砂岩水位降至各煤层底板时，h0=0 (m) r 影响半径 (m) r0“大井”引用半径 (m) f 主采煤层储量估算面积 (m2) (2) 估算参数的选择3上煤顶板砂岩裂隙含水层渗透系数取s40孔对 3上煤顶板砂岩裂隙含水层抽水试验时取得的渗透系数， k=0.001950m/d。3下煤顶板砂岩裂隙含水层渗透系数采用163、s23和 s40孔渗透系数的平均值，即：kcp=0.001639m/d。根据本采区导水裂隙带计算结果， 3上煤顶板砂岩裂隙含水层厚度采用采区内各钻孔3上煤顶板以上 50m范围内砂岩厚度的平均值，m=21.82m 。3下煤顶

49、板砂岩裂隙含水层厚度采用采区内各钻孔3下煤层顶板以上 80m范围内砂岩厚度的平均值，即：m=41.79m 。涌水量计算面积分别采用3上、 3下煤储量估算面积，3上煤储量估算面积 f=5180000m2，3下煤储量估算面积f=5140000m2。3上煤层底板标高 -660-800m，平均 -730m ，3下煤层底板标高 -680-840m，平均-760m。本采区 163 长观孔 3下煤层顶砂水位值为 -17.54m（2006 年 12 月 31 日） ，降深采用3上、 3下煤层底板标高平均值与实测3 砂水位标高平均值的差值即s=730-17.54=712.46m和 s=760-17.54=742

50、.46m。(3) 涌水量计算结果采用上述公式和参数进行计算，分别开采3上、3下煤层时采区涌水量见表4-15。十八采区正常涌水量取3上、3下煤层分别开采是涌水量之和，即q=103.10m3/h 。3上、3下煤层顶板砂岩含水层采区涌水量计算结果表表 4-15 煤层f(m2) k(m/d) m(m) s(m) r(m) r0(m) r0(m) q (m3/h) 3上5180000 0.001950 21.82 712.46 314.58 1284.40 1598.98 35.56 3下5140000 0.001639 41.79 742.46 270.57 1279.43 1550.00 67.53

51、 35 2、水文地质比拟法(1) 单位涌水量比拟法公式：0000q=q/mfsfs mmaxq=qa公式中各字母的含义及单位：q 估算矿井涌水量 (m3/h) q0 生产矿井实测矿井涌水量 (m3/h) f 主采煤层储量估算面积 (m2) f0 生产矿井采空区面积 (m2) s水位降低值 (m) mo 生产采区煤层平均厚度（m ）m 本采区煤层平均厚度（ m ）a矿井涌水量不均匀系数（2）比拟条件与本采区与十六采区和济二矿九采区相邻，其间地层连续，岩性组合、地质及水文地质条件基本相似，具有可比性。 (3 ）比拟参数的选择济二矿九采区面积为6220000 m2，3上平均煤厚 1.39m。3上煤已

52、采水平 -678-704m，3上煤顶板含水层开采前水位标高为+27.5 m，水位降深s=704+27.5=731.5m 。九采区实测正常涌水量 70m3/h ，最大涌水量为 143m3/h ，不均匀系数为2.04。十六采区面积为3820000m2，3下平均煤厚 4.83m。 3下煤已开采水平为 -600m-660m，3下煤顶板含水层开采前水位标高为-156.72 m （p1-2 孔 2004 年 5 月） ，水位降深为s=660-156.72=503.28m。十六采区实测正常涌水量40m3/h ，最大涌水量为 61m3/h ，不均匀系数为 1.53 。十八采区 3上、3下煤顶板含水层开采前水位

53、标高均采用163 孔水位 -17.54m（200636 年 12 月） ，计算参数选取见表4-16。3上煤开采涌水与济二矿九采区类比，3下煤开采涌水与十六采区类比。 (4) 涌水量计算结果利用上述公式及参数进行比拟，计算涌水量结果见表4-16。采区正常涌水量取3上、3下煤顶板砂岩含水层涌水量之和，即十八采区正常涌水量q=88.93+94.61=153.54m3/h 。3上煤层生产时，采区最大涌水量为q=88.932.04=181.42m3/h 。3下煤层生产时，采区最大涌水量为q=64.611.53=98.85m3/h 。比拟法估算矿井涌水量结果表表 4-16采区开采水平(m) s (m) f

54、 (m2) m (m) q (m3/h) maxq(m3/h) 济二矿九采区3上煤-678 -704 731.50 6220000 1.39 70.00 143.00 十六采区3下煤-600 -660 503.28 3820000 4.83 40.00 61.00 十八采区3上煤-660 -800 712.46 5180000 2.17 88.93 181.42 十八采区3下煤-680 -840 742.46 5140000 3.93 64.61 98.85 3、采区涌水量计算结果评述(1) 、地下水动力学法公式计算十八采区3上煤顶板砂岩裂隙含水层正常涌水量为35.56m3/h ，3下煤顶板砂

55、岩裂隙含水层正常涌水量为67.53m3/h ，十八采区矿井正常总涌水量为 103.10 m3/h 。比拟法公式估算十八采区3上煤顶板砂岩裂隙含水层正常涌水量为88.93m3/h ，3下煤顶板砂岩裂隙含水层正常涌水量为64.61m3/h ， 十八采区矿井正常总涌水量为 153.54 m3/h 。两种方法计算结果基本一致，选用公式和参数符合本采区水文地质条件。比拟法采用相邻采区实测矿井涌水量资料，较为可靠， 因此采区涌水量采用比拟法计算的涌水量值，即十八采区矿井正常涌水量为153.54 m3/h 。最大涌水量 280.27m3/h 。(2) 、对比 3下煤层开采时导水裂隙带高度与3上、3下煤层的间

56、距，可以看出， 3下37 煤层导水裂隙带高度均大于3上、3下煤层的间距。也就是说， 3下煤开采时矿井充水的直接充水水源应包括部分3上煤顶板砂岩裂隙水，故3下煤顶板砂岩裂隙含水层在3上煤开采以后会受到一定程度的疏干，但3上采空区积水会进入3下开采工作面。第四节采区主要水害及其防治一、采区主要水害1、3 煤层顶板砂岩含水层富水性不均，局部受构造裂隙影响， 含水较丰富， 具有突发涌水特性，其涌水的突发性对回采工作面的安全生产构成一定威胁。2、存在采空区积水，由于工作面在回采过程中有涌水现象，且工作面起伏较大，造成低洼处积水较多，对沿空掘进巷道和下部煤层的开采构成一定威胁。3、存在封闭不良的钻孔。封闭

57、不良钻孔，是沟通上下含水层造成突水的通道，本采区 115、120 孔 3下煤层顶板以上水泥封闭高度小于裂隙带高度，应引起注意。163长观孔影响开采时也要启封。二、防治水措施1由于 3上煤和 3下煤顶板砂岩富水性不均匀，在褶曲的轴部、倾伏端等地层挠曲成度较大的地段以及断层或断层带附近裂隙发育，富水性可能较好， 并可能与其它水源连通，给开拓开采构成一定的威胁，因此，应开展构造规律的研究，加强3上煤顶部和3下煤顶板砂岩富水性探测，以便采取预先疏放等措施。2加强钻孔封孔质量分析，对封闭不良钻孔进行启封。3采区设计时，充分考虑防治水工程，确保采区和工作面排水能力。38 第五章其它开采技术条件第一节煤层顶

58、底板条件一、煤层顶底板岩性特征1、3上煤层顶、底板岩性特征3上煤层全区可采， 采区内 3上煤层无伪顶。顶板以粉砂岩为主， 占 64% ， 厚度 1.40 5.30m， 其次为粗粒细粒砂岩， 厚度 5.30 27.55m， 仅 c4-10 孔为泥岩顶板，厚度 1.76m。底板岩性以泥岩、粉砂岩为主，占82% ，厚度 1.10 8.70m，其次为细粒砂岩，厚度 4.50 10.25m，伪底岩性为泥岩、粉砂岩，厚度0.80 0.99m。2、3下煤层顶、底板岩性特征3下煤层全区可采，结构较简单、采区内3下煤层无伪顶。顶板岩性以细粒砂岩、中粒砂岩为主，占 83% ，厚 3.50 19.68m，其次为泥岩

59、、粉砂岩，占17% ，厚度为 2.15 4.50m。细粒砂岩、中粒砂岩顶板大面积分布，泥砂岩顶板仅分布在采区西部s23 孔一带，粉砂岩顶板仅分布在采区北部120孔附近。可参见3上、3下煤层顶板岩性分布图。底板岩性以泥岩、粉砂岩为主，占83% ，厚度 1.04 4.40m，其次为中粒砂岩，占17% ，厚度 12.7027.80m。中粒砂岩主要分布在采区东部120 孔、163孔一带，其它为泥、粉砂岩分布区。伪底岩性为泥岩、粉砂岩，厚度0.28 0.95m。二、煤层顶底板岩石力学性质本采区 s23孔采集 3上、3下煤层顶底岩石样，分别作了岩石物理力学性质测试（见表 5-1） 。s23孔孔口标高 +3

60、3.1m，3上煤标高 -760.55m、厚度 2.44m,3下煤标高-786.97m、煤厚 5.1m。由表 5-1 可以看出， 可采煤层顶底板相同岩性的物理性质差异不大，力学指标平均值有所波动。不同岩石的载荷能力的大小不同，一般是砂岩大于粉砂岩，粉砂岩大于泥岩。各种岩石抗压强度值变化范围较大，这与岩石的胶结物的成分、结构、构造及岩石裂隙的发育程度的差异有关。根据煤层顶、底板岩性特征和物理力学性质特征综合分析：39 （1）3上煤层顶板为中硬岩石，属中等稳定顶板；底板多为不坚硬的软岩石，以中等稳定底板为主，局部为不稳定底板。（2）3下煤层顶板多为坚硬岩石，局部为中硬岩石，属中等稳定稳定顶板，稳定顶