屯煤矿小槽煤开拓延深设计

目录

第一部分南屯煤矿小槽煤开拓延深设计

1矿井概述............................................1

1.1矿区概况.................................................1

1.2井田地质及煤层特征.......................................2

L3井田开拓方式.............................................14

1.4矿井延仰的必要性........................................15

2开采范围与生产能力.................................19

2.1开采范围及储量..........................................19

2.2生产能力与服务年限......................................20

3开拓准备...........................................23

3.1水平延伸方案的选择.......................................23

3.2采区划分与接续..........................................35

3.3大巷布置................................................37

3.4井筒、井底车场及碉室....................................38

3.5水平接替时的技术措施....................................42

4采区设计...........................................43

4.1采区概况及地质特征.......................................43

4.2采区生产能力及服务年限..................................49

4.3采区巷道布置............................................49

4.4采煤方法及采区参数......................................59

4.5采掘工作................................................61

4.6工作面设备及掘进速度....................................68

4.7采区巷道掘进顺序及回采工作面接续安排.....................71

4.8采区车场及碉室..........................................73

5通风与安全.........................................75

5.1矿井通风................................................75

5.2井下灾害预防............................................79

6提升、通风、排水、压风设备..........................83

6.1提升设备................................................83

6.2通风设备.................................................84

6.3排水设备.................................................86

6.4压缩空气设备.............................................89

7劳动定员与主要技术经济指标..........................92

7.1劳动定员.................................................92

7.2主要技术经济指标.........................................93

第二部分南屯煤矿转入-550水平开采时冲击地压预防

8南屯煤矿研究冲击地压的必要性........................94

9冲击地压的影响因素..................................96

9.1开采深度.................................................96

9.2顶底板结构...............................................97

9.3地质构造.................................................97

9.4煤柱的影响...............................................98

10煤的冲击倾向性研究................................100

11南屯矿深部开采时冲击地压的预测....................101

11.1钻屑法................................................101

11.2微震法.................................................102

11.3经验类比法............................................103

12南屯矿深部开采时冲击地压的防治...................104

12.1超前松动爆破..........................................104

12.2钻孔卸压...............................................104

12.3煤层注水..............................................105

12.4采用合理的开拓布置和开采方式..........................106

13存在问题及今后努力方向............................107

参考文献............................................108

致谢................................................109

COALMINEMETHANEINCHINA...................................................................110

第一部分

南屯煤矿

小槽煤开拓延深设计

摘要

本文根据对南屯煤矿资料的学习和研究，遵照《煤矿安全规程》和《煤

炭工业设计规范》的要求，充分运用所学的知识，以南屯煤矿开采的实际情

况为依据，对南屯煤矿下组煤的开拓延伸进行设计。在设计中尽量做到危险

最少，效益好，把南屯煤矿建成高产高效的矿井，为我国的煤炭生产作出贡

献。

本设计主要研究内容包括：

1.合理的选择开拓延深的方案

2.井底车场形式的选择和主要运输大巷的布置情况

3.合理确定延伸水平的开拓方式

4.确定首采区的巷道布置方式

5.井下设备的选型

关键词：储量计算；多水平开拓；巷道布置；经济指标

ABSTRACT

Inthispaper,basedoninformationNantunCoallearningandresearch,in

accordancewiththe"CoalMineSafetyRegulations"and"designspecifications

ofthecoalindustry,11tomakefulluseofknowledgetoNantuntheactualsituation

ofcoalmining,basedontheNantuncoalmineunderthegrouptodevelopan

extensionofthedesign.Inthedesignoftheriskatleastasfaraspossible,

effective,andtheNamTheunintohighlyefficientandhigh-yieldingcoalmines,

China'scoalproduction.

Thedesignofthemainresearchcontentsinclude:

1.Areasonablechoicetoopenuptheprogramextension

2.Thechoiceofshaftandthemainformoftransportsituationroadwaylayout

3.Areasonablelevelofdevelopmenttoidentifywaystoextend

4.Todeterminethefirstminingareaoftheroadwaylayout

5.Downholeequipmentselection

Keywords:reservecalculation;multi-leveldevelopment;roadwaylayout;

economicindicators

1矿井概述

1.1矿区概况

1.1.1矿井的地理位置、交通

南屯煤矿位于兖州煤田东南部，东临京沪铁路和104国道，南临邹济公

路，西北有兖新铁路、327国道、京杭大运河，矿井距邹城车站约8千米，

矿区专用铁路直通矿井煤仓并与京沪铁路接轨，矿区公路四通八达，区内交

通十分方便。

井田位置交通示意图见图L1

图1.1井田位置交通示意图

1.1.2矿井的地形地势及地震

区内地形平坦，地面标高+63—+40m,自东向西逐渐降低。白马河和南

沙河分别自北向南，自东向西流经井田的西部和南部，在东纪沟附近汇合后

注入微山湖。白马河全长76km,流域面积1052平方米，河床宽10—420m,

属于季节性河流，最大流量568nf/s,近儿年，因疏通河道，现已成为常年

通航的河流。南沙河现为邹城市西苇水库的溢洪河道，建库以来溢洪一次，

近几年，由于雨量偏小，沙河成为了邹城市部分企业常年排泄污水的河道。

本区属于温带季风区的海洋一大陆性气候，四季分明。历年来平均气温

17.9℃,日最高气温40.3℃,日最低气温一18.3℃,最大冻土深度0.27m,

最大积雪厚度0.24m.年平均降雨量708.14mm,年最大降雨量1263.8mm,年

最小降雨量268.5mm。降雨多集中在7至8月份，风向频率多为南风及东南

风，最大风速16m/s。地震烈度7度。

1.2井田地质及煤层特征

1.2.1井田境界、尺寸和面积

南屯煤矿小槽煤井田边境：东以大峰山断层为界，西以马家楼断层与里

彦矿井为界；北以皇甫断层与鲍店、东滩两井为界；南以2002年4月新调

整的南屯、北宿两矿边界6个坐标点连线与北宿矿井为界。

井田东西平均长10.5km,南北平均宽3.4km,面积约35.47km1

1.2.2井田地层及其主要特点

L第四系（Q）：厚18.47~160.40m,平均102.86m,东南薄，西北厚，

分上、中、下三组。上组厚17.15~59.00m,平均33.46m,由棕黄色砂质粘

土及松散的粘土质长石、石英砂层和沙砾组成，局部见有灰绿色粘土质砂，

底部往往见钙质结核和豆状镒铁质结核，含水丰富。中组厚2.60~92.95m,

平均46.16m,由灰绿色粘土、密实的粘土质石英、长石砂砾组成，上部以砂

砾为主，透水性差，含水微弱。下组厚0~42.31m,平均22.24m,以厚层的

粘土质砂砾为主，夹粘土层，富水性较弱。

井田东部边界处缺失下组和中组，仅发育上组，井田中部仅发育中组和

上组，西部上、中、下三组均发育。

不整合于侏罗系之上。

2.上侏罗系蒙阴组(工)：残厚44.88~794.57m,由南向北增厚，为一套

红色砂岩。自上而下划分为一段、两段、三段。

一段最大残厚558.34m,由灰~灰绿~灰白色及紫红色砂岩和细粉砂岩组

成。

二段厚124.56~264.39m,由紫红色泥质中、细砂岩组成，夹数层砾岩，

具缓波状层理和泥裂现象

三段厚10.90~47.42m,10.90~47.42m,平均26.02m,底部为0~12.75m

厚的砾岩，砾岩成分为灰岩块、石英、泥质岩屑，该层砾岩有的地段相变为

紫红色中、粗砂岩，其上为平均厚约20m的灰-灰绿色砂岩与粉砂岩互层，

其间夹有紫红色中、细砂岩。

不整合与二迭系之上。

3.二迭系(P)：为本区上部煤系底层，矿井南部已遭剥蚀，仅东北部保

留较全，包括山西组、下石盒子和上石盒子组。

(1)上石盒子组(PQ：仅219孔残存18.32m,由细砂岩和含砾粗砂岩

组成。

(2)下石盒子组(PQ：厚51.87m(219号孔)，仅在井田东北部保留较

全，主要岩性为灰色含砾中~粗砂岩和灰绿色粘土岩、粘土质细砂岩。由于

古风化作用而呈灰黄色至杂质。

(3)山西组(Pls)：厚66.44~90.37m,平均77.94m,是本区内主要的含

煤层段。主要由厚层砂岩、砂岩与粉砂岩互层、薄层粉砂岩、浅灰色吕质泥

岩及煤层组成。井田南部本组已全部剥蚀掉。主要可采煤层3上，3下层煤

位于本组下部。

整合于石炭系之上。

4.石炭系(C)：

(1)太原组(C2t)：厚155.75~186.02m,平均厚170.02m。由深灰~灰黑

色泥质岩、粉砂岩、砂岩、灰岩和煤层组成。其中下部的第十卜层灰岩和上

部的第三层灰岩质纯且层位稳定，是本区的主要标志层。共含煤18层，主

要可采煤层为16上和17层煤，局部可采的有第6、15上18上16F层煤也有

偶达可采的。

(2)本溪组(Czb)：厚45.28~67.23m,平均57.23m。由灰绿色、紫色铝

质泥岩、铁质泥岩、铝土岩、灰色粉砂岩和石灰岩组成，中夹数层煤线。上

部为具有粒状结构的第十二层灰岩和灰绿色灰质泥岩组成，第十二层灰岩多

分为两层；中部主要为灰白色质纯的第十四层灰岩，其间常出现一层相变的

粗砂岩，由西向东显著变薄，底部为紫色铁质泥岩和灰、灰绿色铝土岩间夹

不稳定薄层第十五层灰岩。由于奥陶系侵蚀面得凹凸不平，使该层厚度变化

很大，铝土岩有时为砂砾所代替。

假整合奥陶系之上。

5.奥陶系：为煤系底层基地，厚约450~750m,分冶里统(0,)和马家沟

统(。2)。分冶里统厚210~330m。冶里统厚210~330m,马家沟统厚240~420m,

灰白色灰岩为主，夹少量白云质灰岩。

1.2.3可采煤层特征及煤质

本井田共含有23层煤，平均厚度16.07m。可采和局部可采煤层7层，

分别为3上3下、6、15上、16上、17、18上，平均厚度12.27m。自上而下

分为两组：3上、3下、6煤为上组，15上、16上、17、18上煤为下组。其

中主采煤层3上、3下、16上、17、18上煤为下组。其中主采煤层3上、3

下、16上、17煤全区稳定可采，平均厚度为10.56m,其余三层为局部可采。

可采和局部可采煤层特征如下：

(1).3上煤：位于山西组中下部，煤厚为3.29~7.85m,平均5.38m,

下距3下煤0.18~15.66m,平均338m,下距3下煤0.18~15.66m。3上与3

下煤层间距变化与层间岩性有关，层间为泥岩、粉砂岩时，层间距较少，当

层间岩性相变为细砂岩时，层间距也随之增大。该层煤全区稳定可采。

(2)3下煤：位于山西组下部，下距山西组底界平均为17.59m,厚

2.00~4.15m,平均3.22m。该层煤全区稳定可采。

(3)6煤：位于太原组上部，层位稳定，结构简单，以三灰为主要标志

层，下距三灰平均7.63m。该层煤厚度小，为0~0.94m,平均0.65m,近东部

局部可采，属于极不稳定煤层。

(4)15卜.煤：位于太原组中下部，第九层灰岩为其顶板，上距第八层灰

岩10m左右。煤厚0~l.00m,平均厚度0.56m,层位稳定，厚度较小，结构

简单，仅7勘探线以西局部可采。该层煤在井田西部相变为腐泥煤、碳质泥

岩和油页岩,厚度0.45~2.98m,平均厚1.76m,其下部变化很大,灰分40%

左右,含油率5%以上，最高达45.53%,为重要的有益矿产。

(5)16上煤：位于太原组下部，第十下层灰岩为其顶板，层位十分稳定，

下距17层煤12m左右，煤厚0.281.39m,平均厚度0.93m,其间夹一层厚

0.07飞.34m碳质泥岩或碳质砂岩，煤层中含大量黄铁矿结核和黄铁矿细晶，

对煤层开采和煤质影响较大。其下距16下煤7m左右，其间岩性为粉砂岩、

中砂岩和细砂岩。

(6)17煤：位于太原组下部，第是一层灰岩为其顶板，层位稳定。煤

厚0~L43m,平均厚1.11m,厚度较小，结构简单，含一至二层夹研和大量

黄铁矿结核和黄铁矿结晶，对煤层开采和煤质影响较大，在231号孔和丁120

号孔变为厚达2.23m的腐泥岩。

(7)18上煤：位于太原组的下部，上距17层煤5m左右，下距奥灰平均

62.78m左右，为极不稳定煤层。该层煤结构复杂，全区普遍分为两个分层，

其夹层为浅灰色铝质泥岩，厚0.05~2.90m,普遍超过上分层厚度。上分层厚

。04~0.60m,下分层平均厚0.50m,最厚达1.04m。属局部可采煤层。

煤层综合柱状图见图1.2

可采和局部可采煤层特征见表L1

表1.1可采和局部可采煤层特征

煤层厚度（m）煤层结构

平均值

煤层两极厚夹石层煤层可采

特征一般厚度部位复杂性稳定性范围

可采平

一般厚（层数）

均值

局部中部、

3七A0-1.801.28偶见不定简单

可采东北部

3.29-7.585.380.03-0.50上、中、全区

3±B较复杂稳定

4.70-5.505.38(2⑷下可采

2.00M.153.220.03-0.40全区

3不定较复杂稳定

T2.80-3.153.22(2~3)可采

0.00^,940.65不见或偶极不东部局

£0不定简单

4.70-5.500.75含稳定部可采

0.24-0.950.56极不西部局

F5少见不定简单

0.50旬790.79稳定部可采

0.28-1.390.930.07-0.34全区大

16不定简单稳定

t0.75-1.000.96(1)都可采

0.00-1.431.040.03-0.28全区大

17中部简单稳定

0.90-1.101.08(1)都可采

0.03-1.040.500.03-0.28极不西部局

181c不定较复杂

0.60-0.750.84(1)稳定部可采

煤层、标志层地

地层系统

综合层

厚

描

岩

性

名两极呼度述

柱状度

界系统绢般M变

称

（m）(Ill

第四系（Q）：卜组煤十：采区内第四系基本呈现山东向西逐渐增厚趋

12S,（）,55W势，厚度较大、变化小：主要由粘土、砂质粘土、粘土质砂及砂砾层组成。

142.W底部与侏罗系呈角度不整合接触，接触岩性不固定，以砂砾岩为口

KzQ

J：

中侏蒙

罗侏阴侏罗系。）：在采区内仅沉积上侏罗统蒙阴组（J3m）地所，具有南薄北

生厚的趋势。主要由褐红色及紫红色中砂岩、细砂岩、中粗砂岩和灰色~深灰色

罗79.25-H8.98夹浅灰绿色砂泥岩互出、泥岩组成,底部常为以粗砾岩（部分和变为细砂岩

界系.......）与下伏地乂型角度不整合接触.

-V111二.116二叠系山西组（P0：采区内仅东部地段保留部分山西组地层，摩度变化较大.

桂西-03044537卜:要为粉砂岩、笆质胶结的细粒"娜喏和砂质泥卷全区内所仃钻孔均缺失3煤,

系通纸…IOP仅东部边界外migu有3卜燥。与下伏地层呈不整合接触.

P统JPls..._

0.59-IN

4.94

太原组（C2l）:1打旗I：采区大多数范用为侏罗系直接公炭系接触，因

太

00.97此石炭系上部多数已遭受不同程度的风化，厚度变化不大.主要由灰黑色泥岩

古0.45-

、灰色细砂岩、粉砂詈、褐灰色夹城绿灰色铝质泥岩、灰至褐灰色石灰岩和

原0-0.84

石0.22—煤以（线）到成，为本区重要含煤岩系之,共含煤18小，主耍可来煤层为16

I.煤、17煤：局部可采的有6煤、⑸煤⑻煤此外，16卜煤也有偶达可采

组

的：共含灰和2层，其中卜部的第［下层灰岩和上部的第黄诙岩厚度较大.

508115.06-180.26

上层4克稳定，是本区的主要尿却捻其它各层灰岩厚度彳：稳定，II.常相变为泥岩

(1707.30-

0.96157"或粉砂岩。与下伏本溪组常以I:灰顶板为界呈.性合接触。本组对该采区匕要

煤层开采仃威胁的含水层主要为第I吓层灰岩。

石

0.611.45

0.99

0-131

炭C2t-仇72

Q-.JJQ

1.15

1.397239

一^；528971矜本溪组＜C2b）:主要由灰绿色、杂色佳睡岩、铁质泥岩、砂质页岩'灰

本色粉砂岩和石灰?Ml成，局部夹薄由煤线.燥线为19煤和21煤两个以位，沉枳

系•%不检定旦原搜较小，淡济开采价值。与下伏奥陶系呈假修合接触。本组主要

溪的含水层为:四灰，其厚度分布不均，局部地段缺失（8例附近）。

10.13

界

C2b

奥

'Hp下l奥陶系@）：采区内奥陶系初露最大厚度54.04m（O2-5/L）,埋深450.80〜

PZ陶

统450.00-750.00530.31m,补充勘探施工的2个奥灰水文长观孔（Or4和0广6）做的单孔抽水

系

明试验，总位涌水用q=Q00353—0.04708L/s.m,渗透系数k=0.006l35~2.52026

()m&水质类型为硫酸盐t丐镁型，矿（匕敢.68〜2.809如。

图L2煤层综合柱状图

本区煤质稳定，各层煤均为中变质程度的气煤，山西组煤质为低硫中灰

煤，中等可选至易选，是良好的炼焦配煤和动力用煤；太远群各煤层除15

上层煤为中灰、18上层煤富灰外，16上与17层煤为高硫低灰，除18上层

煤难以选择外，其余各层煤均属易选至中等可选。

(~)煤中有害组分分析

1.灰分：各层煤分在平面上变化不大，相邻采样点变化小于2%,但在剖

面上则具有一定规律性。即结构复杂煤层大于结构简单煤层，不稳定煤层大

于稳定煤层，薄煤层灰分的变化幅度大于厚煤层的变化幅度。

2.硫分：山西组煤层为低硫煤，太原组煤层为中高至高硫煤。各层煤全

硫在平面上变化不大，剖面上从上往下有逐渐增高的趋势。

山西组煤层的硫化铁硫和有机硫均低于0.4%,且有机硫高于硫化铁硫；

太原组煤层硫化铁硫、有机硫均大于现，且有机硫小于硫化铁硫。

3.磷分：各煤层均属低磷至特磷磷煤，精煤磷分低于0.01虬

煤质特征见表1-3

(二)煤质评价

L原煤灰分除第18上层煤的灰分较高外，其余煤层的平均灰分•般为

10^16%,各煤层的发热量、灰熔点高，为良好的动力用煤。下组煤硫分高，

除作为动力用煤外，还可作为化工用煤。

2.除第3层煤符合炼焦用煤要求外，其它各层煤经洗选后，硫分仍较高,

故不宜单独炼焦。

3.除第18上层煤难洗选外，其它各层煤属易至中等可选。若混合洗选,

可选1.45作分离比重，这样既可提高洗煤效率，又可扩大下组煤的应用范

围。

1.2.4地质构造

南屯煤矿位于兖州向斜的南翼，为一倾向北东倾角3度到15度的单斜

构造。东西北三面而分别北峰山断层、马家楼断层及皇甫断层所截。井田内

次一级褶曲及小断层发育，属于兖州煤田中构造较为简单类型井田之一。

1.断层

井田内断层较少，且多分布在井田边界和东北部，除峰善断层落差较大

以外，其余断层落差均在20—70m左右，断层特征见表1T

2.褶曲

矿井生产与勘探中揭露和控制的褶曲，大部分为中小宽缓褶曲，但井田

东部经地震勘探后发现有较大幅度褶曲，褶曲主要有：

(1)丁36号孔附近背斜：呈北40°东的方向，位于4至5勘探线之间,

长500余米。地层倾角变陡，幅度达15m。由于后期的剥蚀作用，致使该孔

附近出现3煤剥蚀无煤带

(2)178~补47~丁14~丁21号附近的向背斜构造，轴向北40°东，轴向长

约4100m,位于井田南部6线~井田东部边界之间，总跨度约1200m,幅度约

40m,由钻孔控制，他是造成井田南部出现剥蚀无煤带的主要原因。

(3)西部9~13勘探线之间的多个小背，向斜相间排列。倾角2°~3°,局

部倾向相反，产状变化大，褶曲其短轴，宽缓的特点，幅度一般在5到15m。

(4)14勘探线附近的鼻状结构：为兖州倾伏向斜的次级构造，是受同挤压

力作用后，遭受剥蚀的结果，使第3上，3下层煤西部露头附近呈鼻状构造，

但3下煤以下的太原组地层比较完整，说明构造向深部逐渐消失。

(5)补19孔的背斜构造：由补19孔控制，上组煤为一背斜构造，幅度

约20mo

(6)219号孔附近向斜：轴向近东西向，轴线长1100m,并被F103断层切

割，跨度100m,是本井田内幅度最大的褶曲，由二维和三维地震线控制

(7)丁16~丁19号孔附近向斜和背斜：两者轴向一致，呈北60°东方向，

轴向长约1200m,被103断层所截，位于广3勘探线之间，总跨度约600m,

幅度约65m,由二维和三维地震线控制

(8)补39~丁45~补38号孔附近向斜：位于井田东北部4~6线之间，轴线

呈近东西向且落有弯曲，长约1500m左右，褶曲幅度小，约为30m。

(9)丁26~丁145号孔之间向斜：位于6~8线间的南部，轴线东西向，长

1000m左右，褶曲幅度小,约为30m。

一采区东部向斜构造：轴向北20°西，宽约340m,幅度30m。为一短轴、

倾伏褶曲。

主要断层特征表见表1.2

表1.2主要断层特征表

序断层落差力学

走向倾向倾角延展及控制程度

号名称（ID）性质

皇甫

1北东东北西606'150水平T155号孔

逆断层

皇甫之

2北东东北西606'150水平T134与127号孔穿过

一断层

皇甫之T133与丁132、丁127与

3北东东北西6010'13水平

二断层T128号孔控制

21号孔21号孔穿过，8309切眼3

4北东东北西600~28水平

逆断层个井下钻孔控制

2、4、5电剖面控制，201

峰山推定垂直力

5近南北西>1500号孔穿过，另有电5、电8、

断层80为主

电45号孔控制

峰山之垂直力

6北20西西8030丁1号孔

一断层为主

峰山之垂直力

7北30西西8050~74178和丁18号孔

二断层为主

174、补3号孔穿过,「20

1号井垂直力

8北30西北东8025~44与丁23和丁19与丁29号

东断层为主

孔控制

1号井东垂直力

9北西北东8016229号孔

之一断层为主

1号井东之垂直力T15、T23、T16、T

10北西北东8060

二断层为主29号孔控制

马家楼

11北45西南西8060~75平移T29号孔

断层

831L三条探巷，井下86-6、

八采区64.86-7、86-9、86-10号孔及

12北45西北东50近水平

东断层82地面补16、补22、补26

号孔控制

1.2.5田水文地质条件

1.含水层特征

含水层自上而下为第四系上、下组砂岩、砂砾岩、侏罗系红层，二迭系

山西组3层煤顶板砂岩，石炭系太原组三灰，十下层灰岩，本溪群十四层灰

岩和奥陶系石灰岩。简述如下：

第四系上、下组砂岩、砂砾岩:上组煤厚11.19^69.10m,平均厚53.97m。

主要由棕色砂质粘土与松散的粘土质长石、石英沙砾层组成，下部偶见灰绿

色，含水丰富。单位涌水量为1.4ir2.0221/s.m,属孔隙水。对矿井开采基

本无影响。下组厚0~42.31m,平均厚22.24m,仅发育井田中、西部，东部

缺失。由灰绿色、局部黄绿色的粘土质岩、砂砾、沙层及砂质粘土组成，富

水性弱，单位涌水量0.0030971/s.m,对矿井开采基本无影响。

侏罗系红层：为一套红色砂岩层，属孔隙-裂隙含水层，单位涌水量

0~0.1861/s.m.该层水赋存极不均匀，裂隙发育层段，-一般含裂隙水，甚至

会形成富水段；而在裂隙不发育段内，含水较少，甚至起隔水作用。该层水

对小槽煤开采不会有影响。

3煤顶板砂岩：是目前矿井开采3层煤时主要充水含水层。厚度

3.28~39.54m,平均厚13.80m,主要为中细砂岩，为裂隙承压含水层，单位

涌水量问哦0.00203^0.0381/s.m。

第三层石灰岩：厚3.42~7.73m,平均5.45m,灰白至深灰色，为裂隙承

压含水层，单位涌水量0.000303~0.1801/s.m,井田西北部和东部富水性较

好。据1998年J3-24号水文孔三灰稳定水位观测资料及矿井北石门、西大

巷、中央泄水巷等揭露点的涌水资料，三灰水位已由精查期的+37.72~+40.23

下降到-295.679~-350m以下，白马河风井检查孔水位已下降到三灰顶板以

下，已不具有承压性，故三灰水补给不良，易于疏干。

第十下层石灰岩:厚3.3广9.03m,平均5.21m,静储量大，动储量小，

浅部为洞穴水，深部为裂隙水，井田西部富水性好，该层是第16上层煤的

直接顶板，故是小槽煤开采的直接冲水含水层。根据临近北宿、落陵、唐村

煤矿开采经验，该含水层对矿井充水具有初期大、后期小、深部疏水浅部干

等特点。另外由于浅部矿井的开采，水压标高已降低,据北宿煤矿资料,-290m

水平以上已基本疏干。

第十四层石灰岩：厚0.30~14.79m,平均厚0.30~17.79m,本身富水性

不大，属溶洞裂隙承压水。但距奥灰很近，因构造等原因与奥灰往往有水力

联系。1986年11月混合井检查孔对该层灰岩抽水试验，单位涌水量为

0.01022/s.m,水压标高为+29.234m0

奥陶系石灰岩：厚450~750口，上部裂隙发育，局部有溶洞，属溶洞裂隙

承压水，水压标高为+27.34m。

2.断层导水性

边界断层导水性：据精查期资料，井田边界的峰山断层、皇甫断层均为

若透水性断层，西部马家楼断层为导水断层。但据现在的资料，东部峰山断

层也为导水断层。

井田内断层的导水性：井田内断层较少，东部断层发育较密，三维地震

对断层的导水性进行了初步研究，认为落差大于30m的断层都具有横向导水

性。从断层力学性质上考虑，走向近南北向的断层应为张性断层，其导水性

可能性要大。有的断层使三灰、十卜灰、奥灰等与煤层对接，甚至含水层间

直接对接，它们之间均有补给关系。

3.封闭不良钻孔对不良水文地质条件的影响

井田内共有封闭不良或封闭情况不明的钻孔11个，已启封4个，这些

钻孔穿过三个以上甚至井田内所有含水层，对矿井生产构成潜在威胁。封闭

不良钻孔的存在，在井田内水文地质条件进一步复杂化。

4.小槽煤开采水平涌水量预计

由于南屯矿小槽煤水文地质资料少，其水文地质特征没有查明，尤其是

对小槽煤开采具有较大威胁的十四灰鹤奥灰水未作详细分析，故小槽煤开采

水平涌水量准确难度较大。本设计根据集团公司有关文件和邻近矿井开采小

槽煤时的涌水量，对南屯煤矿小槽煤开采水平涌水量预计如下：

根据兖州矿务局兖矿局基字第44号文“关于南屯矿井建设计补充修改资

料的函”第二条规定，南屯矿井-440m水平小槽煤涌水量预计46(W/h。

南屯煤矿于2000年12月编制的《矿井地质报告》预计小槽煤正常涌水

量为75m7h,最大涌水量为225m7h„

另外，目前北宿煤矿-290m水平正常涌水量为45nl〃h,最大涌水量89

m7ho而北宿与南屯两井田为同一个水文地质单元，所不同的是南屯煤矿小

槽煤位于北宿煤矿深部，正常情况下，南屯煤矿小槽涌水量较北宿矿大。

综上所述，设计充分考虑到南屯煤矿小槽煤赋存条件及地质特征等多方

面因素，预计小槽煤开采水平正常涌水量为250m3/h,最大涌水量为500m：7h,

需要说明的是：奥灰富水性较强，是将来小槽煤开采的主要防治水对象,

故深部开采时，为防止底板奥灰突水，保证回采安全，在对奥灰水采用疏水

降压、注浆加固的同时，还要建立一套完善的防水患工程。

1.2.6瓦斯、煤尘及煤的自然性

该矿属地低沼气矿井。根据各煤层取样化验结果，煤尘爆炸指数高达

44.48飞1.37,故煤尘具有爆炸性强、火焰长的特点，生产过程中必须高度

重视。各煤层均有自然发火倾向，特别是3上和3层煤极易自然。太原群煤

层虽有自然发火倾向，但在兖州矿区至今尚无先例。

1.3井田开拓方式

1.3.1井田开拓方式

井田采用为立井多水平上山开拓，分为-350和-440两个开采水平。

1.3.3井筒情况

南屯煤矿采用立井开拓，大槽煤分-350m和-440m两个开采水平。开采

大槽煤时，整个矿井共有4井筒，即主井、副井、中央风井和白马河风井。

1.3.4井底车场

井筒与水平轨道运输大巷距离较远，矿井采用立井立式环形井底

车场见图1.30

图1.3立井立式环形井底车场

1.3.5井田开采程序、回采方法

开采顺序按照由近到远、由易到难、先浅部后深部的顺序进行。后退式

回采。

1.4矿井延深的必要性

1.4.1延深的必要性

南屯煤矿是兖州矿区第•对投产的大型化矿井，也是兖州矿区第一对以

开采山西组3层煤即大槽煤为主的矿井。矿井原设计生产能力150万t/a,

1973年12月26日移交生产，1978年矿井实际生产原煤157.5万t,达到并

超过矿井设计生产能力。矿井于1986年进行改扩建设计，扩建后矿井设计

生产能力为240万t/a。

南屯煤矿从投产至今一直开采大槽煤，在大槽煤巷道布置及回采工艺等

方面积累了丰富的经验，为矿区发展做出了较大的贡献。由于矿井对大槽煤

开发强度较大，特别是进入九十年代以来，随着开采技术和工作面水平的提

高，矿井产量大幅度增加，导致大槽煤储量递减较快，截止2001年底大槽

煤地质储量14579.5万t,工业储量10978.8万t,可采储量7657.9万t,

占可采储量的75.7%。按目前开采强度，在村庄搬迁的情况下，大槽煤服务

年限仅为11年。由此可见，从保证矿井持续稳定发展的角度来看，小槽煤

开拓必须提到议事日程上来。

1.4.2延深水平地质资料的可靠程度

1.目前小槽煤勘探程度及存在的问题

小槽煤勘探程度：

南屯煤矿小槽煤井田面积35.47km,，井田内施工至小槽煤钻孔计93个,

平均每平方公里2.62个钻孔，主要断层及褶曲已基本控制，煤层和煤质特

征基本清楚。

存在的问题：

①钻孔分布不均，井田西部、东部及深部钻孔较少，储量级别较低，控制

程度较差；

②小槽煤构造控制程度相对较差；

③小槽煤水文地质资料缺乏，其水文地质特征没有查明，尤其是对小槽煤

开采有较大威胁的十四灰和奥灰水未作详细分析。

由于存在以上问题，故今后还需作大量的补勘工作，以满足将来不同设

计阶段和矿井安全生产的需要。

1.4.3补勘探的要求

1.前期补勘工程

前期补勘以查清小槽煤水文地质特征、初期采区构造及提高初期采区储

量等级为目的，补勘工程如下:

(1)补水文孔6个，编号为14-1、14-2、14-3、0-1、0-2、0-3,其中

14-K14-2.14-3终孔位置为十四灰岩，、0-1>0-2、0-3终孔位置以进入

奥灰30m为准。14-1与0-1、14-2与0-2、14-3与0-3各一组，分别位于工

业广场、中央风井工厂及白马河工厂。此六个钻孔除表土段采用无芯钻进外,

基岩部分