曹庄矿设计说明

1矿井概述及井田地质特征1矿区概况1.1矿区地理交通位置惶庄煤矿位于裹安市以西，肥城市(原肥城县)境内。曹庄煤矿距肥城市(原肥城县新址约8.5km，泰湖铁路横贯矿区南部，肥城车站东距京沪线泰山车站32km；北距省城济南103km；南距兖州117km，均有铁路、公路相通；西由泰平公路及泰临公路经黄河大桥可直通京九线聊城站及河南省，交通十分便利。1.1.2地形、地貌曹庄井田位于肥城矿区中部，东邻杨庄井田，向西依次为大封、陶阳、白庄、查庄、国庄井田。区域为一四面中低山环绕,向西南开口的盆地地形，四周出露的中低山，高为+300~+522m，为盆地的自然分水岭。盆地中部为第四系覆盖的平原地貌，绝对高程为+70~+120m，地势由东向西南方向倾斜。曹庄井田处在北部山麓与平原过渡带，地势北高南低，绝对高程+102一+142m。1.1.3河流及水系煤田南部康王河由东流向西南汇入汶河，境内主要有四条季节性河流，即月庄河、仪仙河、马庄河、尚古庄河由北而南流入康王河。1.1.4气象及地震本区地处暖温带半湿润季风性气候区，四季明显，春夏两季多东南风；秋冬两季多北风，历年最大风速19ls。历年(1958~1990)平均降水量为62.46Um；1991~2001)平均)平均降水量673.9m，年平均蒸发量0年前为1846mm，190年一200年)为1673nun。全年52%的降水都集中在7~8月份，统计资料表明1978年降雨量最大，为972.7um，7月份最大降雨量达567.0mm。为近百年未遇特大洪水，水位高于河床2，9m(东二铁路桥下河床)。历年极端气温。20~+39.6“C，历年平均气温(1986~2001)为14.3'C，年平均最高气温为14.6’C。区内气温呈历年增高变化趋势，由1986年平均气温12.53’C增至2001年的14.04’C，春秋两季昼夜温差变化较大。根据国家地震局和建设部震发办C19921160号文“关于发布《中国地震烈度区划图(1990)》和《中国地震烈度区划图(1990)使用规定》的通知”，山东泰安地区的地震烈度为6度。1.1.5本区经济状况本矿区内有村办窑厂等小型企业，农业生产较为发达。劳动力充足，可通过招募合同制工人或临时工解决。矿区附近20m范围内有水泥厂、砖瓦厂、沙厂、料石加工厂；木木材可在泰安大量采购。1.1.6水源及电源本矿的工业和生活用水水源均为奥灰水。以第四系潜水作为供水水源。(1)宿舍区生活供水宿舍区供水水源是奥灰水(1#水井和3#水井)。原始水位标高在+62~+63m左右。在井下施工水源井一眼，供水管路由井下经副井井筒到地面，一部分供工业广场用水，一部分反压井下供井下防尘用水。(2)供水水源水质矿井生产及生活区用水均为奥灰水，水质符合国家饮用水卫生标准。(3)供电系统本矿井工业广场内现有新35Kv变电所一座，6Kv老变电所一座。新35Kv变电所电源一路来自肥城110Kv变电站，线路长度3.1m，导线型号为GJ-95，简称肥曹线；另；另一回路由杨庄矿3SKV变电所转供，简称曹杨线，导线型号为LGJ-95，线路长度1.9km，该变电站留有备用进线位置一个。老变电所现为6Kv变电站，供电电源引自新变电所6Kv母线1.2井田地质特征1.2.1井田地质构造曹庄井田位于山东省泰安市肥城煤田东部，为一以断层为主的单斜构造。地层大致倾向北，倾角0。一40°，一般5°一15°。地层：本井田地层由老到新分别叙述如下（1)二迭系（P）厚444.04m，下二迭统下部山西组为主要含煤地层。①下二迭统山西组厚93.98m，为主要含煤地层，含煤四层，主要岩性以过渡性砂岩、粉砂岩为主，有牛量粘土岩，含芦木、轮叶、鳞木、翅羊齿、苛达木、线银杏、‘萑羽叶、楔卜‘等植物化石。顶部以老1煤层之上砂岩与下石盒子组接触，底部以4煤层乙下砂岩与太原组接触，可采煤层有1、3层。3煤层为厚煤层，在井田内赋存稳定，厚忐变化不大，与丘它层对比忐易，本身即具标志意义，可作为标志层。②下二迭统下石盒子组厚62.06m，主要岩性为紫灰、灰、灰绿色的粉砂岩为主，中下部夹有灰白色中厚层、中粗粒砂岩一一三层，不稳定，以石英长石为主，下部夹有一层赋存不稳定的薄层煤线或炭质页岩。③上二迭统上石盒子组(P2)厚288m，上部受到剥蚀，主要岩性为杂色粉砂岩、泥岩等，夹有不稳定的不纯的铝质岩以及中厚至厚层中粗粒石英长石砂岩，底部以一层厚度变化较大的砂砾岩(有时为含砾粗砂岩)与下石盒子组分界。二迭纪后经受印支、燕山运动，使二迭系地层与上覆第四系呈不整合接触。(2)第四系(Q)平均厚度为62.4m，两极厚度22.2~127.Om，南薄北厚，在靠近井田北部边界处厚度在845一127Om之问，岩性主要为砂质粘土和粘土砂砾层。上部有一一层含水砂层与砂砰蝉丰层交竺砰层，不稳定，含水砂层单层厚度为0.9~11.8m。底部以不透水或微忐透水的砂质粘土层为主，有时为粘土砂砾层，厚度为4.1~92.7m，平均为27.2m。本井田内地层对比根据标志层及地层接触关系确定，地层划分对比正确。本井田内含芊地层产石炭干芒系二下二产统的山西组与上石炭统的太原组为上、下两个含煤组，总厚度248.70m,为近海型煤系。含煤十六层，可采煤层有、3、6、7、8、9、102、人等八等八个煤层，其中3煤层为厚煤层，其它各层煤为薄至中厚煤层。构造：地层走向近东西，至井田西深部向北弯转，倾向亦由北变东，形成倾伏向斜构造。井1田东部以F23断层为边界与杨庄矿分界。北部以F2号断层构成井田的控制边界。中部有IcF1断层。①褶曲：由于北部边界断层F2牵引所致，井田西深部地层走向弯转约90“，形成一个不对称J的倾伏向斜。其枢纽方向与F2断层走向大致平行。轴部地层倾角较小，一般为5°一10°；靠近F2断层一翼的地层倾角逐渐增大至40°。据揭露资料：裙曲轴部小断层及裂隙发育，1且走向与裙曲轴迹线大致平行或成小角度斜交，地应力较大。②断层本井田构造复杂程度属较简单。东部断层纵横切割，构造较复杂；西部构造相对较简单。井田内落差大于5m的断层有3条，对采区的正常划分有一定影响。井田内主要断层1按其走向的延展方向，大体可分为三组：一组为北东8°一40°，另一组为北西10°一40°；其次是近走向断层。倾向断层及斜交断层较为发育，走向断层稀疏。从断层的形态上1看，倾向断层及与地层走向夹角较大的斜交断层，一般走向平直，延伸距离长，切割较深；1走向断层走向多呈弧线状，倾角较小，延伸距离短，切割较浅。断层两盘的相对位移规律1走向断层多为南升北降，倾向断层及与地层走向夹角较大的斜交断层多为东升西降。大部1分断层的断层面特征表现为水平擦痕，只有北东方向的低角度逆断层表现为垂直擦痕。F2号断层：为井田北部的边界断层，正断层。落差200~700m，北升南降。走向北1东50“左右，倾角71°~90°，局部为逆断层。该断层北盘为奥陶系石灰岩，与井田煤1系地层对口。由曹26钻孔在7煤层以下穿过，由曹52钻孔控制，并在上组煤巷道中多处打钻穿过。据现有资料综合分析：曹26以西对F2断层的控制精度较局；以东的位置及产1状等还需进一步证实。F23断层：为本井田东部边界断层，正断层。落差20~120m，由浅向深增大。走向北西10°一40°，倾角75°一81°。为一东升西降的倾向断层。经杨庄井田上组煤巷道多处揭露。受矿13、杨71-1、矿12等钻孔控制。属已查明断层。CF1号断层：正断层，落差0一52m。走向近东西，倾角47°~83°。断层带宽0.5~1.1m，为断层角砾岩及糜棱岩。是一南升北降的压性走向断层。该断层仅展布在上组煤中。水文地质：肥城煤田位于“肥城断陷单斜自流水盆地”的北侧，四周为泰山系花岗片麻岩及寒武、奥陶系石灰岩构成的中低山，山脊为盆地的天然分水岭。大气降水一部分渗入第四系潜水含水层，一部分汇入康王河，由东向西南逞流；另一部分由煤田东、南、西部山区出露的奥陶系石灰岩溶隙中进入自流水盆地内，地下水与地表水逞流方向基本一致，从西南口泄出。其补给、迢流、排泄为一完整独立的地下水系统，丰水期为7~9月，地下水高水位期在8一2月；枯水期在2~6月，地下水低水位期在3~7月，正常情况下，五灰水位随奥灰同步同幅升降。曹庄井田位于煤田东部上游逵流区及滞水区中，井田内有四条季节性小河，由北向南流，注入康王河，最高洪水位同于河床底2，9m，水流方向均与煤层及各含水层露头走向垂直；除此之外，还有因回采塌陷造成的地面积水。因受第四系底部粘土层的阻隔，所有地表水与煤系各含水层均无水力联系，对矿井的开采无影响。含水层：①第四系含水层第四系厚22.2~127m，平均62.4米，南薄北厚，上部为1~2层含水砂层与粘土层交互成层，单层总厚度0.9~11.78米，透镜状，不连续，q=0.5L/S.m，含水性中等，水位标高为+100~+120m，水质为重碳酸.氯--钠.钙型，矿化度0.71g/L；第四系下部普遍发育一层隔水性良好的砂质粘土层、粘土砂砾层，总厚度41~92.7m.平均27.2m，使第四系潜水与基岩含水层隔离.②山西组3煤层顶板砂岩以中砂岩为主，厚度S.83~24.55m，平均13.87m，含孔隙裂隙水，日弱含水层，q-0.凹一J0：161/s.m，K-0.77一1.23m/d，水水位标高为+103.3m，c.质大型俎碳酸：上。。钠。钙型，矿矿1化度05g/L左右该含水层易于疏干，开采过程中，仅有少量的顶板淋水，不彤响矿井生产③上石炭统太原组第一层石灰岩(一灰)厚1.65~2.64m，平均2.06m，浅部裂隙尚发育，深部不发育，口弱含水层q-0.011It-S.m，K-0.69m/d，水位标高为+104.6m，重碳酸一钙原型，矿化戾0.4/1左右。厚皮较较薄，静储量有限，且与深部强含水层无水力联系，现已疏千。④上石炭统太原组第二层石灰岩(二灰)为e煤层顶板，厚度1.1一3.05m.平均2.27m.浅部裂隙溶洞较发诗，含水性深邰较浅部弱。属弱含水层，q=0.0027~0.131/S.m，K-0.14444~8.8nud：水位标高为+99.3m，重碳酸--钠。钙型，矿化度0.4叽左右。因厚反较油，肿储口有限，且与深邰各含水层无水力联系，现已疏干，对矿井生产无影响⑤上石炭统太原组第四层石灰岩(四灰)为8煤层直接顶板，厚度3.62~8.6m，平均S.37m.口中等含水层，q=0.0006.0006~0.817/S.m，仄：0一15.896m/d.水位标高为+98.27m.水质为重碳酸-钠。钙型，矿化度.28一28一036g/1,o四灰岩溶发育规律浅部较强深部较弱。大体上可分三个水平带：.50m以上为裂隙溶洞带，q=0.79~0.813L/S.m，K=3.7~15.896m/d：.50~.300m水平为裂隙带，0.0006~0.002t/S.m，父叫。01~0.03at/d：-30水平以下为微裂隙带，大部分钻孔冲洗液无漏失现现象。因四灰与强含水层无水力联系，故以静储量为主，而四灰本身厚度较薄，静储量不大，易于疏干。⑥上石炭统太原组9煤层顶板泥灰岩9煤层顶板泥灰岩，沉积极不稳定，井田内仅局部赋存，含裂隙水，厄弱含水层。泥灰本身厚度较薄且分布范围小，故静水储量小，但因局部地段通过构造与五灰导旧，补给伲灰岩。⑦太原组11煤层顶板无名灰岩厚0一1A7m，平均0.95m，上距102煤层平均？。91m。经井下打钻拇露。无名矢水巳较小，一般为0~10m³/h，水质为重碳酸..钙。镁。钾钠型。⑧中石炭统本溪组第五层灰岩(五灰，又名徐家庄石灰岩)五灰厚度6.05~12.68m，平均10.7m，沉积稳定，含承压溶隙水，富水性强，且通过构造与下伏奥陶系石灰岩水力联系密切，补给水源充沛，属强含水层，水位标高为61.3~61.6m，水质为重碳碳酸---钙.镁型，矿化度0.28~0.36g/L，五灰单位涌水量为q=0.0027~47.78L/（s.m），k=0.033~36.97m/d。⑨奥灰奥灰厚800m，为强含水层，上距五灰平均15.25m，单位涌水量q：0.076一101.01L/S.m：0.206~