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1、线与线的判定定理线与线的判定定理1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置*矿位于山东省新泰市境内，井筒位于*。西距泰安市约 70km，东距新泰市 9 km，南距新汶矿业集团驻地 10km，交通极为方便。其交通位置如图 1.1 所示图 11 *矿交通位置图 矿井走向长约 3.27km，平均走向长为 5.7km，南北宽 3.4km，水平面积为 18.8 km2，倾斜面积为 19.4km2。矿井井田、工业广场、生活区均位于新泰市*区划范围内，铁路专用线跨谷里、西张庄、*3 个镇；矿井原水源地跨泉沟、*2 个镇；翟良公路跨良庄、*2 个镇。工农关系涉及 5 个镇 48 个自然村。矿区交通便利。泰新公路
2、从此经过，南接京沪（福）高速公路，东连莱新高速公路。1996 年 12 月建成通车的铁路专用线，与磁莱支线在谷里站接轨，西接京沪铁路通往全国各地。*井田是深部井田，井田内没有老窑、古空，只是在原井田内，划出三个地方矿。将井田西部划归小港煤矿开采，将井田东北部划归新泰市王家寨煤矿，将本矿工业广场煤柱线以北划归新泰市望新煤矿开采。*井田位于新泰市*镇境内，整个井田上部为农田和村庄，工业不发达，无大型厂矿企业。原材料供应均来自外部采购，矿区用电来自小港降压站。1.1.2 矿区气候条件本区气候温和，无严寒酷热，为半湿润的北温带气候。历年最高气温 42.5（1955 年 8 月 11 日） ，最低气温为
3、：-21.6， （1951 年11 月 12 日） ，全年平均气温为 1313.7。年总降雨量为713.351149.4mm，年平均降水量 931.735mm，最高月平均降雨量67 月份为 73.07509.3mm，最低月平均降雨量 12 月份翌年 3月份为 10.9617.43mm。冻结期为 11 月翌年 3 月，冻结深度0.40.8m。全年主导风向为东风及西南风，北风较少，最高风速为14.3m/s。1.1.3 矿区的水文情况井田内无大河流，有自太古代片麻岩及第三系地层所形成的较大的冲沟分布于本区中部。冲沟宽一般 30m50m，向南汇入小汶河。井田南部小汶河 1957 年 7 月 19 日发
4、生特大洪水，水深 23m。流速 1.703m/s，流量为 2810 立方 m/s。协庄、窑沟洪水水位达157m161.8m 左右，据 1955 年1957 年临汶及北望站观测，小汶河年平均总迳流量为 101.64 亿 m3。夏天雨季有水，春冬干枯，成间歇性河流。矿区水源、水源勘探工作：1982 年为解决建井初期临时生活及工业用水，在工业广场上游西北部约 2000m，新汶局勘探队对第四系砂砾层进行了临时供水水源勘探，完成工程量共 8 孔 71.89m，成井三眼。1984.6-1985.9，新汶局勘探队在井田北部莲花山断层与 F11 断层之间，西起崖头村，东至大王家寨村，对第三系砾岩含水层进行了详
5、查勘探，共施工 7 个孔，共 1973.06m，其中两个无水孔607.02m，最深孔 400.02m，最浅孔 207.03m，抽水试验 6 次，其中单孔抽水 5 次，群孔抽水 1 次，物探测点 40 个，最后成井 4 口，一个观测井，井深分别在 250-300m 间,井内均按要求下设了套管，基本达到了设计的要求。1.2 井田地质特征矿井以北以煤层深部边界，以-950 等高线与望新井田为界；东以F23 断层与王家寨井田为界；南以-250 等高线为界，并有一部分风化带与良庄、协庄井田毗邻；西以 F22 断层与小港井田相邻，呈类似梯形。约 3.27km，南北宽 3.4 km，面积 19.4km2。勘
6、探区位于柴汶河冲击平原的中部，区内地势平坦.1.2.1 地层本井田含煤地层属石炭二迭系，煤系地层平均总厚约 260m。煤系地层上部由厚达 117-958m 的红色粘土质砂岩、红色砂岩和砾岩所覆盖。井田内地层特征由上而下分述如下：1、第四系：一般厚度 18m，以黄色砂质粘土为主，河流两岸分布有流沙层。2、第三系：区内最大揭露厚度 698.6m。多为赭红色细砂岩、粉砂岩、片麻岩、燧石及变质岩类为主。3、下二叠系上石盒子组：井田内残存厚一般 160m，小者 20m。主要有浅灰、灰绿色及杂质粘土岩、粉砂岩组成。系干燥环境下形成的大陆冲积相沉积。共含煤四层，均为薄煤层。4、下二叠系山西组、下石河子组：总
7、厚约 70m。其上界为一层煤之上厚 10 余 m 的粗中粒砂岩；主要有砂岩、粉砂岩、粘土岩及煤层组成。共含煤四层，可采者两层（2、4 煤层） ，总厚 8.8m。在 2 层和4 层煤之上有一层浅灰至白灰色厚层状的河床相长石、石英中粒砂岩，厚度稳定，一般厚 7m 至 15m，全区较发育，为良好的辅助标志层。5、奥陶系：济南石灰岩厚约 800m，下为棕色、灰色白云质厚层状结晶灰岩，中含燧石条带及结核，上部除下段含有薄层石灰岩及泥岩互层外，其它均为厚层致密块状灰岩。顶部裂隙及溶洞发育，内含头足类及三叶虫等化石。地质综合柱状图如图 1-2 所示。1.2.2 地质构造*矿总体上为一走向近东西，向北倾斜的单
8、斜构造。井田内仅有一F1 断层，其余在中部有较小的波状起伏。F1 断层倾角为4060，落差为 025m。煤层倾角 1015，平均倾角为13。在平面上西部缓，东部陡；在剖面上具有中部陡，浅部和深部缓之特点。1. 2. 3 水文地质本矿通过地面水文地质调查及专门抽水试验，基本查明了水文地质条件。煤系上部由厚达 117958m 红色粘土质粉砂岩、红色砂岩及砾岩所覆盖，因而地面水补给条件不良；煤系本身所含一灰及四灰含水性微弱；本溪群徐灰、草灰虽然具有一定的含水性，但埋藏较深，地下水排泄流通不畅，基本是一个裂隙岩溶净水区域。故本矿水文地质条件属于中等至简单类型。本井田含水层自上而下简述如下：（1）含水层
9、第三系含水砂砾层。本层分布面积约 10 km2，厚度最大达 4.96m，一般 23m。抽水试验的单位涌水量 2.484.291 公升/s、m，富水性强而厚度不大，水柱不高（小于 5m） ，因之总涌水量不大。由于其下有第三系和二迭系地层所隔，从地层沉积和构造上看，对煤层开采没有威协。水质属重碳酸钙淡水，受大气降水补给和地面水补给，循环条件较好。第三系红层本层厚 117.6958.81m，以红色粘土质粉砂岩隔水层为主，上部夹砾岩多层，含裂隙水。北部 F8 断层和 F11 断层之间砾岩较发育富水性中等，水质属重碳酸钙型，循环条件较好。南部 F8 断层以南，单位涌水量仅 0.00067 公升/s、m，
10、水质为氯化纳型，富水性弱，循环条件较差。本层与最上可采煤层间距较大，最大可达 200m，采煤裂隙高度影响不到红层，但对局部间距较小者，在此区段内应注意采区防水措施。山西组 2 层煤及 4 层煤顶板砂岩含水层全矿有 7 个钻孔发现漏水，均位于断层附近。其中 59 号孔 4 层煤顶板砂岩漏水，用水泥堵漏。经抽水试验，单位涌水量0.02020.0382 公升/s、m，水质为氯化纳型，富水性弱，是矿井充水的主要含水层。本层接受 F11 断层下盘奥灰水补给，F10 断层处受阻，补泄条件差，因此，水位高于附近奥灰，水质比其下的奥灰水更差。四层石灰岩埋藏在250m 水平以下岩性致密。据钻孔简易水文观测未发现
11、漏水现象。单位涌水量 0.0000167 公升/s、m，基本无水。本溪群徐灰和草灰在预计首采区平均间距仅 6m 左右，全矿 36 个孔穿过徐灰，仅 12 号孔有泥浆消耗，33 个钻孔穿过草灰，仅 14 号孔有漏水现象，其余各孔均无明显漏水现象，经 350 号抽水试验，漏水量为零。图 12 地质综合柱状图69.1m 和 350 号孔延深至奥灰 87.02m 时才发现漏水。55 号孔穿过砾岩和 F11 断层后钻进奥灰 76.34m,和邻近 47 号孔砾岩抽水资料对照，认为 55 号孔抽的水为奥灰水，单位涌出量为 0.0720.444 公升/sm，富水性中等，北部边界 F11 断层外水质为重碳酸钙型
12、，井田内为碳酸钙型。（2）断层导水性据勘探简易水文资料，有 55 个钻孔穿过断层，其中 54 个孔均未发现漏水现象。仅 55 号孔因在见断层之前已于砾岩中发现漏水，因此断层带是否漏水，无法观测。从这些资料看出，本矿断层导水性不强。由于矿内煤系含水层富水性均弱，因此，断层导水性弱是正常的。但遇到张力带时，应注意预防矿井突水。（3）矿井水量预计地质报告提供400 水平正常涌水量为 319.2498m3/h，最大涌水量 706.2m3/h。原设计400 水平矿井正常涌水量 500m3/h，最大涌水量 700m3/h，本设计考虑*矿井施工等实际情况，仍维持原设计矿井涌水量数据。1.3 煤层特征 1.3
13、.1 煤层埋藏条件：*矿总体上为一走向近东西，向北倾斜的单斜构造。井田内有 16 条断层，其中，落差大于 100m 一条，余在中部有较小的波状起伏。煤层倾角 815，平均倾角为 13。在平面、剖面上及浅部和深部都比较平缓之特点。煤层群：本井田含煤地层为二迭系山西组和石炭系太原组群，煤系地层平均总厚260m。共含煤 20 层，可采煤层 7 层（2、4、6、11、13、15、16 层）厚度分布不稳定，其中 2 煤层为本矿井设计的主采煤层，煤层平均厚度为 5.5m。2 煤层为稳定煤层,为了保证矿井产量和正常效益，矿井以 2 煤层为主采煤层，因此本矿井设计主要为 2 煤层的开采设计。局部可采煤层 4
14、层（2 上、4 上、7、9 层） ，在本井田分布零碎，连不成片。可采煤层特征表见图 13 1.3.2 煤层的围岩性质煤系地层与基底及盖层按由老至新的顺序简述如下：1）奥陶系：（济南灰岩）厚约 800m，下部为棕色，灰色白云质厚层状结晶灰岩，中部含燧石条带及结核，上部除下段含有厚层状之灰岩及泥岩互层外，其它均为厚层致密块状灰岩，含水丰富。2）中石炭统（本溪组） ，厚 40-60m，一般 50m，主要由粉砂岩、粘土岩及石灰岩组成，含薄煤，不可采。3）上石炭统（太原组） ，厚 175-205m，一般 190m，属海陆交相沉积，由灰至灰黑色泥岩，粉砂岩和砂岩互层及灰色中细砂岩组成，并夹有 2-5 层石
15、灰岩，共含煤 12 层，可采者 5 层。4）下二迭统（山西组）：厚 0-85m，平均 70m，主要由砂岩，粉砂岩，粘土岩及煤层组成，共含煤 4 层（1-4）可采者两层（2、4） 。5）下二迭统（下石盒子组）：井田内残存 0-180m，平均 120m，一般南厚北薄，局部被剥蚀殆尽。6）第三系（官庄组）原井田范围钻孔揭露厚度最大为 958.81m，位置在葛沟桥倾没向斜轴部，现井田范围内钻孔揭露厚度最大为664.5m，位置在今天西北部（七采） 。该层厚 196-664.5m，一般南厚北薄，平均 386m。7）第四系：一般厚 0-18m，以土黄色砂质粘土为主，河流两岸分布有流沙层。1.3.3 煤的特征
16、煤 2、煤 4、煤 6 为气煤，煤 11 为气肥煤，煤 13、煤 15 为肥煤。其中 2、4 层有 020.6 夹矸，各种牌子的煤可广泛应用于生活及工业用。煤 2：黑色，粉末呈褐色，容重 1.34，硬度 1.6，导电性弱，断口参差状，亮煤可见内生裂隙，亮煤和暗煤呈较厚的分层出现，镜煤呈凸镜状或条带状，条带结构明显，含少量丝炭，以半亮型煤为主。煤 4：黑色，容重 1.36，硬度 1.7，具棱角状或不平坦状断口，性脆、易碎，亮煤和暗煤条带较宽，含少量丝炭，呈凸镜状，镜煤呈条带状，具有煤的组分互相交替而造成的条带状结构和层状构造，主要为半亮型煤。煤 6：深黑色，容重 1.32，硬度 1.5，光泽较强，断口参差状或贝壳状，内生裂隙发育，主要为亮煤与夹于其中的镜煤，暗煤和丝炭的薄层交替而成，条带状结构明显。煤 11：黑色，粉末呈褐色，容重 1.41，硬度 1.5，导电性弱。断口参差状和不平坦状，性较脆，条带结构明显，亮煤和暗
