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1、设计题目：兖矿集团赵楼煤矿开采设计专 业：采矿工程设 计 人： （签字）:_指导教师： （签字）:_摘要 本设计根据在兖矿集团赵楼煤矿收集的各种资料结合专业知识，对本矿3号煤层提出两个开拓方案进行比较。根据煤层地质条件最后得出采用立井开拓，且该矿井为一井一面，采煤方法为综采放顶煤。通风方式采用中央并列式。辅助运输为架线电机车，实现井下的连续快速运输。【关键词】:兖矿集团赵楼煤矿；综采放顶煤；中央并列式；辅助运输；架线电机车。SUMMARY Basing on the various materials collected in Zhaolou Coal Mine of Yan Coal Gro
2、up and combining professional knowledge, this design made a comparison of the two development plans put forward on the third coal seam. According to geological conditions of coal seam and the mine of one well with one working face, it came to a conclusion that through the mine developed by vertical
3、shaft, the mining method with fully mechanized sublevel caving, the ventilation mode with central parallel as well as the auxiliary transportation of wiring electric locomotive, the underground continuous rapid transit was achieved. 【Keyword】:Zhaolou Coal Mine of Yan Coal Group; fully mechanized sub
4、level caving; central parallel; auxiliary transportation; wiring electric locomotive.前 言 毕业设计是采矿工程专业培养计划中最后一个，也是最关键、最为重要的教学环节，是检验教学成果及学生综合能力的重要环节，在专业教育中有着十分重要的地位。本设计是在余学义教授的指导下开展进行的，其地质资料来源于兖矿集团赵楼煤矿。通过在兖矿集团赵楼煤矿的毕业实习，使我对煤矿生产现场的实际情况及工作方法有了一定的了解，并作出了本次开采设计。 本次设计是在毕业实习所收集的文字、图纸等资料的基础上,根据煤炭工业设计规范及采矿工程毕业设
5、计大纲的要求完成的，基本上符合了有关煤炭工业设计规范的规定。通过做本次设计，使我全面复习巩固和加深所学的专业基础知识，最终达到以下目标： 1.熟悉矿山建设、生产及安全的各个环节和系统，掌握有关知识，为今后从事矿山建设，生产及安全技术工作、技术管理工作做好更充分准备。 2.培养并掌握了矿山开采规划和设计的基本知识及能力。 3.培养了全面、系统应用矿山开采、矿山安全等知识的能力。 4.培养了综合分析和解决生产实际问题的能力。 5.培养了矿山规划与设计的基本技能包括绘图能力、文字表达 能力与计算机处理能力。 6.了解矿山开采中有关的技术政策和法规，熟悉并能正确应 用有关规定。 7.培养了科学研究和科
6、技论文写作的基本技能。 在设计过程中，参考了大量手册和文献，从中吸收了不少有价值的经验和知识，设计进行的过程中受到余学义老师的精心指导，结合我四年来所学的知识，立足于实际，对兖矿集团赵楼煤矿进行了开拓方案比较、采区巷道布置分析、采煤方法的选择等工作，最终完成了兖矿集团赵楼煤矿的开采设计。本次设计得以顺利完成，要特别感谢指导老师余老师，三个多月以来，余老师给了我精心的指导与关怀，并提出了许多宝贵的意见及建议，使我受益匪浅，在此表示衷心的感谢。在设计过程中，我系的其他老师亦给予了大力的支持和帮助，在此也向各位老师表示衷心的感谢。在设计过程中，本人也学习了其他同学的许多经验、心得，在此对各位同学表示
7、感谢。由于时间紧迫内容多，本人水平有限，设计中存在的不足之处恳请各位老师及同学批评指正。 设计人：李振环 2012年6月14日目录第1章 井田地质概况81.1 矿井交通位置、范围及四邻关系81.1.1交通位置81.1.2地形地貌91.1.3气象及水文情况91.1.4矿区概况91.2井田地质及地质构造101.2.1地层101.2.2 构造111.3矿体赋存特征及开采技术条件151.3.1煤层及煤质151.3.2 瓦斯赋存状况，煤尘爆炸危险性191.3.3 水文地质20第2章 井田开拓272.1矿井设计生产能力及服务年限272.1.1矿井工作制度272.1.2矿井设计生产能力272.1.3矿井设计
8、服务年限272.2井田境界及储量282.2.1井田境界282.2.2资源/储量292.3井田开拓302.3.1工业场地及井口位置选择302.3.2井筒形式的确定312.3.3 井筒数目的确定312.3.4井田内划分及开采顺序312.3.5开采水平的划分及水平标高确定312.3.6阶段运输大巷和回风大巷的布置322.4 井筒332.4.1井筒断面设计332.4.2井筒参数确定362.5 井底车场362.5.1井底车场形式选择及硐室布置362.5.2井底车场通过能力计算382.5.4 井底车场巷道断面选择和工程量计算392.6方案比较、确定开拓系统39第3章 大巷运输及设备413.1大巷运输方式选
9、择413.1.1大巷煤炭运输方式选择413.1.2 大巷辅助运输方式选择413.2 矿车433.2.1 矿井车辆配备433.3运输设备选型443.3.1电机车选型443.3.2带式输送机选型44第4章 采区布置及装备454.1采区布置454.2采区的划分454.3采煤方法484.4采区巷道布置534.5巷道掘进与掘进机械化564.6工作面设备确定574.7劳动组织584.8 技术经济指标分析59第5章 矿井通风与安全605.1 拟定矿井通风系统605.2 矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算655.3计算矿井总风量665.4 矿井通风设备的选型685.5 计算矿井通风等积孔715.6 概算矿井
10、通风费用715.7预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措施735.7.1瓦斯管理措施735.7.2煤尘的防治745.7.3预防井下火灾的措施745.7.4预防井下水灾的措施745.8 矿井下安全避险“六大系统”75第6章 矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型776.1矿井提升设备选型776.2 主运输设备选型796.3 矿井排水设备选型816.4 压缩空气设备选型82第7章 环境保护847.1环境现状及地面保护物概述847.2主要污染源及污染物857.3资源开发对生态环境影响与评价857.4资源开采环境损害的控制与生态重建867.5矿区环境保护与生态重建投资估算877.6主要结论88
11、致 谢89参考文献90第1章 井田地质概况1.1 矿井交通位置、范围及四邻关系1.1.1交通位置赵楼井田位于郓城县城东南约22km，巨野县城西13km。所确定的6个拐点坐标圈定，南北长约3km，东西宽约5km，面积15km2。地理坐标：东经11547301155900，北纬352130352700，行政区划归郓城县、巨野县管辖。图1-2 矿井地理位置图区内交通十分便利（图1-2），兖（州）新（乡）铁路及327国道自井田南部经过，自龙固集车站向东102km至兖州过京沪线可直达石臼港，向西约40km经菏泽过京九铁路至新乡与京广线接轨。日（照）东（明）高速公路从郭屯和赵楼井田边界上通过，并与京福高速
12、公路相连，可直达济宁、菏泽、徐州等地。327国道至井田南部经过。井田内主要有郓城至赵楼的郓赵公路、巨野至鄄城的053省道从井田中部穿过。井田东部68km处有京杭运河通过，该运河向南至杨州与长江相通，可通航至苏、浙、沪一带。1.1.2地形地貌 本区属黄河冲洪积平原，地形平坦，地势略呈现西北高东南低，地面标高为+42.12+45.69m，平均44.03m，自然地形坡度为2。地面平坦对工业广场和井口位置的选择没有影响。开采前村庄均已搬迁无需留保护煤柱。1.1.3气象及水文情况本区气候温和，四季分明，属温带半湿润季风区海洋大陆性气候。本区气象资料统计年份为：19502007年，具有四季分明，春旱多风，
13、夏热多雨，晚秋又旱，冬长干冷多北风的特点，年平均气温14.8，月平均最低气温-5.2（1998年1月），月平均最高气温32.4（1998年7月），日最高气温42.4（1966年7月19日），日最低气温-18.7（1957年1月2日），常年平均气温最低月为1月份，平均为-1.8。降雨多集中在69月，年平均降雨量694.70mm，最小363.9mm（1966年），最大1219.5mm（1964年），日最大降雨量223.0mm（1975年9月19日）。年最大蒸发量1381.30mm（1966年），年最小蒸发量226.40mm（1964年）。年平均风速3.3m/s。霜期一般在10月下旬至次年4月上旬；
14、最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.35m。矿区旁边只有两条季节性河流，流量也较小，并且由于开采深度较大对河流影响较小故不用考虑河流的问题。1.1.4矿区概况1.矿区开发情况赵楼煤矿为新建矿井，无老窑和火区。矿井2009年正式建成。在层域上，煤系下部的奥陶系灰岩岩溶普遍发育，煤系地层中太原组第三灰岩和第十下灰岩为岩溶发育层位，其中，第三灰岩溶，裂隙发育，第十下灰岩裂隙发育且局部有溶蚀现象。2. 矿区经济情况由于是新开的矿井当地政府对矿井的扶持力度很大，本矿井对当地的经济也有很大的影响。3. 矿井建设和生产所需要的主要材料均来自当地，当地的一些材料已经能满足矿区生产的需要。4. 水源主要来自
15、于黄河的支流，电源来源于菏泽发电厂和济宁发电厂的共同供电。5. 矿井所采的煤大部分为焦煤。在市场十分走俏，在山东价格大约是1000元/t。1.2井田地质及地质构造1.2.1地层在区域上，本区地层区划属华北地层区鲁西地层分区，区内多被第四系覆盖，基岩出露甚少，煤系基底为寒武、奥陶系，缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系、石炭系下统、三叠系、侏罗系和白垩系等地层。含煤地层为石炭系和二叠系，其中二叠系下统含煤地层发育较好，煤炭资源较为丰富。本井田为全隐蔽的华北型石炭二叠系煤田，煤系以奥陶系为基底，沉积了石炭系上统本溪组、二叠系下统太原组、山西组及石盒子组，其上被新近系和第四系所覆盖。主要含煤地层为太原组和
16、山西组（图2-1）。现对各组地层分述如下。山西组厚0119.90m，平均63.81m，上部以泥岩、粉砂岩为主，夹中砂岩，局部有灰绿色粗砂岩或细砂岩；中、下部以中、细砂岩为主，夹薄层泥岩、粉砂岩。以交错层理为主，次为斜层理、水平层理、波状层理。见泥岩、粉砂岩包裹体，含2、3（3上、3下）煤层，3（3下）煤层为主要可采煤层。 3（3下）煤层底板由上而下颗粒变细、泥质增多，具波状、混浊状层理，见底栖动物通道。太原组属海陆交互相沉积，厚132.30245.23m，平均厚178.65m。全区厚度稳定，旋回结构明显，韵律清晰，含12层石灰岩和22层煤，各旋回具明显的岩性、物性组合特征标志，易于对比。该组从
17、上到下可分为三段。三灰段包括4煤顶界面至六灰顶界面，以粉砂岩、泥岩为主，夹细砂岩与粉砂岩互层、灰岩和煤层。三灰厚0.809.84m，平均6.67m，全区稳定，呈浅灰深灰色，厚层状，局部顶底含泥质，具缝合线构造，局部含燧石结核，含丰富的海百合茎、蜓科及少量的腕足类化石。八灰段包括六灰顶界面至15下煤底界面，以泥岩、粉砂岩、细砂岩及粉、细砂岩互层为主，夹石灰岩和煤层。以八灰、九灰较稳定。八灰为主要标志层，厚0.754.99m，平均2.82m，灰至灰褐色，显晶质，局部含燧石结核，含海百合茎、腕足类化石，为14煤层的顶板，局部被砂岩代替，含15上局部可采煤层。图2-1地层综合柱状1.2.2 构造井田内
18、不同方向的断层和褶皱相互交织，构成了一幅较为复杂的构造图像，但在井田的不同区域范围内构造发育的复杂程度存在一定差异，依据区域构造演化分析的思路和方法，井田构造在平面上的分布和剖面上的组合还是有一定规律性可寻的。 1.断裂构造 赵楼井田的断裂构造主要为正断层性质，仅发现毕垓和Fz14井田规模的两条逆断层，其次有Fd69和G-47两条次级逆断层。毕垓和Fz14断层分别位于井田的中部和东南部、走向分别为NNE和NE向，代表了井田中两组主要断裂方向，并且其分布也与该方向的正断层相一致，造成了力学解释上的矛盾。由前述的区域构造演化可知，本区具有复杂的构造演化史，不同的构造时期，区域构造应力场作用的方向和
19、性质发生了根本性的转变。印支运动以近NS向挤压为主要特征，但由于本区距离板块碰撞带相对较远，挤压作用不是很强烈，仅造成地层的微弱褶皱和在局部形成近EW向的逆断层，Fz14断层可能正是这一构造作用的结果，局部还可能形成近NS向正断层的发育，如姚庄和Fd12等断层。由于受到后期的改造作用，Fz14断层走向发生偏转而成为NE向逆断层。燕山期，区域上以NWSE向挤压作用为典型特征，从而导致了井田内NE断层的强烈发育，这些断层在在形成之初应为具有挤压性质的逆断层。燕山末期至喜马拉雅早期发生了区域性的NWWSEE向的强烈伸展，并对矿井构造发育产生了极为深刻的影响，导致了断裂性质的转变，尤其在NNE向断层组
20、中表现的更为显著，普遍发生由逆转为正的负反转作用，即由逆断层转变为拉张性质的正断层。Fz14断层则是一个特例，由于后期的正断层断距可能小于早期的逆断层断距，现今依然表现为逆断层性质。 2.褶皱构造 井田中按照构造发育的尺度可以明显的分为井田尺度的规模较大的井田构造（断层断距或落差一般大于50m）和次级小构造（断层断距或落差一般小于30m）两个级别，断层的走向主要有NE、NNE、NW和近NS四组。井田断裂构造是控制矿井构造格局的主体构造，并且控制了次级小断层的发育和分布，往往在大断层的附近次级小断层发育较为强烈，使井田构造进一步复杂化。属于井田规模的断裂构造主要有NE向的陈庙和F20等断层，NN
21、E向的主要为康垓、Fz18和F29等断层以及近NS向的毕垓和田桥等断层；其中，以NE向断层最为发育，井田范围内发育较为普遍，但东部断裂的间距相对较小，表明东部的构造较西部相对要复杂一些，NE向断层主要发育于井田的东南部，其它区域不发育，而近NS向断层仅在局部发育，也可能是NNE向断裂构造受到改造的结果。由此可见，NNE向断裂构造是井田内最为重要的一组断裂，应予以高度重视。井田内褶皱轴向主要有NE、NNE和NW向三组，主要为NW和NE向两组，规模较大，发育较为普遍。NW向褶皱主要发育于井田的西部，并且褶曲轴呈现向E突出的弧形；NE向褶曲主要发育于井田的东部，在井田的东南部由于受到断裂构造的切割，
22、褶皱轴的连续性受到破坏。3. 陷落柱 赵楼井田不同期次、不同走向和不同倾向的断裂构造在不同的区域发育程度是不同的，在剖面组合上也各具特色，但主体剖面组合型式为堑垒相间型组合。堑、垒相间型是赵楼矿井中发育较为普遍的一种断裂组合形式，表现为走向近于一致的正断层，由于相临断层相向或相背倾斜，从而在剖面上形成了堑、垒相间的构造组合。这种构造组合在第9勘探线地质剖面图上较为特征（参见附图17），由西向东依次出现130孔处的地垒、C-51孔地堑、沈庄与F22断层间的地垒以及Fz14-1与Fz18断层间的地堑，再向东，依次出现向西倾斜的F33和赵河东断层，它们与如Fz18断层共同组成了阶梯状断层组合，东部边
23、缘被田桥正断层所限制。由此可见，不同的构造型式主要决定于同组断层的倾向及其相互关系。该剖面图上显示出毕垓逆断层与同方向的正断层具有较好的协调性，另外，地层宽缓的NE向褶曲也反映了NWSE向的挤压应力作用，表明该组断层在演化过程中可能经历了由逆到正的性质反转。4.岩浆岩侵入井田内有中性岩浆岩侵入体侵入山西组煤系地层中，对3（3下）煤层及煤质均有不同程度的影响。区内岩浆岩侵入层位均至3煤层，并以沿3煤层顶、底板顺层侵入或穿插于3煤层之中为主，因而对3煤层影响较大，使井田东北部3煤层约26km2变质为天然焦或煤焦混合。5. 剥蚀 本区域无剥蚀现象。 组别断层名称断层性质断层落差断层产状走向倾向倾角（
24、）延展长度（m）NNE向陈庙断层正50-115NNE-NEENWW-NW706800Fz18正15-100NNE-NENWW-NW709800康垓断层正0-75NNESEE455000Fd47正3-40NNE-NENWW-NW704000Fd86正8-23NNESEE70950Fd51正0-20NNE-NENWW-NW7050F15正0-20NNESEE702100Fd72正0-17NNESEE70270Fd16正0-16NNEW70830Fd48正5-12NNENWW701500Fd38正0-11NNESEE70360Fd27正0-10NE-NNENW-SWW701070Fx9正0-10NN
25、E-NENWW-NW70400Fd68正0-9NNENWW702901.3矿体赋存特征及开采技术条件1.3.1煤层及煤质1.煤层井田含煤地层为山西组与太原组，这两组地层平均总厚242.46m，含煤25层。其中山西组含煤1层；太原组含煤9层（15上、15中、15下、16上、16下、17、18上、18中、18下）。煤层平均总厚21.29m，含煤系数8.8 %。可采及局部可采煤层（2、3上、3（3下）、15上、16上、16下、17）平均总厚13.24m，占煤层总厚的62.2%，其中3（3下）煤层平均厚5.15m，占可采煤层总厚的38.9%，是主采及首采煤层。大部、局部可采煤层的厚度、结构、稳定性及间
26、距变化情况如表4-1。表4-1 可采、局部可采煤层一览表煤层煤 层夹 石全区厚度（m）可采范围厚度（m）层间距（m）结构稳定性可采性煤厚变异系数（%）层数岩性名称两极值平均值两极值平均值3010.335.153.2011.797.92简单较稳定局部48.0304炭质泥岩122.9115上01.230.760.701.230.88简单较稳定大部24.7201泥岩26.5416上02.230.960.701.231.38简单较稳定局部62.9301细砂岩5.8916下01.130.690.751.130.95简单较稳定局部30.0001炭质泥岩2.261701.250.790.791.250.99
27、简单较稳定大部31.0802泥 岩粉砂岩2. 煤质原煤灰分平均值，3煤层属中灰分；3煤层以有机硫为主，硫化铁硫次之。3煤层均为中磷分。 各煤层主要煤质指标一览表煤层项目3水分Mad（%）原煤1.022.491.59（11）精煤0.742.151.35（11）灰分Ad（%）原煤11.7936.1219.92（11）精煤5.6410.287.27（11）挥发分Vdaf（%）原煤35.5639.5336.95（11）精煤34.4238.5536.53（11）全硫St，d（%）原煤0.361.080.56（11）精煤0.320.650.43（11）磷Pd（%）原煤0.0030.070.023（10）精
28、煤0.0040.0620.019（8）发热量Qb，ad（MJ/kg）原煤21.2730.3527.02（11）精煤31.1233.2932.20（11）元素分析（%）Cdaf精煤83.8886.3985.49（11）Hdaf精煤5.275.645.36（11）Ndaf精煤1.391.761.58（11）焦油产率Tar，d（%）8.5012.9010.39（9）灰熔融性ST（）126014001333（8）粘结指数GR.I689687（10）胶质层厚度Y（mm）9.521.617.95（10）煤 类QM45（2）1/3JM35（8）煤层项目15上16上16下17水分Mad（%）原煤0.911.5
29、91.17（6）0.973.121.70（9）0.901.721.36（4）1.023.171.52（7）精煤0.701.501.13（6）0.713.231.58（9）1.011.471.26（4）0.953.181.46（7）灰分Ad（%）原煤7.7028.6310.11（6）7.2928.7813.26（9）9.0512.0810.43（4）6.8882.7524.24（7）精煤5.247.496.43（6）3.288.896.25（9）5.697.466.80（4）3.488.725.19（7）挥发分Vdaf（%）原煤36.6440.9938.79（6）7.9638.8633.47（9
30、）35.3939.7437.74（4）20.9241.1633.85（7）精煤36.8541.6538.57（6）9.1838.6633.81（9）35.5740.5438.28（4）18.3539.6232.78（7）全硫St，d（%）原煤1.984.313.12（6）0.494.462.68（6）3.023.653.36（4）0.527.363.97（6）精煤1.622.171.83（6）0.332.992.27（6）1.893.202.62（3）0.352.92.23（6）磷Pd（%）原煤0.0030.0220.010 （5）0.0030.0490.019（5）0.004（2）0.006
31、0.0370.020（5）精煤0.0030.0140.005（4）0.0010.0310.013（5）0.003（2）0.0040.0240.012（5）发热量Qb，ad（MJ/kg）原煤28.7633.0131.35（6）27.8833.0931.45（6）31.3233.8232.49（4）27.8033.4130.64（7）精煤33.1634.2033.53（6）31.1534.8133.10（6）33.0733.2633.19（3）308734.6533.25（7）元素分析（%）Cdaf精煤84.1387.4485.01（5）83.4586.8185.46（6）85.5986.3885
32、.98（2）83.7986.8685.47（5）Hdaf精煤5.395.765.45（5）5.195.635.38（6）5.355.575.46（2）5.375.815.50（5）Ndaf精煤1.451.601.58（5）1.341.561.46（6）1.391.561.48（2）1.401.581.45（5）焦油产率Tar，d（%）13.3515.4714.70（3）8.8012.7011.45（4）4.9512.708.82（2）8.3013.7011.69（5）灰熔融性ST（）114012001180（3）119013601257.5（4）122013001260（2）111013501
33、202（5）粘结指数GR.I9410298（6）7710296（6）96105102（4）7510296（6）胶质层厚度Y（mm）35.544.539.68（4）13.044.032.64（5）42.048.044.9（4）12.043.035.8（5）煤 类QF46（4） FM36（2）FM36（4） QF46（1）QF46（1） QF46（3）FM36（1）FM36（3） QF46（2）QM（1）1.3.2 瓦斯赋存状况，煤尘爆炸危险性，煤的自燃性及地温情况 1. 煤层自燃发火 无自燃发火倾向。2. 瓦斯在勘探期间，仅对3煤层采取11层点瓦斯样，分析结果表明：其甲烷（CH4）成分和含量最高
34、分别为0.26%和0.003cm3/g燃，二氧化碳（CO2）成分和含量最高为5.60%和0.129cm3/g燃（Z-2号孔）该井田瓦斯含量普遍偏低，应属瓦斯风化带范围。由于区内各煤层埋藏较深，又有岩浆岩侵入，局部煤的变质程度有所增高，因此，在生产过程中应加强瓦斯管理，以防瓦斯聚集发生瓦斯爆炸事故。在建井过程中测得的回风中瓦斯含量极低，矿井平均瓦斯浓度0.02。三个煤巷风速400m3min，绝对涌出量0.24 m3min。岩石中游离瓦斯的含量很低，如大巷风量8470.57min/m3，瓦斯仅0.01%。3.煤尘各煤层煤芯煤样的煤尘爆炸性试验结果表明，火焰长度在140700mm之间，扑灭火焰的岩粉
35、量变化在4875%之间，可燃基挥发分一般在35%左右，根据挥发分和固定碳计算的煤尘爆炸指数变化在3642%间，故各煤层均有煤尘爆炸危险性。 4.地热井田共有31个钻孔（普查3个、精查25个、补勘3个）进行了测温工作，结果表明，井田内非煤系地层平均地温梯度1.85/100m，煤系地层平均地温梯度2.76/100m；全区地温梯度1.512.92/100m，平均2.20/100m，即地热增温率为1/45.45m，煤系基底广泛分布着奥陶系石灰岩含水层，据揭露奥灰Z-7号钻孔近似稳态测温资料统计，地温梯度一般为1.8/100m。在平面上，3煤层底板地温基本上与煤层底板等高线平行，即煤层埋藏越深温度越高。
36、但同一深度，由于所处构造部位不同以及受其它地质因素影响不同，地温梯度也就不同，如在背斜轴部，温度略有增高（图6-1）。总之，矿井3煤层底板温度大部分处于二级高温区，井田西部及北部处于一级高温区。1.3.3 水文地质区域范围东起峄山断层，西至聊考断裂，北起汶泗断层，南至凫山断层，东西长约160km，南北宽约80km，面积10000余km2（图5-1）。区域地表水系发育，鄄郓河、洙赵新河、万福河自西向东穿越本区流入南阳湖，京杭运河自北向南流经本区，光府河、泗河和白马河自东向西流入南阳湖。区内多为黄河冲、洪积平原，仅在区域中部及东南有小面积低山、丘陵。京杭运河以东，沉积颗粒粗，地下径流较强；运河以西
37、，松散层颗粒细，径流变弱，由东向西水质变差。嘉祥西部、巨野、郓城等地地势低洼，潜水位浅，蒸发强烈，潜水浓缩盐化，局部形成盐碱地。1.含水层区域内煤系地层直接充水含水层为山西组3煤层顶、底板砂岩裂隙含水层、太原组三灰和十下灰岩溶裂隙含水层，在部分矿井内，侏罗系砂岩亦为直接充水含水层（如南屯矿等）。3砂含水层厚度3060m，一般约40m，区域内钻孔最大单位涌水量0.504L/s.m，巨野煤田单位涌水量0.0252L/s.m；三灰含水层厚度比较稳定，平均约5m，兖州、济宁煤田三灰钻孔最大单位涌水量0.480L/s.m，巨野煤田单位涌水量0.1338L/s.m；上述两含水层为开采上组煤的直接充水含水层
38、。十下灰含水层厚度平均约5m，济宁煤田钻孔最大单位涌水量为0.484L/s.m，巨野煤田单位涌水量0.2617L/s.m；是开采下组煤的顶板进水含水层。第四系下组、新近系底部砂、砾层孔隙含水层，为各基岩含水层的补给水源。第四系厚度变化较大，为0338.76m，但规律性较强，大范围内东北薄、西南厚。据其颜色、岩性及其物性特征，可分为上、中、下三组。上组属强富水含水层，钻孔单位涌水量可达2.928L/s.m，为工农业用水的主要水源。中组以粘土、砂质粘土为主，属隔水层组。下组富水性较中组强，但较上组弱，钻孔单位涌水量最大可达2.147L/s.m。区内东部砂层渗透性较好，为煤层开采时基岩含水层的补给水
39、源之一。西部下组可分为上、下两段，上段富水性较强，下段以粘土、砂质粘土为主，底部常见湖相沉积的含钙粘土，使得下组水的下渗能力变差。新近系地层在巨野煤田厚264.40600.03m，平均510.42m，由北向南，由东向西逐渐增厚。由粘土类隔水层和砂砾层含水层相间沉积而成。据钻探取芯、测井资料及有关地震剖面综合解释成果，可分为上、下两段。上段：厚165.40 410.92m，平均346.82m。含水的中、细砂层与隔水的杂色粘土、砂质粘土相间沉积，砂层厚度较大，较松散，富含孔隙水。下段：厚76.00268.90m，平均163.60m。以厚层粘土为主，粘土呈杂色，比重大，常见白色高岭土层或石膏团块。砂
40、层以灰白、棕黄色的中、细砂为主，砂质不纯，多含粘土成分，该层段底部一般为厚层粘土、砂质粘土层，部分地段为砂、砂砾层直接覆盖在下伏地层之上。据邻区梁宝寺井田L-16号孔抽水试验资料，抽水层段砂层累厚9.57m，单位涌水量0.3831L/s.m，富水性中等，水质类型为SO4-Ca.Mg型，矿化度3.56g/L，水质较差。奥陶系灰岩为煤系基底含水层，在区域范围内其含水性具明显垂直分带性，浅部岩溶发育，含水丰富，属强含水层，向深部岩溶发育程度降低，含水性逐渐减弱。济宁煤田北部的许厂、代庄、何岗、唐口、葛亭及巨野煤田梁宝寺、郭屯、龙固等井田下组煤与奥灰间距较小，不足以抵抗奥灰水压力，奥灰水成为采下组煤的
41、底板进水直接充水含水层。单元内各含水层的水文地质特征见表5-1。奥灰隐伏区内岩溶普遍发育，区域上已有邹西、曹洼、嘉祥三个水源地。区域范围内，奥灰裸露补给区主要集中在凫山背斜丘陵区、滋阳山及嘉祥隆起区。凫山丘陵区有约200km2寒武系灰岩裸露，北部有零星奥灰出露，形成岩溶水补给区，接受大气降水和地表水补给后顺岩层倾斜方向由南向北流向邹西水源地。兖州西部的滋阳山一带亦有小面积奥灰出露，成为补给区。此外，区域外曲阜境内有约100km2的寒武系、奥陶系灰岩出露，在区外东北部形成补给区。补给区地下水沿曲阜水源地流向曹洼水源地，再南下流向邹西水源地，与北流的岩溶水汇合，形成强径流带，至南阳湖畔两城附近呈泉
42、群出露，成为泄水区。邹西水源地大部分地段为奥灰级（单位涌水量大于10L/s.m）富水区，水位变化较降雨迟后20天左右，与降水补给关系密切。目前邹西水源已开发，供水量10万m3/d，供水区域地下水位呈逐年下降趋势；曹洼水源地奥灰富水性为级（单位涌水量为110L/s.m），补给条件比邹西水源地差，供水水量约3万m3/d。 嘉祥隆起区有约100km2的寒武、奥陶系灰岩出露，在区域中部形成岩溶水补给区，接受大气降水后，沿地势向周围缓慢径流流向隐伏区。其中奥陶系灰岩出露区主要分布在兖（州）新（乡）铁路两侧，出露区至葛亭井田一带为奥灰隐伏区，这一带有希望成为新的水源地。 区域单元内含水层水文地质特征表含水层名称煤矿（井田）名称孔号底深（m）单 位涌水量（l/s.m）水质类型富水性第四系下组砂层兖州兴隆庄A35187.951.514HCO3-Na.Ca强济宁三号Q下-1161.100.045HCO3.SO4Ca.Mg弱新近系底部砂层巨野梁宝寺井田L16-3309.630.3831SO4Ca.Mg中巨野郭屯井田J-10611.400.1717SO4Na.Ca中巨野赵楼井田Z-11654.580.0004SO4.ClNa弱侏罗系下部砂砾岩兖州东滩东44174.710.155HCO3.SO4N