冻结法施工组织设计毕业论文第二篇第一章：井de筒概况梁宝寺二号井由肥城矿业集团公司投资兴建，矿址位于省嘉祥县，东南距嘉祥县城约20km。

矿井由中煤国际工程集团设计研究院设计，设计生产能力为1.2Mt/a；采用立井开拓，工业场地布置有主、副、风三个立井井筒。

风井井筒井口设计标高+40.500m，井筒中心坐标：X=3939282.968m，Y=20426652.891m，井筒净直径 5.5m，井筒总深度977.500m。

梁宝寺二号井风井井筒主要技术特征表第二章：井筒地质及水文地质2.1地层区域东起峄山断层，西至聊考断层，北起汶泗断层，南至单县、韩台断层。

地层区划属华北地层区鲁西地层分区地层小区。

地层自上而下有新生界第四系，上、下第三系；中生界侏罗系；古生界二迭系、石炭系、奥陶系、寒武系、震旦系、太古界泰山群。

巨野煤田位于华北地台鲁西台背斜鲁西南断块坳陷的中、西部，就东西向构造带而言，位于昆仑～秦岭纬向构造带的东延北支部分，并处于和新华夏系第二沉降带的复合端。

因受昆仑-秦岭构造带、环太平洋构造带的影响，东西向及南北向的正断层发育较好，形成棋盘格状的构造格局，具有经济价值的煤层均赋存于地堑。

风井井筒由上到下穿过的地层有第四系、第三系、二叠系上石盒子组、二叠系下石盒子组地层，分述如下：（1）第四系底深145.55m，厚145.55m，主要由中－巨厚层砂质粘土、粘土质砂砾及砂层组成。

粘土的粘性及膨胀性较强；砂质粘土含中-细砂为主，粘性不均一，较松散，局部有钙质结核；砂层以细-粗粒为主，纯净，松散。

本段地层粘土、砂质粘土总厚度105.22m，占本段地层的72.3％。

（2）第三系底深453.85m，厚308.30m，为一套湖相沉积，不整合于下伏基岩之上，主要有厚层粘土，砂质粘土及砂层组成。

粘土的粘性、膨胀性较强，切面光滑，局部半固结，含细砂及钙质结核。

本段地层粘土、砂质粘土总厚度234.59m，占该段地层的75％。

（3）二叠系a、上石合子组：底深966.15m,厚度512.30m,主要为厚层泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩组成。

泥岩呈灰、褐红、紫褐、褐黄色，块状构造，硬度低，生滑面发育，遇水易崩解。

砂岩灰白色，细-中粒结构，钙质胶结，硬度较高，垂直裂隙发育。

粉砂岩呈灰色，致密坚硬，岩芯较完整。

顶部为风化带，厚度18m，风化带岩石强度低，裂隙发育，岩芯破碎。

b、下石合子组；底深985.12m（未透），厚19.06m，主要由浅灰色粗粒砂岩，中粒砂岩、细砂岩及粉砂岩组成。

局部裂隙发育，充填方解石。

2.2构造井检孔穿过的地层取芯率高，岩芯完整，地层倾角正常，未发现断层破碎带。

风化带地层裂隙发育。

附图1-3 梁宝寺二号井风井井筒检查钻孔柱状图2.3地层产状及主要褶曲全区呈宽缓褶曲构造，次一级褶曲发育，翼部倾角较缓，为5-10°，受F1、F13断层的影响，本区东、西地段局部地层倾角较大，为20°±，纵观全区，地层呈南部缓、北部陡的趋势。

区褶曲以贯穿全区的梁宝寺向斜为骨架构造，从东向西依次为王庄向斜、南宋庄背斜、梁宝寺向斜、黄河背斜、申庄向斜、贺庄背斜、程庄向斜、武寨背斜、杜垓向斜、庄背斜。

表2-3-1 主要褶曲一览表2.4 断层断层分为东西向、北东向、北西向及南北向四组，其中北西向断层最多，北东向断层次之，东西向断层和南北向断层较少。

除F26为逆断层外，其余均为正断层。

经地震和钻探发现、证实落差大于30m的断层共47条，其中东西向断层4条，南北向断层5条，北东向断层15条，北西向断层23条；按照落差划分，落差≥l00m的断层10条，落差≥50m~<100m的断层23条，落差≥30m~<50m的断层14条。

见表2-4-1表2-4-1梁宝寺井田断层情况一览表2.5岩浆岩井田有一中性岩浆岩侵入体，侵入组地层之中，对16、17煤层及煤质有不同程度的影响1、岩浆岩的侵入围及产状全区共有78个钻孔，其中见岩浆岩25个钻孔，占32％，主要分布于井田的中部及东部。

从钻孔所获资料看其侵入层位、深度、侵入体的层数、厚度均有较大变化。

2.5.1、岩浆岩的矿物成分与结构、构造肉眼鉴定：岩浆岩呈灰色，矿物组成主要为斜长石、角闪石及石英等，角闪石晶形完好，呈针状及长条状、半晶质细粒斑状结构，块状构造。

据地矿局中心实验室对L-1，L-4号孔岩浆岩标本的镜下鉴定为闪长粉岩，斑状构造，基质为显微粒状结构，岩石的组成矿物有斜长石、普通角闪石、石英、磁铁矿、磷灰石、铅石等。

据核工业部北京第三研究所采用钾-氢法对岩浆岩的同位素年龄测定，绝对年龄为68.15百万年，大致相当于燕山晚期。

2.5.2、对煤层、煤质的影响本区岩浆岩侵入层位在三灰到十二灰之间，并以顺16煤层侵入为主，因而对16、17煤层的影响较大，使煤层部分被吞蚀或变成天然焦。

因组3煤层距岩浆岩间距较大，煤层厚度未受影响，仅在本区中西部煤层变质程度略有些高2.6 水文地质2.6.1井田水文地质条件梁宝寺井田位于巨野煤田东北部围属黄河冲积平原，煤系地层被新生界、古生界二叠系上、下石盒子组地层深层覆盖，为全隐蔽井田。

本井田地处东西两侧边界大断层所处的地堑块段，边界断层F1、F13落差均大于700m，区外下盘奥灰抬起，使得区煤系地层中含水层与区外奥灰对接，形成东、西部补给边界；北部以F24断层为界，落差l000m，区地层下降、区外上升，煤层赋存深度大于1500m，煤系含水层接受补给条件差；南部以奥灰隐伏露头为界，形成南部补给边界。

2.6.2含（隔）水层井田，与煤层开采有关的含水层段主要有6个，从上至下依次是Q+N砂砾层，P12+P21砂岩、3煤顶、底板砂岩、组三灰、十下灰及中奥陶统石灰岩。

其中3煤顶、底板砂岩和组三灰为开采上组煤的直接充水含水层；十下灰及中奥陶统石灰岩为开采下组煤的直接充水含水层。

一、新生界含（隔）水层（1）第四系砂砾层孔隙含水层第四系地层广布全区，与下伏上第三系地层呈不整合接触，厚度94.90~146.30m，平均116.85m。

含水的砂、砾层与隔水的粘土、砂质粘土层相间分布，地下水呈多层赋存状态，第四系含水层含水丰富，为农业用水及生活用水的主要来源。

（2）上第三系砂砾层孔隙含水层上第三系地层厚195.23~368.73m，平均280.84m，由粘土类隔水层和砂砾层含水层相间沉积而成本区第四系、上第三系的粘土层分布广泛，厚度稳定，隔水性能良好，且大都与含水的砂层交互沉积，从而使得各砂层间在垂向上的水力联系较差。

上第三系底部普遍沉积有一层含砾粘土，局部块段有粘土质砂砾层不整合于基岩上。

由于这些粘土隔水层隔水性能较好，使得第四系、第三系砂砾层含水层对基岩含水层补给能力差，在垂向上无水力联系。

二、P12＋P21含（隔）水层该地层含水层岩性主要为中、细砂岩，局部有粗砂岩和含砾砂岩，砂岩中的裂隙比较发育。

区有78个孔穿过，10个孔漏水，漏水孔率12.8％。

据L7-3号孔抽水试验资料，单位涌水量0.0031~0.0141L/s.m，富水性弱，水质类型为SO42-—K++Na+型，矿化度4.097g/L.该段含水层远离煤层，一般均位于采煤裂隙带之上，正常情况下对采煤没有影响。

该地层杂色泥岩和粉砂岩厚度大、隔水性能良好，使基岩含水层垂向补给微弱，进一步阻隔了上部含水层对煤系含水层的补给。

三、断层导水性井田断层极为发育，东、西、北三个边界均为落差大于700m的大断层组成，经过多次勘探和物探证实，井田共有断层300多条，其中落差大于30m的断层有47条，从已掌握的资料来看，除东部、西部、北部三个大断层接受区外含水层补给外，绝大部分断层均不导水2.6.3本矿井充水因素一般来讲，决定矿床充水条件好坏的根本原因取决于充水水源的规模和充水途径的导水性能。

本区开采上组煤时的主要水源为3煤顶底板砂岩裂隙水和组三灰水，它们接受补给的能力均较差；开采下组煤的主要充水水源为组十下灰水和奥灰水，其中尤以奥灰对下组煤的开采威胁最大。

矿井主要的充水途径为断裂带、接触带、采空区上方冒落裂隙带及底板被破坏导致的裂隙带等。

断裂带、接触带是地下水进入矿井的重要途径之一，它们在矿井充水中具有特殊的重要意义。

据有关统计资料表明，矿井突水事故大多与它们有关，因为构造断裂与接触带地段，岩层破碎、裂隙、岩溶相对其它地段发育，导致岩层透水性增强，常常成为地下水的汇集带和强迳流带，含水丰富。

因此在生产过程中接近或触及这些地段时，矿井涌水量往往会突然增大，有时甚至造成突水淹井事故。

生产实践资料证明，在断层密集地段、断层交叉处或断层尖灭处，往往岩层支离破碎，大大降低了隔水层的抗强度，因此极易发生突然涌水。

本井田构造较复杂，小断层、小褶曲发育，它们将是影响未来矿井涌水的重要因素。

采空区上方冒落裂隙带是地下水进入矿井的又一重要途径。

采空区上方岩层因其下部采空失去平衡，引起岩层破坏和断裂，使得原有的裂隙扩、延伸，若向上触及含水层时，亦会造成矿井涌水量的增大。

底板突破导致地下水涌入矿井，在本区亦存在这种途径。

开采下组煤时，奥灰水由于强大的水压力向上冲破煤层至奥灰顶界面之间的压盖隔水层而涌入矿井。

奥灰水能否底鼓受多种因素制约：奥灰岩溶发育程度和奥灰水压力的大小、奥灰压盖隔水层的厚度、岩性组合关系、抗强度、地质构造及采煤方法等。

本区煤系基底含水层奥灰在井田南部埋藏较浅，岩溶裂隙发育，富水性强，水量大，水压高，对下组煤的开采威胁极大。

下组煤层至奥灰的间距偏小，又因奥灰含水丰富，水压亦大，致使开采下组煤的难度增大，生产过程中应采取有效的防治措施，加强防，以策安全。

2.6.4矿井涌水量计算本矿井主采3煤层，生产过程中的主要充水含水层为3煤顶、底板砂岩和组三灰。

根据地质报告，一水平3煤层顶底板砂岩和三灰的正常涌水量为346.0m3/h和129.0 m3/h，3煤层顶底板砂岩和三灰的最大涌水量为600.0m3/h和180.0m3/h；二水平3煤层顶底板砂岩和三灰的正常涌水量为262.0m3/h和39.0m3/h，3煤层顶底板砂岩和三灰的最大涌水量为500.0m3/h和150.0m3/h；考虑到井筒淋水、防火灌浆回水、消防洒水等因素的影响，设计确定一水平矿井正常排水量为516.0m3/h，考虑三灰及3煤顶、底板砂岩涌水量的不均匀性，为安全起见，矿井最大排水量取820.0m3/h。

设计确定二水平矿井正常排水量为340.0m3/h，考虑三灰及3煤顶、底板砂岩涌水量的不均匀性，为安全起见，矿井最大排水量取690.0m3/h。

由于本矿井为两个水平开拓，梁宝寺一水平后期为下山开采，为节约排水费用，中后期梁宝寺一水平的矿井涌水全部由梁宝寺二水平排至地面，此时，二水平正常排水量为856.0 m3/h，矿井最大排水量为1510.0 m3/h第三章.冻结设计3.1设计原则和目的（1）设计的冻结壁厚度和强度满足井筒安全掘砌施工的要求，井筒掘砌中不发生因冻结壁原因引起的人员和工程质量事故。