四采区(3上煤)设计

前言
济宁三号煤矿是一座年设计能力为500万吨的特大型矿井，2000年12月28
日正式投产。

投产时移交一采区、四采区、六采区共三个采区，其中四采区3
下
煤共布置5个工作面，最后一个面43
下
04工作面于2004年5月29日回采结束。

按照矿井初步设计,该采区3
上煤暂缓开采。

考虑到该采区3
下
煤已回采结束二年
左右的时间，根据山东科技大学采矿研究所关于《兖矿集团济三煤矿3
上、3
下
煤
上行开采可行性研究论证报告》，结合该采区3
上煤43
上
03工作面试采情况，经
矿研究确定，尽快进行该采区3
上
煤的开采工作。

一、设计依据
1.兖州煤业股份有限公司审批的该采区3
上
煤扩大范围后地质说明书。

2.《济宁三号矿井初步设计》（优化版1997.2）、《济宁三号矿井精查地质报告》。

3.《煤矿安全规程》国家安全生产监督管理局（国家煤矿安全监察局）2004年10月18日公布。

4.《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215—94）。

5.《兖州矿业（集团）有限责任公司采区设计方案、采区设计、综合机械化采煤（含综合机械化放顶煤）工作面设计和采掘作业规程管理办法》（兖矿集团生发[1998]928号）。

6.《兖州煤业股份有限公司采区设计方案和采区设计编制、审查补充管理规定》（兖煤股生技发[2005]129号）。

7.《兖矿集团济三煤矿3
上、3
下
煤上行开采可行性研究论证报告》（山东科技
大学采矿研究所）。

二、设计的指导思想
坚持安全第一的方针，以资源条件为基础，以经济效益为中心，选择合理的采掘工艺及先进的采掘装备，确保矿井取得最大的经济效益。

三、设计的技术特点
1.扩大了采区范围。

将十二采区F
8断层以西C
4—13
钻孔附近小范围3
上
煤层划
为该采区一同进行开采。

2.采用上行开采顺序。

该采区3
下
煤已大部份回采结束，根据山东科技大学
采矿研究所关于《兖矿集团济三煤矿3
上、3
下
煤上行开采可行性研究论证报告》，
结合该采区3
上煤43
上
03试验工作面的采掘情况，确定可以进行该采区3
上
煤的
开采工作。

3.不再留设断层煤柱，提高了煤炭资源回收率。

原《济宁三号井初步设计》规定留设断层煤柱原则为：断层两侧按落差和煤柱宽度1:1各留一定煤柱,落差≥100m的断层两侧各留100m煤柱，落差50∽100m的断层两侧最大各留50m煤柱，落差20∽50m的断层两侧最大各留30m煤柱，落差10∽20m的断层两侧最大各留20m煤柱。

根据矿井生产及掘进期间揭露的断层情况，确定本采区所有断层均不留断层煤柱。

第一章采区概况及地质特征
第一节采区概况
四采区位于矿井东区的中部，地表位于工业广场以北，井下东起F8断层与二采区（未准备）相邻，西至八里铺东断层与六采区（生产采区）相接，北部为十二采区（正在准备），南靠井底车场。

采区东西宽1～1.2 km，南北长 1.6～
1.8km ，面积约
2.05 km2。

3
下煤层全区发育，3
上
煤层在采区西北部冲刷无煤，
无煤区东西宽约0～0.9 km,南北长约0～1.1 km ,近似三角形，面积约0.66 km2。

由于十二采区F
8断层以西C
4—13
钻孔附近覆存小范围3
上
煤层，故将该范围3
上
煤
层划为该采区一同进行开采。

四采区3
上
煤层扩大后的面积为1.63 km2。

四采区地面标高+33～+36 m，目前地面大部分为3
下
煤层采后塌陷区，塌陷区目前最大下沉约3.84 m,部分为农田，幸福河自东北向西南贯穿整个采区地表与南阳湖相连。

矿区公路位于采区地表中部，矿区两路高压线于采区地表东部南北向经过本区，采区北部有村庄受采动影响。

区内共有钻孔11个（C
5—3、C
5—15
、C
6—4
、C
6—5
、C
6—14
、C
7—4
、C
7—5
、C
7—14
、C
8—4
、
C 8—5、C
8—6
），其中揭露3
上
煤层的10 个，封闭质量合格。

附近有钻孔C
8—7
、C
7—18、
C 7—6、C
6—6
、C
6—3
、C
5—4
、159、161，其中161、159、C
7—4
三孔精查报告确定为封闭
不良，分别于1998、1999、2000年由兖矿地质公司重新启封。

C
8—5
孔位于工业广
场保护煤柱内，J
3底界面未封闭，C
8—7
孔位于采区西南角八里铺东断层保护煤柱
内，Q 底界与J
3
顶部未封闭两孔精查报告确定为封闭质量基本合格，但两孔均位
于3
上煤层冲刷无煤区，对3
上
煤层开采无影响。

1983年底在普、详查的基础上于提出了《山东省济宁煤田三井田精查地质报告》1993年底对一、四、六三个达产采区进行了二维地震补充勘探，查明了
区内落差大于10 m的断层，目前四采区已回采5个3
下煤层工作面，3
下
煤层富
存条件及构造发育状况控制程度较高，3
上
煤层富存条件及构造发育状况相应得到进一步控制。

四采区3
下煤层全区发育， 43
下
00、43
下
01、43
下
02、43
下
03、43
下
04五个
工作面已回采结束，采区内工作面动用储量1042.63万 t ,采出量851.05万 t。

煤厚4.98 ～7.26m 平均6.67 m ,底板标高-500～560 m，倾角0～11°，五个工作面总面积1.13 km2揭露断层49条，采区3
下
煤层断层平均43.36条／km2，其中落差大于5 m的8条。

四采区3
下煤层回采过程中43
下
01工作面最大涌水量126.36m3／h，其它工
作面均未出现较大涌水，正常涌水量在3～30 m3/h之间；采区最大涌水量130.53 m3／h，正常涌水量在20 m3/h左右。

第一节采区地质及煤层特征
一、采区地层
采区地层自上而下分为：第四系、侏罗系上统蒙阴组、二迭系上统上石盒子组、二迭系下统下石盒子组、山西组、石炭系上统太原组、石炭系中统本溪组及奥陶系中、下统，现分述如下；
1. 第四系（Q）
厚162.8～195.2m，平均181.6m。

由粘土、砂质粘土、砂及砂砾层组成，按
岩性及物性特征可分为Q
上、Q
中+Q
下二段。

（1）Q
上段
：以黄、灰黄色夹少量灰黑色粘土、砂质粘土及细、中砂为主，局部夹薄层粘土质粉砂，有时为灰及灰绿色，厚度约为70m。

（2）Q
中+Q
下段
：由灰绿、灰白色及黄色砂砾、粘土质砂砾、粘土、砂质粘土
等组成，上部偶夹少量黄、灰黄色粘土、砂质粘土，厚度约为123m。

第四系属河湖相沉积，与下伏地层呈不整合接触关系。

2. 侏罗系上统蒙阴组（J
3m
）
残厚155.0～231.9m，平均195m，主要为紫色、暗紫色中、细粒砂岩，顶部含较多的粉、细砂岩，且常夹有灰及灰绿色岩层。

本段中、上部侵入有灰绿色辉长岩层状侵入体，厚39.3～93.1m，平均59m。

主要为角闪辉长岩及橄榄辉长岩等，主要矿物为基性斜长石（拉长石）和暗色矿物辉石、橄榄石及黑云母等；副矿物有少量磷灰石及磁铁矿。

岩浆岩顶、底部及其邻近的砂岩内生裂隙较发育，砂岩受岩浆烘烤变硬变脆，颜色变浅或呈烟灰色，形成含水段。

下部常发育一层砾岩，杂色，成分主要为石英、长石、石灰岩等；铁泥质胶结，质坚硬，裂隙发育，透水性较好，构成侏罗系主要含水段。

3. 二迭系石盒子组（P
21
）
厚45.4～128m，平均59m，主要由浅灰、灰黄、灰绿及紫红色等的铝质泥岩、粉砂岩及灰绿色砂岩组成，上部厚层状灰白色石英砂岩作为区域对比的标志。

下部为灰至浅灰色砂岩夹深灰色泥岩、粉砂岩，底部以不稳定的厚层状砂岩与山西组分界，含较多植物化石。

4. 二迭系下统山西组（P
11
）厚95.35～182.3m，平均113.6m，为主要含煤地层，主要由灰白色至灰绿色砂岩、杂色、深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩及煤层
组成。

上部以杂色、深灰色粉砂岩为主，夹灰及绿灰色中、细砂岩薄层，中下部以灰～灰白色中、细砂岩为主，底部多为砂泥岩互层，偶见泥质包体；发育波状层理、斜层理等。

含煤2层（3上、3下），以3下煤层为主采煤层，厚度4.98～7.25m ，平均6.67m ；3上煤层厚度0～2.43m ，平均1.29m ，局部受河流冲刷缺失。

本组粗碎屑颗粒含量比例较高，以三角洲沉积为主。

3上煤层顶板砂岩及3下煤层的顶底板砂岩含水裂隙发育，构成本组主要含水层段，与下伏太原组地层连续沉积，太原组顶部的海相泥岩是其分界面。

5. 石炭系上统太原组（C 3）
厚163.95～179.75m ，平均173.6m ，主要由深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩、
灰色砂岩、灰至灰褐色铝质泥岩、薄层石灰岩及煤层组成。

含石灰岩十层（二、三、五、六、七、十上、十下、十一），八、九、以三、十下灰最为稳定，是煤岩层对比的良好标志层。

含煤17层（6、8上、8下、10上、10下、11、12上、12下、14、15上、15下、16上、16下、17、18上、18下、19），可采与零星可采5层，其中16上煤层全区可采， 17煤层大部可采，6、10下、15上煤层零星可采，厚度大部在0.60m 以上；其它煤层区内均无可采点。

本组地层主要为过渡相及浅海相沉积，相环境稳定，旋回结构与粒度韵律清晰，易于对比，与下伏本溪组地层连续沉积，富含海相动物化石和植物化石。

6. 石炭系中统本溪组（C 2）
厚约50m ，主要由杂色粘土岩、铝质泥岩及薄层石灰岩组成。

含石灰岩二层（十三、十四灰），厚度较大，分布较稳定，为良好标志层。

本组底部常为一层浅灰色为主、夹紫红色的铁铝质泥岩，相当于G 层铝土岩或山西式铁矿层，与下伏奥陶系地层呈假整合接触关系。

7. 奥陶系中、下统（O 1~2）
主要为灰及棕灰色厚层状石灰岩、豹皮状灰岩夹泥灰岩及钙质泥岩等，岩溶较发育，为开采下组煤的主要充水含水层，据兖西水源勘查资料，总厚可达742m 。

二、煤层及煤质 1. 煤层
3上煤层位于山西组中部，上距B 层铝土岩约65.08m ，在采区西北部冲刷无煤，面积约 ０.66Km 2。

标高-510～-540m ，煤层厚度0～ 2.43 m ，平均 1.29 m 。

可采范围内煤厚0.70～2.43m ，平均1.48m ，3上与3下煤层间距32.49～51.12m ，平均38.62m （C 6-5剔除），见表1－1。

含夹矸0～2层，岩性为泥岩。

采区内11
个钻孔中1个钻孔3
上煤层冲刷，使3
上
煤层部分冲刷缺失，主要是在成煤物质聚
集后顶板岩石形成过程中，受到河流冲刷所致，冲刷区域与正常煤厚之间变化急剧，可采性指数0.89，全区煤厚变异系数0.47，可采范围煤厚变异系数0.27，为较稳定煤层。

煤层结构简单，煤层顶板为泥岩或粉砂岩，煤层底板为泥岩。

3
下煤层位于山西组下部，下距6煤层平均35.23m，四采区3
下
煤层全区发育
为较稳定煤层。

煤层结构较简单，局部含夹矸一层。

目前，43
下00、43
下
01、43
下02、43
下
03、43
下
4五个工作面已结束回采，煤厚4.98 ～7.26m ，平均6.67 m ,
底板标高-500～560 m，倾角0～11°。

表1－1 煤层间距
2. 煤质
3
上
煤层按中国煤炭分类标准为QM45。

黑色以亮煤为主，暗煤次制之，沥青-玻璃光泽，裂隙发育。

硬度1.35，视密度1.38。

灰、硫、磷等有害成分含量低，结焦性能好。

发热量23.87-30.56MJ/Kg,是良好的动力用煤和炼焦用煤。

主要煤质指标如表1-2：
三、采区构造
四采区采3
上
煤层埋深在495m～540m之间，南部浅，北部深。

整体为八里
铺东和F
8
两边界断层形成的地垒构造，煤系地层总体为一向北西倾斜的单斜构造，地层倾角一般2°～5°，因受断层牵引影响，局部倾角较陡，可达8°，采
区北部形成以C
5-3为中心的宽缓向斜。

依据3
下
煤层采掘过程中实际揭露资料分
析，3
上
煤层中落差大于等于3m断层16条，全为正断层，其中落差大于50m的2
条，10～20m的2条，5～10m的7条，3～5m的5条。

因受区域构造影响，采区东西两侧断裂构造以近南北向为主，区内断层多为北西向，构成采区构造的主体，并控制了煤层的主体形态。

本采区地质构造条件属中等类型。

主要断层主要特征简述如下：
1. F
8
断层
采区东部边界断层，贯穿采区南北，正断层，落差0～110m，倾角70°，
走向近南北，倾向东，错断层位为J
3～O
2
，断层向北进入十二采区，向南逐渐尖
灭。

采区的北部落差较大，大于100m。

该断层在3
下
煤层回采过程中进行了井下钻探，程度控制较高。

2. 八里铺东断层
为采区西部边界断层，贯穿全区，正断层，总体走向近南北，沿走向多曲折，
倾向西，倾角68°，落差45～56 m。

错断层位J
3～O
2
，断层向北进入十六采区，
向南延入五采区。

3. 断层发育规律
八里铺东、F
8
断层是采区构造重要控制性断层，其余断层均小于20m，且多为小于10m的小断层。

总体上落差与长度呈正相关关系，即落差越大，延展长度越长，但个体间也有差异，差长比24～127。

采区内断层的发育具有明显的方向性，在两边界大断层的控制下，小断层的展布方向也具有很好的规律性，以NNW向断层最多，其次是NW向，近东西向极少。

断层统计见表1-3。

第三节采区水文地质条件
一、相邻采区及本采区实见水文地质情况
四采区东西分别与二、六采区相邻，南北与三、十六采区相邻。

目前、六采区正在开采3
下
煤，二、三、十二采区为未生产采区。

1.一采区：位于三采区以东，目前已回采结束5个3
下
煤工作面，1个工作面正在生产。

主要的涌水水源为红层及3煤顶部砂岩。

红层含水丰富，含孔隙裂隙型水，所含水以静储量水为主；3煤顶部砂岩含裂隙水，含水不均一，富水性
一般。

二者在工作面回采过程中最大涌水量533.84m3/h(13
下01工作面)，对工作
面安全回采影响较大。

2.六采区：已回采4个工作面，1个工作面正在准备。

主要的涌水水源为3煤顶部砂岩。

3煤顶部砂岩含裂隙水，含水不均一，富水性较好，在工作面生产过程中表现为突发性和多发性，最大涌水量527.13m3/h(63
下
01工作面)，对工作面安全回采影响较大。

3.四采区：目前四采区3
下
煤已回采5个工作面，总面积1.13km2。

涌水水源为3煤顶部砂岩，富水性一般，所含水以静储量为主，最大涌水量126.36 m3/h (43下
01工作面)，对生产的影响程度一般。

综合本采区及相邻采区3
下
煤开采时的涌水资料，分析认为，红层向工作面涌水时涌水量大，且稳定，区域性强；3煤顶部砂岩富水性一般，但不均一，具突发性和多发性特点，在各区域均有涌水。

二、煤3
上
水文地质条件
1.主要含（隔）水层
第四系砂砾含水层：第四系平均厚181.6m，按颜色、富水性等特征分上下
两组。

据Q
下-1
号孔资料，第四系下组单位涌水量0.045L/s.m，水位标高17.91m(2004.3.26) 。

在第四系底部大部沉积一层平均存度6.44m的粘土层，对第四系砂层水下渗补给基岩含水层具有一定的阻隔作用。

侏罗系红层：主要由砖红、紫红色砂岩、粉砂岩间夹砾岩组成，平均厚195m，
距3
上
煤151.79m，按富水性差异分上下两段。

含孔隙裂隙型水，层间水力联系
较强，为统一的含水体。

据J
3-1
号孔资料，单位涌水量0.005 L/s.m，水位标高
-243.12m(2004.3.26) 。

受3
下
煤采动影响，采场范围内水位已大幅下降。

3
上煤顶底板砂岩：3
上
煤层顶板以粉砂岩为主，次为泥岩、细、中粒砂岩，
平均厚20.8m，含裂隙水，含水极不均一。

在3
下
煤开采过程中表现为突发性和多
发性涌水，对生产的影响较大。

2.边界水文地质条件
四采区东西两边界分别为F
8
断层、八里铺东断层。

两断层均为落差大于50m
的正断层，最大落差110m. F
8
断层巷道工程揭露，但在井下施工探测钻孔时均未出现涌水现象。

八里铺东断层有3条巷道揭露，均未出现涌水现象。

说明本区段断层在天然条件下含导水性较差，但受采矿工程的影响存在断层的导水性变强的可能。

因此，本采区边界水文地质条件简单至中等。

3.导水裂隙高度计算
导高计算公式采用兴隆庄煤矿《巨厚含水砂层下综放开采及合理回采上限试验研究报告》中全煤厚综放开采条件下导高计算公式：H=100M/（0.84M+4.57）+6.30；计算结果见表1-4:
表1-4 四采区3
上
煤导水裂隙高度计算表
4.突水危险性分析
从四采区3
上煤导水裂隙高度计算表可以看出，3
上
开采时所产生的导水裂隙
波及不至红层，其主要的充水含水层为其顶板砂岩水，且该含水层富水性一般、
补给和迳流条件差，所含水以静储量水为主，且从3
上、3
下
导高分析知在3
下
煤
开采时已部分疏放（3
下导高平均71.1m，3
上
导高＋3
上
与3
下
间距平均70.89m）。

因此，本采区开采3
上
煤时突水的危险性较小。

三、涌水量预计
由于四采区3
下煤已回采完毕，3
上
煤位于3
下
煤之上，两者在回采过程中的
充水条件相似。

就本采区而言，覆岩导水裂隙的发育高度对涌水量的大小起主导作用。

因此，采用比拟法预测四采区开采3
上
煤时的涌水量。

1.最大涌水量预计
计算公式：Q=Q
0H/H
，计算结果：Q=156.87m3/h
式中：Q 为预测开采3
上
时最大涌水量
Q
0为四采区开采3
下
煤时最大涌水量，取130.53 m3/h
H为开采3
上煤时导水裂隙发育高度(取C
6-4
孔：43.06m)
H
0为开采3
下
煤时导水裂隙距3
上
煤顶板的高度(按同一公式计算，3
上
与3
下煤平均间距取38.62m；3
下
煤取C
6-14
最大厚7.26m)35.83m。

2.正常涌水量预计
采用经验公式Q
正常=Q
max
/k计算正常涌水量，计算结果是：24.02 m3/h
式中：Q
正常为预测四采区开采3
下
煤时正常涌水量
Q
max 为四采区开采3
下
煤时采区最大涌水量，取130.53 m3/h
k为最大涌水量与正常涌水量比值，即偏离系数，130.53/20=6.53
3.预测结果评价
综合分析四采区资料，上述预测结果可能偏大，原因有三：一是3
上
煤导高
范围内含水层中的水一部分在开采3
下
煤时疏放，在计算过程中未将其排除。

二
是在计算3
上
煤导高时只考虑其上覆岩层未受破坏的情况。

三是3煤顶砂水位较3
下煤开采前已下降43.78m（现P
1-3
孔标高：-124.87m），综合考虑，四采区开采3
上
煤时最大涌水量取156.87 m3/h，正常涌水量24.02 m3/h。

4.目前四采区排水系统及能力
四采区泵房按采区正常涌水量100 m3/h, 最大涌水量240 m3/h设计，3台MD155³2型耐磨离心泵，2路Ф159³4.5排水管，将水转排到-518水平排水沟内。

第四节开采技术条件
一、煤层顶底板条件
3
上
煤层顶板以粉砂岩为主，次为泥岩、细、中粒砂岩，偶具炭质泥岩伪顶，底板以粉、细砂岩为主，次为泥岩，偶为中粒砂岩。

3
上顶板抗压强度95.6～144.3Mpa，划为不稳定～中等稳定顶板，但该区3
上
煤
层为上行开采，下部3
下煤大部分已回采，3
上
、3
下
煤层间距32.49～51.12m，
平均38.62m，造成3
上煤层及其顶底板松软裂隙发育，故应将3
上
煤顶板划为不
稳定顶板。

底板以泥岩、粉砂岩为主，抗压强度21.5～45.1Mpa，多为不坚固岩石。

底板为不稳定底板。

二、瓦斯、煤尘爆炸和煤的自燃倾向
1 .瓦斯
本矿井定为低瓦斯矿井。

椐精查报告：3
上
煤层瓦斯（甲烷）最高含量1.27
cm3/g燃、平均1.56 cm3/g燃，最大瓦斯成分45.32%、平均19.28%。

3
上
煤层位
于煤系上部，最大含量与平均含量均较其他煤层小。

据四采区C
7-14
孔瓦斯（甲
烷）含量0.14cm3/g燃，瓦斯成分6.84%。

2.煤尘爆炸性和煤的自燃
四采3
上
煤层煤尘爆炸性试验结果表明，火焰长度变化于580～660mm之间，扑灭火焰的岩粉量变化在60～85%之间，有煤尘爆炸危险性。

在生产中必须采取
通风、洒水等有效措施，预防煤尘爆炸。

四采3
上
煤层原样着火温度变化在329～339℃之间，还原样与氧化样着火点之差(△T)为8～10℃，为确保生产安全，在开采过程中应采取防火措施。

据2001年3
下
煤鉴定：矿井瓦斯相对涌出量0.38m3/t，绝对涌出量4.07m3/min，二氧化碳相对涌出量0.54m3/t，绝对涌出量为5.66m3/min；采区瓦斯最大相对涌
出0.60m3/t，二氧化碳最大相对涌出量0.68m3/t，鉴定等级为低沼气矿井。

3
下煤尘爆炸指数为41.15%，结论为强爆炸，有煤尘爆炸危险性。

煤炭自燃倾向为Ⅱ
类易自燃，自燃发火期为3～6个月。

三、地温与矿压情况
1.地温
根据精查勘探地质报告，本矿井恒温点(带)深度、温度分别为55m、16.5℃，平均地温梯度2.44℃，属地温正常区。

2.矿压情况
43
下
03试采工作面直接顶初垮及老顶初次来压情况：
43
下03工作面开始回采时，由于工作面处于3
下
煤裂隙带影响范围内，裂隙
发育，顶板完整性较差，且直接顶为泥岩，破碎易冒，工作面推过切眼后直接顶即随采随冒。

当工作面推进43.3m（含切眼）时，开始出现明显的压力显现：中部至溜尾煤壁开始出现较大面积的片帮，平均片帮深度为100～200mm，并有明显的纵向裂隙，顺槽超前支护范围段有煤体压裂声响，工作面支架阻力呈现明显增阻趋势，整架平均工作阻力为2646kN，特别是溜头--20＃架平均阻力高达3500KN，普遍大于来压前，工作面正处于老顶初次来压阶段，初次来压步距为43.3m，随着工作面推进，工作面压力显现渐趋平缓，整架平均工作阻力降至2352KN，老顶初次来压结束。

本工作面老顶初次来压总体强度较弱，动载系数为1.1，主要矿压显现有：支架工作阻力相对较大、煤壁受压纵向裂隙较多并有明显的片帮、辅顺超前支护段有煤体压裂声响，但与我矿其他工作面初次来压显现规律不同的是，该工作面
来压期间并没有出现明显的煤炮、顶板断裂声响，根据分析初步认为主要有以下
03综采工作面为上行开采工作面，受下煤层采场上覆岩原因：其一，由于43
上
层活动的影响，工作面围岩位于下煤层上覆岩层的规则裂隙带范围内，顶板完整
性比较差，应力不能正常传递和转移；其二，由于直接顶为泥岩和粉砂岩，平均
厚度为2.8m，加之工作面采高小，直接顶垮落后基本完全充满采空区，留给老
顶活动的空间比较小，老顶弯曲沉降、断裂之后很快触矸，将一部分自重应力作
用于采空区后方煤层地板，缓解了对工作面的压力影响；第三，工作面老顶厚度
比较小，平均厚度8.5m，老顶自重小，断裂后对工作面压力影响肯定要小。

老顶周期来压：
煤回工作面自老顶初次来压后，未出现明显的周期来压现象，这与我矿3
下
煤采动影响，3采所有工作面矿压显现规律有明显不同，分析原因为：（1）受3
下
煤顶板裂隙比较发育，整体性较差，容易破断垮落，随工作面的推进，在采空上
区后方不远处即自行垮落，不会形成长的悬臂梁，因而也就不会形成常规的周期
来压；（2）工作面采高小，设计采高1.65m，直接顶平均厚度2.8m，按1.6的
碎胀系数计算，直接顶垮落后充填高度为4.48m，基本能够填满采空区，因此，
上覆老顶岩层运动空间很小，基本上表现为缓慢下沉，不会出现明显的断裂垮落，
也就不会出现周期来压。

（3）工作面推进速度快，平均日推进15m左右，这样，
煤老顶能在工作面上方以悬臂梁的状态存在并周期性断裂，形成理论上即使3
上
的周期来压，但工作面的快速推进很快将周期性断裂的老顶甩到采空区后方，因
而不会对工作面产生大的压力影响。

超前支承压力分布特征：
通过工作面顺槽安设的7组共35个钻孔应力计实测垂直应力分布数据来分
析，初步得出：本工作面超前支承压力影响不明显，工作面前方40m以外基本为
原岩应力区，超前支承压力升高区在工作面前方15～40m，垂直应力增加值一般
在1.5MPa左右，应力集中系数平均1.2,垂直应力增加值最大7.1MPa,应力集中
系数最大1.64，从工作面前方15m开始进入垂直应力降低区，靠近工作面煤壁时垂直应力基本降为0。

可以看出，本工作面超前支承压力分布与我矿3
下
煤工作面回采期间超前支承压力峰值区域、影响范围、垂直应力增加值、应力集中系
数等都有明显不同。

推测主要由于受3
下
煤采动影响，煤体及顶板裂隙发育，完整性差，上覆岩层作用于煤层及顶板岩层中的应力不能正常传递和转移，部分应力被塑性破坏的煤岩体所吸收。

根据43
上03工作面矿压显现情况，初步确定四采3
上
煤老顶初次来压步距为
40～45m，动载系数为1.1左右；周期来压不明显；超前支承压力升高区在工作面前方15～40m，垂直应力增加值一般在1.5MPa左右，应力集中系数平均1.2,垂直应力增加值最大7.1MPa,应力集中系数最大1.64。

第五节采区储量
一、储量计算范围
本次参加储量计算的煤层为3
上煤层，储量计算范围即：北部以十二采区F
8
断层以西3
上
煤层冲刷边界为界，南为工业广场保护煤柱线，西起八里铺东断层
下盘断煤交线或其延长线，东至F
8
断层下盘断煤交线。

储量计算面积：1627785m2。

二、工业指标
3
上
煤层气煤为主，属炼焦配煤，煤层倾角5°～8°，根据《煤、泥炭地质勘查规范》规定，最低可采厚度为0.70m，原煤最高可采灰分≤40%。

三、断层煤柱的留设
原《济宁三号井初步设计》规定留设断层煤柱原则为：断层两侧按落差和煤柱宽度1:1各留一定煤柱,落差≥100m的断层两侧各留100m煤柱，落差50～100m 的断层两侧最大各留50m煤柱，落差20～50m的断层两侧最大各留30m煤柱，落差10～20m的断层两侧最大各留20m煤柱。

根据矿井生产及掘进期间揭露的断层情况，确定本采区所有断层均不留断层煤柱(但在计算可采储量时,还按规定要求扣除断层煤柱)。

四、参数的确定
1.煤层厚度的确定
见煤点的采用：参加储量计算的见煤点厚度均为煤层假厚，见煤点质量为合格或甲级以上。

断层影响点不参加储量计算。

对有夹矸煤层的处理：煤层中夹矸厚度≤0.05m时，与煤层合并参加储量计。