瓦斯地质图编制说明书

习 水 县 民 化 乡 龙 宝 煤 矿矿 井 瓦 斯 地 质 图 编 制 说 明 书（生产规模：15 万 t/a）贵州正合矿产咨询服务有限公司2010 年 10 月习 水 县 民 化 乡 龙 宝 煤 矿矿 井 瓦 斯 地 质 图 编 制 说 明 书（生产规模：15 万 t/a）设 计： 审 核： 项目负责： 贵州正合矿产咨询服务有限公司2010 年 10 月目 录0 前言 10.1 项目来源 .10.2 编制的目的和意义 .10.3 编制依据 .21 矿井概况 31.1 交通位置及隶属关系 .31.2 井型、开拓方式及生产能力 51.3 瓦斯 .61.4 煤层 .61.5 煤质特性 .71.6 岩浆岩 .81.7 水文地质特征 .82 地质构造及工程控制特征研究 .212.1 矿区地质构造演化及分布特征 212.2 井田地质构造及分布特征 212.3 构造煤发育及分布特征 212.4 地质构造对瓦斯赋存的控制 223 矿井瓦斯地质规律研究 .243.1 断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响 243.2 顶、底板岩性对瓦斯赋存的影响 163.3 岩浆岩分布对瓦斯赋存的影响 163.4 煤层埋深及上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响 173.5 岩溶陷落柱对瓦斯赋存的影响 173.6 瓦斯含量分布及预测研究 174 矿井瓦斯涌出量预测 .304.1 矿井瓦斯涌出资料统计及分析 304.2 矿井瓦斯抽资料统计及分析 304.3 矿井回采工作面瓦斯涌出量预测 305 煤与瓦斯区域突出危险性预测 .335.1 煤与瓦斯突出危险性参数测定及统计 335.2 煤与瓦斯突出危险性影响因素分析 335.3 煤与瓦斯区域突出危险性预测 346 煤层气资源量计算 .266.1 资源量计算方法 266.2 资源量计算及参数的确定 276.2 资源量计算结果及评价 287 矿井瓦斯地质图编制 .397.1 编图资料 397.2 编图内容和表示方法 398 结论和建议 .418.1 结论 418.2 建议 410 前言0.1 项目来源根据黔发改能源2009931 文件关于转发国家能源局的通知 、黔发改能源2010555 号文件关于加快组织开展贵州省煤矿瓦斯地质图编制工作的通知及各地方管理部门的要求，习水县民化乡龙宝煤矿于 2010 年 6 月特委托我公司编制该矿首采煤层（C5 煤层）的矿井瓦斯地质图。0.2 编制的目的和意义煤炭是我国当前和今后相当长一段时期的主要能源，瓦斯是煤矿安全生产的主要灾害威胁，煤矿瓦斯防治工作是涉及面广和难度大的系统工程。矿井瓦斯地质图，是以矿井煤层底板等高线图和采掘工程平面图作为地理底图，在系统收集、整理建矿以来采、掘工程揭露和测试的瓦斯资料和地质资料，查清矿井瓦斯地质规律，进行瓦斯涌出量预测、煤与瓦斯突出危险性预测、瓦斯（煤层气）资源量评价和构造煤的发育特征等基础上，将矿井瓦斯赋存规律按照瓦斯地质图编制标准图例绘制成图。矿井瓦斯地质图能高度集中反映煤层采掘揭露和地质勘探等手段测试的瓦斯地质信息，可准确反映矿井瓦斯赋存规律和涌出规律，准确预测瓦斯涌出量、瓦斯含量、煤与瓦斯突出危险性，准确评价瓦斯（煤层气）资源量及开发技术条件，为下一步矿井瓦斯治理及利用提供参考。矿井瓦斯地质图是煤矿瓦斯地质资料最好的档案，既是多年来瓦斯预测、灾害防治、瓦斯抽采实践的高度集中，又是指导今后准确预测瓦斯资源量、涌出量、突出危险性的重要理论依据。编制矿井瓦斯地质图，高度概括多年积累的瓦斯地质信息，把地质活动对瓦斯赋存的影响搞清楚，把无形的规律形象地反应在图纸上，把瓦斯治理的难点、重点搞清楚，瓦斯预测和治理才能有的放矢。大量的实践证明，瓦斯地质图是瓦斯治理研究、交流、决策的重要平台，是治理瓦斯、防治瓦斯事故的基础。 瓦斯预测意义重大，是研究矿井瓦斯防治技术的基础。瓦斯地质图主要功能即是准确预测瓦斯涌出量和煤与瓦斯突出危险性；预测瓦斯含量和瓦斯资源量。随着开采深度的增加、地质构造复杂程度的变化和回采工艺的不同，瓦斯地质规律都在发生着变化。 “搞开采有个采掘工程平面图，搞地质有个煤层底板等高线图，搞通风有个通风系统图，搞瓦斯必须编制瓦斯地质图” 。瓦斯地质图是各级领导和煤矿企业进行安全生产管理和瓦斯治理研究的依据。另外，编制矿井瓦斯地质图，有助于实现煤炭与煤层气资源的协调开发。通过瓦斯地质图评估矿井瓦斯（煤层气）资源，有利于合理安排煤炭资源开采与煤层气资源开发之间的衔接，为实现煤炭与煤层气资源协调开发、实现煤、气共采提供技术支撑。0.3 编制依据1、 煤矿矿区、矿井、采掘工作面三级瓦斯地质图编制标准2、 贵州省煤矿瓦斯地质图编制工作大纲3、 煤矿安全规程 （2010 版）4、 防治煤与瓦斯突出规定 （国家安全生产监督管理总局令 第 19 号）5、 矿井瓦斯涌出量预测方法 （AQ1018-2006） ；6、 煤与瓦斯突出矿井鉴定规范 （AQ1024-2006） ；7、 煤层气资源/储量规范 （DZ/T0216-2002） ；8、龙宝煤矿现采煤层采掘工程平面图、井上下对照图；9、龙宝煤矿开采方案设计；10、龙宝煤矿安全专篇；11、贵州省习水县龙宝煤矿普查地质报告；12、龙宝煤矿矿井瓦斯等级鉴定报告的批复（2009 年度） ；13、贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件“黔安监管办字2007345 号关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见 ”。14、技术人员现场收集的矿井其它资料。0.4 主要研究内容通过对区域地质演化、矿区构造演化、矿井构造分布特征，以及矿区构造对井田构造的控制、对构造复杂区的控制、对构造煤发育规律的控制，构造逐级控制的研究，查清构造对煤层瓦斯生成、保存和赋存分布特征的控制规律，查清矿区、矿井瓦斯（煤层气）地质规律。0.5 完成情况本项目结合矿井生产中揭露和井下测试、观测的瓦斯地质资料，研究龙宝煤矿 C5 煤层瓦斯地质规律，预测煤层瓦斯含量、涌出量和煤与瓦斯区域突出危险性，评价了龙宝煤矿 C5 煤层煤层气资源量，编制了矿井彩色瓦斯地质图。该专题研究的主要内容：（1）研究龙宝煤矿 C5 煤层瓦斯地质规律；（2）在研究矿井瓦斯地质规律，分析瓦斯赋存主控因素的基础上，进行了龙宝煤矿 C5 煤层瓦斯含量、压力、瓦斯涌出量和煤与瓦斯突出区域突出危险性预测，编制矿井彩色瓦斯地质图；（3）依据矿井瓦斯地质图，对龙宝煤矿 C5 煤层气资源进行评价。1 矿井概况1.1 交通位置及隶属关系1、矿井交通位置习水县民化乡龙宝煤矿位于习水县民化乡新庄村境内，习水县新县城西南10，直线距离约 23km，井田地理坐标为；东经 10608381060915北纬 281634281702。习水县城至四川省古蔺县城的 S302 省道公路从矿区北部通过，习水县城至仁怀县城的 S209 省道公路从矿区东北部通过，矿区距习水县城 8km，距民化乡10km， （见交通位置图 1-1） 。2、隶属关系习水县龙宝煤矿企业性质为私营，行政区划属习水县民化乡所辖,行业管理隶属习水县煤炭局管辖。3、矿界范围根据贵州省国土资源厅于 2008 年 5 月颁发了习水县民化乡龙宝煤矿采矿许可证，证号：5200000820352。矿区范围由以下 8 个拐点圈定，其井界范围南部和北部分别与盛发、新民两煤矿相邻。井界范围呈扇形，南北方向长约1616m，东西方向宽 819m，面积 1.3309km2。矿井范围拐点坐标如下:表 1-1 龙宝煤矿矿区范围拐点坐标表拐点编号 X Y0 3131310 356124301 3131890 356128002 3131760 356131903 3131320 356135004 3130700 356135405 3130150 356133806 3130520 35612610开采深度：+1185+900 米图 1-1 交通位置图1.2 井型、开拓方式及生产能力1、井型本矿井为技改矿井，生产能力 15 万 t/a。2、井田开拓方式本矿采用平硐开拓方式，布置三个井筒。1、主平硐：采用锚喷支护，铺设胶带运输机，担负进风、煤炭运输等任务。2、回风平硐：采用锚喷支护，不铺设任何设备，担负矿井专用回风任务。3、副平硐：采用锚喷支护，铺设 18kg 轨道，水泥轨枕，担负矿井进风、辅助运输、铺设管线任务。井筒特征见下表:表 1-2 井筒位置及特征表断面(m 2)井口坐标井筒名称X Y井口标高(米)方位角倾角井筒长度(m)掘 净主平硐 3131070 35612607 +1115 305 3 420 7.7 6.5副平硐 3131033 35612606 +1115 305 3 390 7.7 6.5回风平硐 3130810 35612696 +1155 2580 3 200 7.7 6.5本矿井的三条平 硐 都 按 3坡度，从煤层组底板岩层穿层至 C12 煤层底板；在距离 C12 煤层垂距 15m 处的底板内，平行煤层布置采区运输下山、轨道下山、回风下山。三条下山落底点均在 990m 水平，通过井底联巷连接，构成矿井开拓系统。矿井设计一个下山采区，水平标高+1115m。形成矿井开拓系统后，三下山通过区段石门联合开采 C5、C8、C12 三层煤。设计首采工作面布置在 C5 煤层中，为 10501 采面，同时掘进 10502 采面运输、回风巷。本 矿 井 采 煤 方 法 为 走向长壁采煤法，后退式开采。放炮落煤方式，全部垮落法管理顶板。通风方式为中央并列抽出式通风。3、生产能力本矿井以一个炮采工作面，两个掘进头满足 15 万吨/年设计能力，工作面平均倾斜长度 80m，首采 C5 煤层，平均厚 1.65m。年推进度 800m。年生产能力为：Q=LDamC=808001.651.430.9514.4 万 t/a。式中：Q工作面年生产能力，t/aL工作面长度 mDa工作面年推进度 mm煤层平均采高 m煤的容重 t/m3C工作面回采率掘进煤量按采面的 10%计算为 1.4 万 t/a，则矿井年生产能力 15.8 万t/a。满足矿井生产能力要求。1.3 瓦斯1、瓦斯等级鉴定情况根据贵州省能源局文件黔能源发2009306 号关于对遵义市煤炭管理局关于呈报 2009 年度煤矿瓦斯等级鉴定结果的报告的批复，龙宝煤矿矿井绝对瓦斯涌出量 5.59m3/min，相对瓦斯涌出量 53.57m3/t；绝对 CO2涌出量1.11m3/min，相对 CO2涌出量 10.66m3/t，属高瓦斯矿井。2、煤与瓦斯突出危险性鉴定情况龙宝煤矿未做煤与瓦斯突出危险性鉴定，根据贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局黔安监管办字2007345 号文“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”及国家煤矿安全监察局煤安监监察200654 号的要求，本矿井区域为突出区域，应按照煤与瓦斯突出矿井进行管理。1.4 煤层龙潭组（P 3l）为矿井唯一的含煤地层，属滨海沼泽相沉积。龙潭组含煤 8-12 层，含可采煤层 3 层，其中 C5、C8、C12 煤层全区可采，可采煤层总厚度4.98m，可采含煤率大于 6%。下面对各可采煤层特征分述如下：1、C5 煤层产于龙潭组上部，距长兴组底界的岩层厚度 13.9016.63m。呈层状产出，产状与围岩一致。倾向由北往南从 340逐渐转至 55，倾角 1218，平均倾角 16，煤层顶板为黄灰色中厚层粉砂岩、粉砂质页岩，局部有一层含炭质泥岩伪顶，厚度 1036cm，底板为灰、深灰色炭质泥岩，顶、底板岩性较稳定。煤层为双层结构，一般在煤层中部夹 O.20.5m 的炭质泥岩，局部夹矸消失。C5 煤层尚未开采，仅在 C8 煤巷中施工有 2 个探煤巷道揭露 C5 煤层，本次调查煤层厚度控制点 6 个，煤层厚度在 1.501.80m 之间变化, 平均厚度 1.65m。煤层的可采性指数（Km）为 1 , 煤层厚度变异系数()为 6.35%，煤层稳定性属稳定煤层。2、C8 煤层产于龙潭组中下部，距 C5 煤层底 24.9926.02m。呈层状产出，产状与围岩一致,倾向由北往南从 340逐渐转至 55，倾角 1218，平均倾角 16。煤层顶、底板均为粉砂质页岩，岩性稳定；目前 C8 煤层南部 1136-1070m 标高，北部 1140-1060m 标高已基本采空，共消耗 C8 煤层资源量：42.63 万吨。本次调查煤层厚度控制点 20 个，C8 煤层有南部较薄，北部较厚的特点，矿界中部煤层结构为两层结构的复煤层，其中部夹一层炭质泥岩或粘土岩矸石，矸石一般厚度为 0.100.30m；上层煤层厚度 0.550.80m，以块煤为主，且在煤层中不均匀的夹有泥质条带；下层煤层厚度 0.600.80m，以粉煤为主。全区煤层剔除矸石后的平均厚度 1.55m。煤层的可采性指数（Km）为 1,煤层厚度变异系数()为 9.36%，煤层稳定性属稳定煤层。总体上煤层的厚度及顶、底板岩性稳定，变化小。3、C12 煤层产于龙潭组近底部, 煤层上距 C8 煤层底界的厚度 27.0428.11m，距离下伏茅口组地层顶界的厚度为 2.289.86(本矿井实测资料)m。 呈层状产出，产状与围岩一致。煤层顶板为深灰、黄灰色粉砂质页岩，底板为灰、浅灰色厚层状含黄铁矿铝土质泥岩, 岩性稳定，厚度较稳定。C12 煤层中南部 1125-1070m标高已基本采空，共消耗煤炭资源量：25.32 万吨。本次调查煤层厚度控制点15 个，煤层有深部较厚，浅部较薄的特点；煤层结构为两层结构的复煤层，中部夹一层粘土岩矸石，矸石一般厚度为 0.100.40m；上煤层厚度0.500.90m，下煤层厚度 0.601.20m，全区煤层剔除矸石后的平均厚度1.71m。煤层的可采性指数（Km）为 1 , 煤层厚度变异系数()为 15.59%，煤层稳定性属稳定煤层,变化较小。矿井可采煤层特征见表 13。表 1-3 可采煤层特征表煤层厚度（m） 顶底板岩性序号煤层名称 最小 最大 平均煤层间距夹矸数平均倾角(度)稳定性顶板 底板1 C5 1.50 1.80 1.65 1 16 较稳定粉砂岩、粉砂质页岩炭质泥岩2 C8 1.15 1.60 1.55 1 16 较稳定 粉砂质页 岩 粉砂质页 岩3 C12 1.10 2.10 1.7125281 16 较稳定 粉砂质页 岩含黄铁矿铝土质泥岩1.5 煤质特性1、煤质1）C5 煤层：黑色，粉状，玻璃光泽，层状构造；细条带中条带结构；质松。节理裂隙发育，含星散状黄铁矿；具贝壳状及参差状断口；半暗型半亮型。煤变质程度属无烟煤阶段。2）C8 煤层：黑色，块状-粉状、油脂光泽；层状构造；细中条带(局部宽条带)结构；较坚硬。外生节理发育；具贝壳状及参差状断口；光亮半亮型。煤变质程度属无烟煤阶段。3）C12 煤层：黑色、块状为主，玻璃光泽；层状构造，细中条带状结构；较坚硬，节理较发育，含星散状、结核状黄铁矿；具参差状断口，半暗型。煤变质程度属无烟煤阶段。2、化学性质及有害成分据以往地质资料，结合本次地质工作采样分析，习水县龙宝煤矿原煤化验指标如下：表 1-4 煤层煤质分析结果表项 目 煤层水份(Mad%)灰份(Ad%)挥发份(Vdaf%)硫份(Std%)发热量(Q rDW) (MJ/kg)备 注C5 极值 3.293.67 29.8732.29 8.8910.05 1.211.67 22.4223.01平均 3.46 31.49 9.54 1.40 22.72极值 2.162.71 23.7826.31 5.976.34 2.432.67 24.6826.12C8平均 2.38 25.30 6.16 2.54 25.29极值 2.572.83 24.6129.37 6.858.13 2.192.67 23.6425.05C12平均 2.69 27.67 7.65 2.44 24.34指标分析：使用灰分、硫分、发热量和变质程度来综合分级，C5 煤层为高灰（HA）中硫（MS）中热值（MQ）无烟煤，总代码为（HA - MS - MQ ）WY；C8 为中灰（MA）中高硫（MHS）中热值（MQ）无烟煤，总代码为（MA - MHS - MQ ）WY； C12 为中灰（MA）中高硫（MHS ）中热值（MQ）无烟煤，总代码为（MA - MHS - MQ ）WY。可用于民用及发电用煤。1.6 岩浆岩本矿井无岩浆岩相应资料。1.7 水文地质特征1、区域水文地质概况龙宝煤矿所在区域位于云贵高原北东部。属长江上游的赤水河流域，区内为三叠系、煤系地层，岩性多为灰岩、泥岩、粉砂质泥岩，泥质砂岩，有一定的隔水性，大气降水不易渗入地下，地表水系不发育，矿井地表水大多为“V”型冲沟水。冲沟流程短，流量受季节性控制明显，大多在雨季时增大，旱季时减小甚至干涸。一般小于 2l/s。区内地下水主要分为碳酸盐岩溶水、裂隙水、部分为滑坡水。碳酸盐岩溶水分布于裸露及半裸露岩溶山区，泉水流量大；裂隙水为大气降水渗入风化裂隙、构造裂隙而形成，泉水流量小。2、矿井充水条件1）地表水系区内地表水系不发育。仅在矿井中部有一条由西向东流的小溪，枯季流量较小，雨季暴涨。因此，在上述地表水体下采煤应注意地表水溃入。大气降水是主要的充水水源。含煤地层裸露，直接接受大气降水补给，其充水强度和降水的强度及持续时间有着密切联系。2）含水层与隔水层矿井内出露的地层有第四系（Q） 、三叠系下统夜郎组九级滩段（T 1y3） 、黄村坝段(T1y 2)、沙堡湾段(T1y 1)、二迭系上统长兴组（P 3c） 、龙潭组（P 3l） 、二迭系中统茅口组（P 2m） ；其中 Q 为松散堆积裂水含水层，T1y 2、P 3c、P 2m 的灰岩为碳酸岩溶水含水层，T 1y3、T1y 1、P 3l 的碎屑岩及煤层为区内的相对隔水层。（1）含水层及特征第四系含水层（Q）为孔隙性含水层，零星分布于地势低缓地带，以残坡积物为主，最大厚度5m，富水性差，动态变化极不稳定，多数为农田及旱地。三叠系下统夜郎组黄村坝段含水层(T 1y2) 主要出露于矿井中部，为浅灰、灰色中至厚层块细泥质灰岩、泥质泥晶灰岩夹泥质条带。厚一般在 161m 左右。该组地层岩溶较发育，为碳酸盐岩溶水含水层，富水性强。 二迭系上统长兴组含水层（P 3c）在矿井西部呈带状分布，浅灰至灰黑色中至厚层状粉晶灰岩及燧石灰岩，夹沥青质灰岩。厚度在 7679m。为碳酸盐岩溶水含水层，富水性中等。 二迭系中统茅口组含水层（P 2m）分布于矿井内大佛山、凤明台至兴隆埂一线以西。岩性为浅灰、深灰厚层至块状粉晶灰岩，含少量燧石结核。厚度大于 200m（未见底） 。该地层中上部岩溶发育，有较多的溶洞、岩溶洼地。地表水易枯竭，但地下水较丰富，富水性强。（2）隔水层及特征三叠系下统夜郎组九级滩段（T 1y3）呈带状分布于矿井东部，地貌上呈负地形。为黄绿色、灰绿色、灰黄色粉砂质页岩、钙质泥岩及灰绿、紫红色细砂岩、粉砂岩夹泥岩组成。含风化裂隙水，富水性弱，为隔水层。经调查无泉水出露。三叠系下统夜郎组沙堡湾段 (T 1y1)呈带状分布于矿井西部，为浅黄、灰绿色薄层粉砂质钙质泥岩和泥灰岩互层。厚度一般小于 23m。为隔水层。含风化裂隙水。经调查无泉水出露。富水性弱。二迭系龙潭组（P 3l）分布于矿井大佛山、凤明台、兴隆埂至黄家、塘坎上、半坡之弧型缓坡地带。岩性由灰、灰黄色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩粘土岩、铝土质泥岩及煤层组成。厚度 7578m。表层风化，风化厚度为 2540 米，最厚可达 60 米，在风化带中风化裂隙发育，含风化裂隙水，富水性弱，透水性差，在风化带下面，裂隙不发育，为相对隔水层，几乎不含地下水。 3）水力联系本区主要含水层为三叠系下统夜郎组黄村坝段 (T1y2)、二迭系上统长兴组（P 3c）及二迭系中统茅口组（P 2m） 。黄村坝段(T 1y2)与长兴组（P 3c）之间有三叠系下统夜郎组沙堡湾段（T 1y1）隔水层；长兴组（P 3c）与茅口组（P 2m）之间有含煤地层龙潭组（P 3l）隔水层。区内无切穿含、隔水层的断裂构造存在，因此，区内各含水层之间无直接水力联系。4）相邻矿井开采和报废矿井在龙宝煤矿的南北两侧均有矿井,北侧为新民煤矿,南侧为回龙山煤矿。两个矿井目前主要采 C12 号煤层，两个矿井目前均无越层越界行为。相邻矿井与本矿井之间均有防水安全煤柱，且均为在产矿井，采空区内不会有大量积水存在，如果相邻矿井资源枯竭或停采以后，采空区内势必产生大量采空区积水，此时若与相邻矿井采空区揭穿，矿井受到突水的可能性较大。5）矿井内的小井及老窑区内老窑和小煤矿分布广泛，且开采历史悠久，现被关闭。老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷，致使地表水及降雨由裂隙渗入老窑蓄积。因此，老窑大多有积水。开采浅部煤层，应预防老窑水涌入。6）地下水位（1)水位地下水总体由东向西流动，本矿井现在探矿巷道最深已达到 1035 米标，主要是采 C8、C12 号煤层，现有巷道均处于龙潭隔水层中部，距上、下含水层均较远，巷道内只有少量采空区渗水。（2）最低侵蚀基准面根据地质报告描述：区内无泉点出露，地下水出露于矿井西南 3.3Km 的大田坝，出露点标高 776m，矿井最低侵蚀基准面以该点为准。因此本矿井的最低侵蚀基准面采用 776 米。本矿井茅口灰岩水情况P2m 为矿井开采的直接底板充水强含水层，其与 C12 号煤底板的间距为2.98-9.8m。本矿井技改前开采最低标高+1030m，其运输下山直接布置在茅口灰岩中，其它石门曾多次揭穿底板茅口灰岩，根据揭露情况，底板茅口灰岩水量较小，一般在 1520m3/h，此标高茅口灰岩水无压力，所以本矿区最低侵蚀基准面在+776m 相对较可靠。邻近矿井茅口灰岩水情况在龙宝煤矿的南北两侧均有矿井，北侧为新民煤矿，南侧为回龙山煤矿。两个矿井目前主要采 C12 号煤层，根据现场收机资料，回龙山煤矿开采 C12 煤层，最大开采深度+960m，矿井涌水量一般在 22-25 m3/h，矿井水无压力。新民煤矿开采 C12 煤层，最大开采深度+1000m，矿井涌水量一般在 15-25 m3/h，矿井水无压力。矿区茅口灰岩水一般特点根据该矿区茅口水一般特点，茅口组石灰岩与上覆地层接触面为假整合接触，茅口组石灰岩顶界面为卡斯特面，其与 C12 煤层的间距较小，茅口组含水层地下水在标高+900m 以上无承压含水层性质，可视为自然下降含水层，未来地下水向矿井的运动为无承压含水层中地下水向集水工程的无压运动。从最低侵蚀基准面往下到 50-60m 范围内，茅口灰岩的岩溶发育，含水性强，由于水压大，极易透水。从最低侵蚀基准面往上到 40-50m 范围内，茅口灰岩的岩溶发育，含水性强，由于水压不大，也可能透水。所以根据以上多年生产中揭露茅口的实际情况，本矿煤赋存范围+990m 以上，应位于最低侵蚀基准面 50m 以上，受水害威胁小。所以本次设计实际开采（+990. m）以上,茅口水威胁小，将上山布置在茅口灰岩中突水可能小。3、含水层地下水对矿井充水的影响1）补给条件各含水层之间一般无水力联系。含水层水的补给以大气降水为主，具有季节性。补给水量与降雨量、受水面积及裂隙发育程度相关。2）充水因素根据区内水文地质条件分析，结合邻近生产矿井的调查，本矿井直接充水因素为煤层顶板裂隙水。（1）顶板裂隙水主要为煤层间弱含水层水，在井巷掘进中沿煤层顶板裂隙进入矿井，是矿井的直接充水因素，水量不大。（2）底板岩溶水茅口灰岩含水层为含煤地层的直接底板，岩溶管道发育，地下水丰富，由于 C12煤层距茅口灰岩顶为 2.28m 以上的距离；本矿开采最低标高为 900 米，区内最低侵蚀基准面为 776 米。茅口组富水性强，距离 C12煤较近，开采时要引起注意。正常情况下导致底板突水的可能性较小。3）充水方式矿井充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为重力裂隙、老窑巷道，因此本矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。（1）直接充水含水层（P 3l）该层富水性弱，矿山开采过程中，将大面积揭露 P3l 层，该层地下水将直接进入矿井，而成为矿井充水的直接水源。（2）顶板间接充水含水层（P 3c）该层富水性中等，其底界下距 C5煤层最小 13.90m。导水裂隙带计算是根据三下采煤规程的经验公式计算；公式为 H=100M/（3.3n+3.1）+5.1H 为导水裂隙带高度；M 为可采煤层累计厚度；n 为可采煤层数。通过计算，导水裂隙带高度为 42.87m，导水裂隙带已进入可采煤层，故(P3c) 含水层地下水对矿床充水有较大影响，开采时一定要防大雨季节顶板突水。（3）底板间接充水含水层（P 2m）该层下伏于含煤岩系，富水性强，可采煤层 C12底界至该层顶界最小距离为2.28m ，无隔水作用，但本矿开采最低标高为 900 米，区内最低侵蚀基准面为776 米，地下水在开采最低标高 900 米以上无承压，正常情况下对矿床充水影响较小。4、矿井涌水量矿井涌水量正常值为 910m3/d，最大值为 2184m3/d。即矿井涌水量正常值为 38m3/h，最大值为 91m3/h。5、矿井主要水害据调查，本矿井建矿以来未遭受过水害，但不能证明无水害隐患。据调查分析，矿井存在水害隐患主要有以下三种类型：1）老窑透水。矿井露头线附近存在较多老窑，其采空区积水可能构成矿井充水因素。因此，矿井采空区在大气降水沿煤层上部的岩石裂隙渗透，在采空区内形成老窑积水。2）大气降水。由于煤层上覆岩层厚度较薄，且覆岩厚度小于安全开采深度，大气降水汇集到地势低洼处，通过采动裂隙直接灌入井道，形成矿井涌水；3）灰岩岩溶裂隙水。由于煤层顶板厚度较薄，顶板多为不稳定顶板，且顶板厚度小于顶板安全深度，当采动裂隙贯穿煤层上覆灰岩岩溶裂隙含水层时，灰岩中的地下水通过采动裂隙直接灌入井道，形成矿井涌水。6、矿井水文地质条件分类矿井在大地构造上处于扬子(Pt)准地台黔北(Z-T23)台隆遵义(D-C)断拱毕节北东向构造变形区和四川台拗古蔺山字形构造前弧东翼北西侧桑木场背斜北西翼之次级背斜龙宝背斜北东倾伏端。矿井范围内含水层为二迭系中统茅口组、上统长兴组、三叠系下统夜郎组黄村坝段，受大气降水补给条件差，水量受大气降水的影响而呈季节性变化。本矿井直接充水因素为煤层顶板裂隙水，主要充水因素为老窑水，因此，本矿井水文地质条件属复杂类型。2 地质构造及工程控制特征研究2.1 矿区地质构造演化及分布特征矿井在大地构造上处于扬子(Pt)准地台黔北(Z-T23)台隆遵义(D-C)断拱毕节北东向构造变形区和四川台拗古蔺山字形构造前弧东翼北西侧桑木场背斜北西翼之次级背斜龙宝背斜北东倾伏端。 矿区位于龙宝背斜轴线北东部的倾伏转折端，其形态为单斜构造，区内无断层褶曲构造，岩层倾向由北往南从340逐渐转至 55，倾角 1218，平均倾角 16,矿井褶皱构造属简单类型。2.2 井田地质构造及分布特征矿井内断裂构造不发育，地表未发现断裂构造，在采煤巷道中亦未见断层。矿井断裂构造属简单类型。褶皱构造控制煤层形态，对开采无影响；矿井内无断层，对煤层、煤质和开采无影响。 矿区内为简单的向斜翼部，未发育大的断层及褶皱，总体地质构造简单。2.3 构造煤发育及分布特征煤体结构研究是瓦斯地质学的重要内容，在瓦斯含量和地应力条件具备的前提下，煤体结构控制着瓦斯的突出。要发生煤与瓦斯突出，就必须具有高瓦斯含量、高应力（包括地应力、上覆岩层静压力、采矿生产诱导压力）和一定厚度的软煤分层。根据煤层的结构破坏特征，有机结合“构造煤”的分类标准，将煤体结构破坏类型区分为四类：原生结构煤、碎裂煤、碎粒煤和糜棱煤，详见下表 2-1。表 2-1 煤体结构破坏类型划分型号 类 型赋存状态和分层特点光泽和层理 煤体破碎程度裂隙、揉皱发育程度手试强度 原生结构煤层状、似层状与上下分层整煤岩类型界限清晰，原生条带呈现较大保持棱角状块体，块体间无相对内外生裂隙均可辨认，未见捏不动或呈厘米级块龙宝煤矿煤质黑色，粉状，玻璃光泽，层状构造；细条带中条带结构；质松。节理裂隙发育，含星散状黄铁矿；具贝壳状及参差状断口；半暗型半亮型，煤变质程度属无烟煤阶段。从煤的破坏类型判断为类构造煤，可能具有突出危险性。2.4 地质构造对瓦斯赋存的控制地质构造既可改变煤层赋存形态及煤体结构，又可改变煤层围岩透气性能。断裂运动伴随着构造运动而发生，断裂的类型对瓦斯保存有重要影响，断层分为开放型和封闭型，断层的空间方位对瓦斯的保存、逸散也有影响。一般走向断层阻隔了瓦斯沿煤层倾斜方向的逸散，而倾向和斜交断层则把煤层切割成互不联系的块体。褶曲使煤层在背斜、向斜轴部增厚，翼部变薄，褶曲发育部位多为厚煤层区段，同时也呈小断裂发育。煤厚发生变化使瓦斯释放运移、集聚条件相应改变，褶曲轴部煤层瓦斯含量成倍增长，瓦斯压力增大，瓦斯涌出量增高。煤层的生成条件和保存条件控制了煤层瓦斯含量的大小，而煤层保存条件对瓦斯含量的控制更为重要。不同地质时代发生的地层隆起、剥蚀、沉积、凹和接触 状结构明显位移 揉皱镜面 碎裂煤层状、似层透镜状，与上下分层呈整和接触煤岩类型界限清晰，原生条带结构断续可见呈现棱角状块体，但块体间已有相对位移煤体被多组互相交切的裂隙切割，未见揉皱镜面可捻搓成厘米、毫米级碎粒或煤粉碎粒煤透镜状、团块状，与上下分层呈构造不整和接触光泽暗淡、原生结构遭到破坏煤被捻搓碎，主要在 1 毫米级以上粒级构造镜面发育易捻搓成毫米级碎粒或煤粉糜棱煤软煤构造煤 透镜状、团块状，与上下分层呈构造不整和接触光泽暗淡、原生结构遭到破坏煤被捻搓碎得更小，主要在1 毫米级以下粒级构造、揉皱镜面发育极易捻搓成粉末或粉尘陷或岩浆活动，很大程度影响了煤化作用过程（瓦斯生成） ，也控制了瓦斯的保存或逸散。不同构造演化阶段的断裂力学性质以及断裂规模控制了煤层中瓦斯的运移、保存，并决定了煤层如今的瓦斯含量。龙宝煤矿地层为一单斜构造，井田内未见断裂构造，总体构造简单。根据地质构造推断本矿井瓦斯赋存比较平稳，对瓦斯赋存影响不大。3 矿井瓦斯地质规律研究3.1 断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响断裂运动伴随着构造运动而发生，断裂的类型对瓦斯保存有重要影响。断层分为开放型和封闭型，主要取决于下列条件：1、断层的性质和力学性质一般张性正断层属开放型，而压性或压扭性逆断层封闭条件好。2、断层与地面或冲积层的连通情况规模大且与地表相通或松散冲积层相连的断层一般为开放型。3、断层将煤层断开后，煤层与断层另一盘接触的岩性。若透气性好则利于瓦斯排放。4、断层带的特型如断层的充填情况、紧闭程度，裂隙发育情况不同，开放、封闭性也有差别。此外，断层的空间方位对瓦斯的保存、逸散也有影响。一般走向断层阻隔了瓦斯沿煤层倾斜方向的逸散，而倾向和斜交断层则把煤层切割成互不联系的块体。不同类型的断层，形成了不同的块段的构造边界条件，对瓦斯的保存，排放有不同的影响。向斜构造的两翼与轴部中和面以上为压应力场，表现为明显的应力集中，为高压区；轴部中和面和以下处于拉伸张应力场，而且煤层埋深往往较大，只产生少量开放性裂隙，释放部分应力，形成相对低压区。这样向斜的两翼和轴部中和面以上是利于瓦斯封存和聚集的部位，特别是向斜的轴部是瓦斯含量高异常区。背斜构造的两翼与轴部中和面以下为压应力场，表现为明显的应力集中，为高压区；轴部中和面和以上处于拉伸张应力场，而且煤层埋深往往较大，只产生少量开放性裂隙，释放部分应力，形成相对低压区，两翼的瓦斯也会向轴部运移，造成煤层的高含气性。龙宝煤矿地层为一单斜构造，井田内未见断裂构造不发育，地表未发现断裂构造，在采煤巷道中亦未见断层，总体构造简单。根据地质构造推断本矿井地质构造有利于瓦斯赋存。3.2 顶、底板岩性对瓦斯赋存的影响煤层围岩的透气性好坏，直接影响着煤层瓦斯的赋存、运移或富集，透气性好的砂岩顶板，有利于煤层瓦斯的逸散，煤层瓦斯含量相对较低，而透气性差的泥岩、砂质泥岩顶板，对煤层瓦斯的逸散起阻碍作用，含量则相对较高。孔隙与裂隙发育的砂岩、砾岩和灰岩的透气系数非常大，一般比致密而裂隙不发育的页岩、泥岩等岩石透气系数高出千倍以上，所以顶底板岩性差异对瓦斯赋存影响很大，从而影响瓦斯分布。龙宝煤矿 C5 煤层顶板为黄灰色中厚层粉砂岩、粉砂质页岩，局部有一层含炭质泥岩伪顶；底板为灰、深灰色炭质泥岩，顶、底板岩性较稳定。通过煤层顶、底板的岩性推断，龙宝煤矿 C5 煤层的顶、底板岩性有利于瓦斯保存，含量相对较高。由于该矿井地质报告也无相关资料，因此未做相关定量分析。3.3 岩浆岩分布对瓦斯赋存的影响本矿井无岩浆岩资料。3.4 煤层埋深及上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响一般出露于地表的煤层，瓦斯容易逸散，并且空气也向煤层渗透，导致煤层中的瓦斯含量小，甲烷浓度低。随着煤层埋藏深度的增加，地应力增高，围岩的透气性降低，瓦斯向地表运移的距离相应也增大，这种变化有利于封存瓦斯、不利于放散瓦斯。煤层上覆基岩厚度为煤层埋藏深度减去第四系地层沉积厚度。第四系地层主要为黄土层，一般分布于地表，胶结性不好，孔隙度大，连通性好，容易释放瓦斯。由于第四系松散沉积物易于搬运，厚度变化较大，这就造成煤层上覆地层垂向上变化较大。在第四纪松散沉积厚度较小、垂向差异不大的矿井，上覆基岩厚度和埋藏深度对瓦斯的影响基本上相当。底板标高在很大程度上反应了埋深及上覆基岩厚度，煤层瓦斯含量具有随底板标高增大而减小的趋势，煤层上覆基岩厚度（埋深）对瓦斯的赋存有明显的影响和控制作用，埋深增大矿井瓦斯含量将增加。龙宝煤矿C5煤层为单斜构造，埋藏深度约为0270m之间，矿界范围内的C5煤层有露头出露于地表；C5煤层在浅部时的瓦斯含量小，随着煤层埋藏深度的增加，地应力增高，瓦斯含量也随着增大。由于龙宝煤矿缺少实测的瓦斯含量数据，且该矿地质报告也无相关资料，因此未做相关定量分析。3.5 岩溶陷落柱对瓦斯赋存的影响陷落柱对瓦斯赋存的影响主要取决于它产生的裂隙发育情况及和地表沟通情况。裂隙发育并和地表沟通，透气性好，这就有利瓦斯释放。有时陷落柱发育的裂隙和地表水系或地下水系沟通，则在漫长的地质史会被水带走大量的瓦斯，从而出现水大瓦斯小的情况。陷落柱发育，但裂隙接触面挤压紧密，便利于瓦斯赋存，同时，煤层也没有和透气性好的岩石接触，瓦斯难以逸散，因此，陷落柱附近形成高瓦斯区。由于矿井无开采范围内的岩溶陷落柱情况，无法判断矿井陷落柱与瓦斯之间关系，建议矿井尽早探明开采范围内陷落柱情况，完善瓦斯地质图。3.6 瓦斯含量分布及预测研究煤层瓦斯含量受多种地质因素制约，诸如煤质、埋藏深度、构造、煤的物理化学性质、煤层顶底板岩性等等，不同矿区，各种地质因素施加影响的显著性可能是不相同的。对某一个具体井田而言，在诸多地质因素中总有一个主导因素控制瓦斯含量在全井田范围内变化的总体趋势，其它因素只能在局部范围内影响煤层瓦斯含量。该井田地质构造简单，地质构造对整个井田瓦斯含量影响不大。随着埋深的增加，甲烷所占比例增加，原煤瓦斯含量和瓦斯压力增加。埋藏深度的增加，不仅地应力增高而使煤层及围岩的透气性变差，而瓦斯向地表运移的距离也增长，二者都有利封存瓦斯。因此煤层埋深在很大程度上反应了瓦斯含量情况。龙宝煤矿 C5 煤层为单斜构造，埋藏深度约为 0270m 之间，矿界范围内的C5 煤层有露头出露于地表；C5 煤层在浅部时的瓦斯含量小，随着煤层埋藏深度的增加，地应力增高，瓦斯含量也随着增大。根据采矿工程设计手册中瓦斯压力计算及测定推算法公式：P=（2.0310.13）H/1000式中： P距地表垂深 H 处煤层瓦斯压力，MPa；H-垂深，m；取 P/H=4,由此计算埋深 100m、20