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云南省富源县德兴煤矿云南省富源县德兴煤矿 煤与瓦斯突出灾害评估报告煤与瓦斯突出灾害评估报告 中中国国矿矿业业大大学学 二二一一一一 年十二月年十二月 密级项目编号 报告名称：报告名称：云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 项目完成单位项目完成单位：中国矿业大学 项目负责人项目负责人： * 中国矿业大学 教 授 博导 工作人员工作人员： * 中国矿业大学 讲 师 * 中国矿业大学 讲 师 * 中国矿业大学 讲 师 * 中国矿业大学 讲 师 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 i 前前 言言 煤与瓦斯突出是煤矿井下采煤过程中发生的一种煤与瓦斯的突然运动。这 是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象。它能在很短的时间（几秒钟到几 分钟）内，使采掘工作面的煤壁遭到破坏，并从煤壁内部突然向巷道或采掘空 间喷出大量的煤和瓦斯，充填巷道，在煤体中形成某种特殊形状的孔洞，喷出 煤和瓦斯时伴随着强大的冲击力，能摧毁巷道设施，破坏通风系统甚至使风流 逆转，并可能造成瓦斯窒息、爆炸和煤流埋人等事故。煤与瓦斯突出时威胁煤 矿尤其是开采深度较大矿井安全的重要灾害之一，近年来随着我国矿井开采深 度的加大，我国成为煤与瓦斯突出事故多发国家。因此做好煤与瓦斯突出评估、 鉴定工作，对规范矿井生产，保证生产安全有着十分重要的意义。 根据防治煤与瓦斯突出规定第九条，新建矿井在可行性研究阶段，应 当对矿井内采掘工程中可能揭露的所有平均厚度在 0.3m 以上的煤层进行突出危 险性评估。评估结果作为矿井立项、初步设计和指导建井期间揭煤作业的依据。 德兴煤矿位于云南省富源县墨红镇境内，为新建矿井，设计生产能力 450 kt/a，准入的前期工作已经完成，正在进行可研、初步设计、安全专篇的编制工 作。 根据相关要求，需要对矿井的突出危险性进行评估，受德兴煤矿委托，中 国矿业大学承担了德兴煤矿的煤与瓦斯突出灾害评估的任务。 此次评估的标高范围为德兴煤矿+1580m 水平标高及以上范围。评估的主要 依据为： 1、 煤矿安全规程 ，国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局， 2010 年。 2、 防治煤与瓦斯突出规定 ，国家安全生产监督管理总局 19 号令，2009 年。 3、 煤与瓦斯突出矿井鉴定规范 （aq1024-2006） ，国家安全生产监督管理 总局，2006 年。 4、 关于进一步加强煤矿建设项目安全管理的通知 ，发改能源2010709 号。 5、 关于进一步加强煤与瓦斯突出防治工作的通知 ，国家安全监管总局， 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 ii 国家煤矿安监局，安监总煤装2010154 号。 6、云南省地质工程勘察总公司 2009 年 6 月提交的云南省富源县德兴煤 矿勘探报告 。 7、现场踏勘收集的邻近生产矿井资料。 需要特别说明的是本报告仅仅作为矿井立项、初步设计、安全专篇的依据， 不能替代作为煤矿所含煤层的突出鉴定报告使用，不作为矿井是否按突出矿井 管理的依据，矿井在今后建井期间揭煤作业时必须委托具有煤与瓦斯突出危险 性鉴定资质的单位对矿井各煤层进行突出危险性鉴定。 在本评估报告完成过程中，云南省发展与改革委员会、云南省煤矿安全监 察局、云南省工业与信息化委员会、德兴煤矿等单位的有关领导和工程技术人 员给予了大力的支持与帮助，在此谨向他们致以诚挚的谢意。 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 iii 目目 录录 前前 言言 i 第一章第一章 井田概况井田概况4 第一节 井田概况 4 第二节 地质特征 8 第三节 开采技术条件 19 第四节 井田开拓30 第二章第二章 突出危险性预评估的背景、方法及对象突出危险性预评估的背景、方法及对象32 第一节 突出危险性预评估的背景 32 第二节 突出危险性预评估的方法 32 第三节 突出危险性预评估的对象 33 第三章第三章 煤与瓦斯突出相关基础参数测定煤与瓦斯突出相关基础参数测定34 第一节 煤的吸附常数的测定 34 第二节 地勘钻孔瓦斯含量测定35 第三节 煤层瓦斯压力测定 42 第四节 瓦斯含量分布和预测及邻近矿井的瓦斯参数 45 第五节 煤体的坚固系数测定 49 第六节 瓦斯放散初速度p测定52 第七节 煤的破坏类型分析 54 第四章第四章 煤与瓦斯突出危险性评估煤与瓦斯突出危险性评估56 第一节 瓦斯地质法评估各煤层煤与瓦斯突出危险性56 第二节 单项指标法评估各煤层煤与瓦斯突出危险性 58 第三节 评估结论 59 第五章第五章 结论与建议结论与建议60 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 4 第一章第一章 井田概况井田概况 第一节第一节 井田概况井田概况 一、交通位置一、交通位置 矿区位于云南省富源县 190方向，直距 30km，处于墨红镇境内。 地理坐标：东经：10411581041251 北纬：252428252656 自矿区有公路南至墨红镇 10km，北距富源县城 50km，西至曲靖 70km。交通尚 属方便。交通位置见图 1-1-1 所示。 二、地形地貌及水系二、地形地貌及水系 井田地貌形态为构造侵蚀、剥蚀低中山地形，山顶一般浑圆，受侵蚀剥蚀作用 强烈，次级分水岭自南向北纵贯全井田。草妥河以南最高地形标高+2086.30m，最低 地形标高+1821.00m，高差 265.30m，次级分水岭与两小河展布方向一致，形成分流。 草妥河以北最高地形标高+2045.1m，最低地形标高+1821.00m，高差 224.1m，次级 分水岭呈放射状展布，山顶浑圆，山体较为庞大。 矿区范围内除河流外无湖泊、沼泽。 草妥河从本矿区南端外草妥村流入井田内。顺矿区西侧径流，在矿区中部折向 东，横穿矿区而过，进入井田流量 895.03452.0 l/s，流出井田流量 1125.04312.0 l/s，洪水位标高+1821.0+1840.0m。水深 13m。该小河河床发育在长兴组顶部， 至 3 线切割卡以头组及飞仙关组一段底部，在矿界外以东约 800m 与吉克煤矿区内交 一河汇合，流向阿令德、补木煤矿方向。 交一河发源于草妥矿区的南部额苏，各类报告常以大地名“吉克”命名为吉克 河。吉克煤矿补充勘探报告中称为交一河，流量与草妥河相当。因在本矿区范围以 外，对本矿区开采没有影响。 三、气象及地震三、气象及地震 （一）气象 富源县地处亚热带，为亚热带高原季风气候。根富源县气象站长年观测资料， 年平均气温 16.5，最高气温 34.9，最低气温-8.7。年平均降雨量 1093.7mm， 降雨最多为 7 月，降雨 25 天；月降雨量 159.4mm；该地区每年 5 月至 10 月为雨季， 降雨量约占全年降雨总量的 79%。主导风向为东北风，最大风速为 14m/s，干、雨季 分明，冬季偶有降雪。年平均日照时间为 1380h，日照时间较短。 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 5 图图 1-1-1 德兴煤矿交通位置图德兴煤矿交通位置图 （二）地震 据富源县志及其它资料，1811 年、1833 年、1856 年、1875 年、1899 年和 1906 年均发生过地震，但未记载地震烈度和对人畜、房屋损伤情况。近代地震记录始于 1927 年。据地震统计资料，共发生 2.02.9 级地震 32 次，3.03.9 级地震 13 次， 4.04.9 级地震 2 次，从地震活动资料来看：富源县自 1965 年以来的 44 年中未发生 过大于 5 级地震。 据中国地震烈度区划图1990确定，富源县基本烈度为七度区，设计基本 地震加速度值为 0.10g，设计地震分组为第三组。 四、矿区经济概况四、矿区经济概况 区内居民以汉族为主，彝、水、回、白、苗等少数民族占总人数 9.9%，乡镇经 济以煤矿企业和种植业为主。主要种植玉米、马铃薯、小麦、荞等农作物；经济作 物以烤烟、魔芋等。区内煤炭资源蕴藏较为丰富，劳动力充裕；工矿企业以煤炭开 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 6 采为主，其次为农产品加工、交通运输及饮食服务业。水泥主要采购自富源县水泥 厂，山砂、碎石煤矿附近有村民零星加工。 五、相邻矿井及小煤窑情况五、相邻矿井及小煤窑情况 矿区北段德兴老井露头区有开采露头煤的条件，南段草妥河东岸出露了 p2c 上 部地层，不能排除历史上沿露头带土法采煤的可能。但据地质报告，地表均无老窑 痕迹。 本井田范围内尚有 2 号斜井、滑石板斜井、德兴煤矿老斜井三对井筒，现已封 闭（无证开采） ，现分述如下： 1、德兴老斜井 位于北段露头区，为老窑断续扩大开采形成。坑口标高+1857.5m，斜井长 400m，垂深 164.5m,坡度为 24，自 m7顶板破土掘进至 m11，主要开采 m7、m9、m10煤层，m9煤层已经形成 210712.0m2采空区，现已停产关闭（无证开采） 。根据煤矿排水及技术资料，矿井水由露头区风化带水补给,矿井旱季流量约 2.91 l/s，雨季流量约 3.99l/s。闭井后，坑口无自流水，主斜井（井口标高+1857.50m） 水位距井口 5.0m，原疏干区上方一些泉水已恢复流量，例如 s30 下降泉，综合推算， 平均水位降深约 69.0m，矿井单位面积流量为 1.3810-5l/sm2，单位面积单位降深 流量为 2.010-7l/sm2m，雨季流量倍增系数 1.37，矿井水量小。 2、滑石板斜井 掘有主井、副井、风井三个井口，位于草妥河北岸，主斜井井口标高 +1826.40m，由 t1k 地层破土向北东掘进，坑口高于河水位 4.0m，坑道已送至 zk402 附近，未采煤。矿坑已停产关井，坑口无自流水，根据煤矿排水及技术资料整理计 算，旱季流量 2.05 l/s，雨季流量 2.8 l/s，矿井流量不大，雨季倍增系数 1.36，主要 来自浅部坑道。 3、二号井 位于矿区南段 2 勘探线草妥河东岸，由 p2c 上部破土掘进，坑口标高 +1831.90m，主斜井倾角 25，已掘进长度 535m，垂深 226.10m，至 m10煤层，未 回采。现已停产关井，坑口无自流水，生产过程中资料反映，斜井中上部水量大于 下部，有淋水及壁脚底板渗水，m9煤层以下水量小。根据煤矿排水及技术资料整理 计算，旱季流量 2.97l/s，雨季流量 4.17 l/s，雨季流量倍增系数 1.4。三个斜井中以 此斜井水量最大，滑石板斜井水量最小。 德兴煤矿位于恩洪煤田大河矿区南段西侧外围，其东、南、西、北分别与吉克煤 矿、鑫丰煤矿、振鸿煤矿、阿令德煤矿相邻，矿界无重叠压茬关系，矿权范围无争议， 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 7 相邻矿井的情况如下： 吉克煤矿设计生产能力为 45 万 t/a，由昆明煤炭设计研究院完成设计，并由云南 捷夫科技有限公司承建，已基本建成，目前处于生产阶段。 鑫丰煤矿为新建矿井，设计生产能力为 45 万 t/a，目前尚未处于初步设计阶段。 阿令德煤矿为生产矿井，年设计生产能力为 15 万 t/a。 德兴煤矿与周边矿井矿界关系见图 1-1-2。 图图 1-1-2 德兴煤矿与相邻煤矿关系位置图德兴煤矿与相邻煤矿关系位置图 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 8 第二节第二节 地质特征地质特征 一、矿区地层一、矿区地层 区内分布的地层由老至新依次为：二叠系上统峨眉山玄武岩组、龙潭组、长兴 组；三叠系下统卡以头组、飞仙关组及第四系。地层特征见表 1-2-1。 表表 1-2-1 地层特征地层特征 地 层 系统组段 代号厚度岩性特征 二叠系上统 玄武 岩组 p2300-380m 岩性以深灰绿色和黑灰色致密块状玄武岩为主， 具较多的气孔和杏仁状构造，柱状节理发育。顶 部为厚 3-5 的杂色沉凝灰岩和暗紫色、紫红色凝 灰岩。 龙潭 组 第一段p2l1平均厚 66m 为主要含煤段。岩性为浅灰、中厚层状至薄层状 粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，夹细 砂岩、菱铁岩和煤层，产植物碎片化石。其底部 夹有一层厚 2.8m 的灰白色铝土岩，再往下为厚 11.50m 的浅灰色中厚层状含砾砂岩。本段含 m16、m17、m18、m19、m20、m21、m21+1、m22煤层，其 中 m16、m21、m21+1、m22煤层在矿区可采，煤层平 均厚度分别为 2.46m、1.24m、1.41m、1.70m。 龙潭 组 第二段p2l2 平均厚 129m 为主要含煤段。岩性为浅灰、棕灰色薄至中 厚层状粉砂岩、泥岩、粉砂质泥岩，间夹薄层状、 透镜状菱铁岩、细粒砂岩、炭质泥岩和煤层。产 丰富的植物化石。本段含 m7、m8、m9、m10、m11、m12、m13、m14、m15煤层， 其中可采煤层为 m7、m9、m10、m11、m13、m15煤层， 平均厚度分别为 2.37m、3.12m、1.18m、1.88m、0.90m、3.01m。 长兴 组 p2c 平均厚 108m 岩性为灰色浅灰色薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩， 夹少量菱铁质泥岩、泥岩、细砂岩及煤层。产丰 富的腕足类、瓣鳃类动物化石及大量植物碎片化 石。该组岩性粒度相对龙潭组稍粗。含 m1、m1+1、m2、m2+1、m3、m4、m4+1、m5、m6 煤 层，均不可采。该组与下伏龙潭组呈整合接触。 三叠系下统 卡以 头组 t1k 平均厚 110m 岩性为绿灰、灰色中厚层状细砂岩、粉砂岩、 粉砂质泥岩，间夹薄层状泥质粉砂岩、泥岩，显 水平层理、透镜状层理。底部常见有 2-3 层稳定 的硅质条带及椭球状硅、钙质结核为特征，可作 为本组与长兴组的划分标志，与下伏长兴组呈整 合接触。 飞仙 关组 第一段t1f1平均厚 70m 为紫红色薄层状粉砂质泥岩夹紫灰色薄层状中 厚层状含钙长石质粉砂岩、细砂岩。底部见大量 蠕虫状构造，交错层理发育，全区稳定，为与 t1k 分界标志层。下与卡以头组呈整合接触。 第二段t1f2 平均厚 90m。 岩性为紫灰色薄层状泥质粉砂岩、粉砂岩、 细砂岩，间夹灰绿色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩条 带，交错层理、斜层理发育。含钙质结核及泥砾， 底部为含钙细砂岩，为与 t1f1 的分界标志。 第三段t1f3 厚大于 140m。 岩性为紫红色薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩， 间夹细砂岩及灰绿色粉砂质泥岩条带。顶部夹灰 色薄层状泥灰岩，具水平层理；上部含钙质；底 部夹黄绿色薄层状钙质粉砂岩，含瓣腮类、腕足 类化石，为与 t1f2 的分界标志。 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 9 第四系q 厚-15m， 一般 10m 左右 主要为冲洪积的粘土、砂质粘土、砂、砾等， 与下伏地层呈不整合接触。 二、构造二、构造 褶 曲 矿区位于格宗向斜的西翼，整体为一单斜构造，地层走向北东南西，倾向南 东，倾角一般为 1020，无褶曲。 断层 矿区有 f1、f2、f3等 3 条断层分布，断层分布特征如下。 1、f1纵向正断层 位于矿区西部，纵贯矿区，长大于 4.9km。走向北东南西，倾向北西，倾角 70。断层上盘 t1k 上部下降，与下盘 p2c 底部接触，落差 120m。有 tc1控制，位 于矿区的西部边界，切割煤层较深，深部未控制，对煤层的开采影响不大。 2、 f2纵向正断层 位于矿区北部，系 f1断层的分支，长度大于 1.9km。走向北东南西，倾向北 西，倾角 70。上盘下降，致使 t1f1上部与 t1k 底部接触。断层落差 80m。有 tc2 控制，切割了煤层，为矿区北部的西边界断层，深部未控制，对矿井影响不大。 3、f3斜交正断层 位于矿区东南边缘，长大于 1km。与地层走向斜交，走向北东南西，倾向北 西，倾角 40，断距 120m。经 zk302 孔控制，钻孔钻进到上盘 m10煤层后穿断层 带到下盘遇 m16煤层，缺失 m11、m13、m15煤层，落差 120m。地表有 tm7控制。断 层切割了煤层，但位于矿井边界，对开采有影响。各断层特征见表 1-2-2： 表 1-2-2 主要断层特征表 倾 角落差 断层名称性 质走 向倾 向 （）（m） 控 制 程 度 f1正断层北东南西北西西70120 上部控制，下部在矿界 外 f2正断层北东南西北西西7080 上部控制，下部在矿界 外 f3正断层北东南西北 西40120 有探槽 tm7及钻孔 zk302 控制 4、矿区内无岩浆岩侵入和陷落柱等其他地质因素影响。 三、岩浆活动及变质作用三、岩浆活动及变质作用 矿区内变质作用不明显，无岩浆、火山岩浸入煤层等现象。 四、煤层及煤质四、煤层及煤质 区内全区可采煤层为 m7、m9、m11、m15、m16、m21、m22等 7 个煤层，大部或 局部可采煤层为 m10、m13、m21+1等 3 个煤层。现将各煤层主要特征说明如下： 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 10 m7煤层 位于龙潭组二段（p2l2）顶部。煤层 1.237.16m，平均厚 2.37m。结构较复杂， 含 02 层高岭石泥岩夹矸，厚 0.06-0.92m，顶板为粉砂质泥岩，底板为粉砂岩。全 区可采，属稳定煤层。 m9煤层 位于龙潭组二段（p2l2）上部，上距 m7煤层 16m，煤厚 1.085.74m，平均 3.12m。结构较复杂，含 12 层高岭石泥岩夹矸，厚 0.04-0.55m。顶板为粉砂质泥岩， 底板为泥质粉砂岩。全区可采，为稳定煤层。 m10煤层 位于龙潭组二段（p2l2）中部，上距 m9煤层 16m。煤层 0.712.08m，平均 1.18m。结构较简单，煤层中含 01 层泥岩夹矸，厚 0.01-0.39m。煤层顶底板均为粉 砂质泥岩。煤层较稳定，为大部可采煤层，分布于 36 线。 m11煤层 位于龙潭组二段（p2l2）中部，m10煤层之下 9m。煤厚 0.834.59m，平均厚 1.88m。结构较复杂，夹高岭石泥岩夹矸 02 层，厚 0.01-0.21m。煤层顶板为粉砂质 泥岩，底板为泥质粉砂岩。为全区可采的稳定煤层。 m13煤层 位于龙潭组二段（p2l2）中部，m11煤层之下 12m，煤厚 0.731.12m，平均厚 0.90m。为结构简单的单一煤层。煤层顶板为泥质粉砂岩，底板为粉砂质泥岩。该煤 层厚度较稳定，是局部可采煤层，仅分布于 45 线。 m15煤层 位于龙潭组二段（p2l2）下部，m13煤层之下 35m，煤厚 0.808.58m，平均 3.01m。结构较简单，含 0-1 层高岭石泥岩夹矸，厚 0.01-0.16m。顶板为粉砂岩，底 板为泥质粉砂岩，全区可采，属稳定煤层。 m16煤层 位于龙潭组一段（p2l1）顶部，m15煤层之下 28m。煤厚 1.156.17m，平均 2.46m，煤层结构较简单，含高岭石泥岩夹矸 1 层，厚 0.01-0.74m。顶底板均为粉砂 质泥岩。全区可采，属稳定煤层。 m21煤层 位于龙潭组一段（p1l1）中下部，m16煤层之下 33m。煤厚 0.721.97m，平均 1.24m。煤层结构较简单，局部含 1 层泥岩夹矸，厚 0.01-0.74m。顶板为粉砂质泥岩， 底板为炭质泥岩。全区可采，属稳定煤层。 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 11 m21+1煤层 位于龙潭组一段（p2l1）中下部，m21煤层之下 9m，煤厚 0.742.55m，平均 1.41m。结构较复杂，含 03 层高岭石泥岩夹矸，厚 0.01-0.12m。顶板为炭质泥岩， 底板为泥质粉砂岩。大部可采，属较稳定煤层，分布于 13 线及 5 线。 m22煤层 位于龙潭组一段（p2l1）中下部，m21+1煤层之下 4m。煤厚 1.142.62m，平均 1.70m。结构较简单，含 02 层泥岩夹矸，厚 0.01-0.74m。顶板为泥质粉砂岩，底板 为灰白色铝土岩，全区可采，属稳定煤层。各煤层特征详见表 1-2-3： 表 1-2-3 各煤层特征表 煤层厚度/（m） 煤层结构煤 层 名 称 两极值 （m） 平均 值 （m） 夹矸 层数 夹矸厚 度 /（m） 煤层顶 底板岩性 煤层 间距 （m ） 煤层 可采 性 煤层 稳定 性 倾角 m71.23-7.162.37 夹矸 0- 2 层 0.14-0.35 顶板为粉砂质 泥岩,底板为粉 砂岩 全区 可采 稳定1020 16 m91.08-5.743.12 夹矸 1- 2 层 0-0.61 顶板为粉砂质 泥岩 底板为泥质粉 砂质 全区 可采 稳定 1020 16 m100.71-2.081.18 夹矸 0- 1 层 0.03-0.39 顶板为粉砂质 泥岩 底板为粉砂质 泥岩 大部 可采 较稳 定 1020 9 m110.83-4.591.88 夹矸 0- 2 层 0.11-0.21 顶板为粉砂质 泥岩 底板为泥质粉 砂质 全区 可采 稳定 1020 12 m130.73-1.120.90无夹矸0 顶板为泥质粉 砂质 底板为粉砂质 泥岩 局部 可采 较稳 定 1020 35 m150.80-8.583.01 夹矸 0- 1 层 0.02-0.23 顶板为粉砂岩 底板为泥质粉 砂质 全区 可采 稳定 1020 28 m161.15-6.172.46 夹矸 0- 1 层 0-0.79 顶板为粉砂质 泥岩 底板为粉砂质 泥岩 全区 可采 稳定 1020 33 m210.72-1.971.24 夹矸 0- 1 层 0.02-0.23 顶板为粉砂质 泥岩 底板为泥质粉 砂质 全区 可采 稳定 1020 9 m21 +1 0.74-2.551.41 夹矸 0- 3 层 0-0.04 顶板为炭质泥 岩 底板为泥质粉 砂质 4 大部 可采 较稳 定 1020 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 12 m221.14-2.621.70 夹矸 0- 2 层 0-1.24 顶板为泥质粉 砂岩 底板为灰白色 铝土岩 全区 可采 稳定 1020 五、煤质五、煤质 （一）煤类及其分布规律（一）煤类及其分布规律 根据中国煤炭分类国家标准 （gb5751-86） ，以 vdaf、g、y 来衡量，m7、m9煤 层为 1/3jm35，m10、m11、m13、m15、m16、m21煤层为 jm25，m21+1、m22煤层为 qm34。从上 煤层至下煤层的煤质由焦煤向气煤过渡。 （二）煤质分析（二）煤质分析 1、水分（mad） 各煤层中原煤水分平均 0.64%0.84%，浮煤水分平均 0.77%-1.07%，变化幅度 较小。 2、灰分（ad） 各煤层中原煤灰分平均 17.99%30.84%。属中高灰煤，各主要可采煤层的原煤 灰分在垂向上由上至下有逐渐升高的趋势。 浮煤的灰分平均 12.29%24.64%。比原煤灰分降低 6 个百分点，属低中灰煤。 反映出浮煤灰分与原煤灰分大致成正比关系，即原煤灰分高，浮煤的灰分也高，反 之亦然。 3、挥发分（vdaf） 各煤层中原煤挥发分平均 26.75%30.07%，除 m7为中高挥发分外，其余均为 中等挥发分煤。浮煤挥发分平均 25.72% 29.30%，在垂向上各可 4、固定碳（fcad） 各煤层中原煤固定碳平均 49.49%57.53%；浮煤固定碳平均 54.74%62.43%。 5、发热量（qgr,ad） 各煤层中原煤高位发热量平均 24.2728.98mj/kg，除 m21+1、m22为中热值， m7为特高热值外，其余均为高热值煤。浮煤高位发热量平均 26.7830.28mj/kg，属 于中高热值煤，发热量与灰分呈明显反比关系，即灰分高 6、元素分析 碳含量（cdaf）：原煤平均 85.36%88.73%，浮煤平均 86.15%88.82%； 氢含量（hdaf）：原煤平均 3.92%5.11%，浮煤平均 4.93%5.45%； 氮含量(ndaf)：原煤平均 1.37%1.82%，浮煤平均 1.56%1.87%; 氧加硫含量（o+s）daf）：原煤平均 4.78%8.40%，浮煤平均 4.22%7.40%。 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 13 四种元素在垂向上变化较小，规律不明显。 7、有害元素 全硫（st,d） 各煤层中原煤全硫含量平均 0.23%2.99%，上部 m7、m9、m10、m11、m13、m15煤层原煤平均 0.23%0.28%，属特低硫煤；中部 m16、m21、m21+1煤层，原煤平均 0.63%0.71%，属低硫煤；下部 m22煤层原煤平 均 2.99%，属中高硫煤。垂向上总体表现为上低下高的变化规律。从各种形态硫的指 标分析，原煤平均 sp,d 2.06%，so,d 0.24%，ss,d 0.02%。本区全硫的含量主要为硫化 物硫（黄铁矿） ，有机硫和硫酸盐硫含量甚少，煤层全硫含量增高是煤层中黄铁矿含 量增高的缘故。 浮煤全硫含量平均 0.20%2.15%，与原煤的全硫含量相比下降不多。 m22煤层的 zk301、zk401、zk501、zk502，其 st,d大于 3%，在资源量估算时 单独圈出，估算超过工业指标要求的高硫资源量。 磷（pd） 原煤中磷平均 0.011%0.024%，均为低磷煤；浮煤中磷平均 0.004%0.013%。 砷（as,d） 原煤中砷平均 2-3g/g；浮煤中砷平均 0-3g/g。均为一级含砷煤，低于国家标 准。 8、微量元素 原煤中镓（ga,d）平均 4-14g/g；锗(ge,d)平均 1-3g/g。皆未达最低工业指标。 9、胶质层(x、y) x 值平均 36.548.5mm，y 值平均 11.021.0mm，曲线型为之字型、平滑下降 型及之山混合型。 10、粘结指数（gri） 平均 42-86，各煤层变化有上高下低的变化趋势。除 m9、m11、m15、m16为强 粘结性煤，m7为特强粘结性煤外，其余均为中强粘结性煤。 11、煤灰成分 各含量平均为：sio2 58.58%，fe2o3 7.39%，al2o3 20.49%，cao 5.07%，mgo 1.10%，so3 1.71%，tio2 2.06%。以 sio2为主，al2o3为次，其他组分低。 12、煤灰溶融性温度 平均为:dt 1310，st 1390，ht1420，ft1440。 现将可采煤层的主要煤质指标列于表 1-2-4。 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 14 （三）煤炭产品用途（三）煤炭产品用途 矿区 m7、m9煤层为 1/3jm35，m10、m11、m13、m15、m16、m21煤层为 jm25， 经洗选后，作炼焦用煤；m21+1、m22煤层为 qm34，灰分及硫高，可作动力用煤。 六、其他有益矿物六、其他有益矿物 1、粘土岩 煤系地层底部 m22煤层底板有一层灰色、灰白色厚层状铝土质泥岩，厚 2-3m， 但达不到工业品位，无利用价值。 2、菱铁岩 煤系地层中夹有多层薄层菱铁岩，但厚度薄、品位低、达不到利用价值。 七、煤层风、氧化带七、煤层风、氧化带 根据矿井的地质报告，矿区仅在北部边缘有煤层出露，风、氧化带已采空，保 有资源分布区煤层埋深大于 50m，故无风氧化带。 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 15 表 1-2-4 主要煤质指标表主要煤质指标表 工业分析全硫各种形态硫发热量元素分析胶质层 madadvdaf 焦渣 特征 fc,adst,dsp,dss,dso,dqgr,adcdafhdafndaf sdaf+ odaf 真相 对密 度 视相 对密 度 粘 结 指 数 xy 煤 层 号 值 别 原煤 浮煤 %1-8%mj/kg%trdardgr.immmm 曲线型 原煤0.8417.9930.07656.910.2828.9887.775.041.825.381.34 m7 平 均 值 浮煤0.7712.2929.30761.580.2430.2888.465.451.874.228638.021.0 之山混 合 型 原煤0.7419.5828.58655.680.2727.8088.325.061.724.911.41 m9 平 均 值 浮煤0.8916.5927.52759.950.2630.0688.165.071.685.087841.018.0之字型 原煤0.7725.9928.77552.450.2326.0386.325.111.686.981.43 m10 平 均 值 浮煤0.9319.7827.53657.690.2029.3087.495.341.745.435648.514.5之字型 原煤0.7921.2028.02756.350.270.740.010.1828.1288.275.031.695.011.40 m11 平 均 值 浮煤0.8417.6326.79759.820.2329.5188.614.941.754.707843.017.0之字型 原煤0.7423.5728.42754.420.2327.1388.684.911.694.781.48 m13 平 均 值 浮煤0.8718.2027.53758.830.2629.436445.016.0之字型 原煤0.7021.4627.09756.860.2428.1088.544.961.714.781.40 m15 平 均 值浮煤0.8614.8826.13762.310.2430.0788.825.101.744.357936.519.5之字型 原煤0.7320.8926.75657.530.631.560.010.3828.1888.243.921.375.131.471.44 浮煤0.8215.2525.72762.430.5529.8588.204.931.715.177343.516.5之字型m16 平 均 值 浮煤0.8718.3027.03759.130.512.410.020.2929.0888.035.091.715.176643.014.0之字型 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 16 续表 1-2-4 主要煤质指标表主要煤质指标表 磷砷微量元素奥阿膨胀计试验 可磨性 指数 灰熔融性温度煤灰成分分析 pdas,dge,dga,dabt1t2t3dtsthtftsio2fe2o3al2o3caomgoso3tio2 浮煤 产率 煤 层 号 %g/g g/gg/g 曲线 型 hgi % 浮 煤 密 度 % 0.024224122012901340140052.8410.5623.135.230.932.591.90 m7 1.4028.20 0.013227116013101330136058.107.5917.788.661.191.471.93 m9 0.01211.4026.29 0.01623915001500 1500150061.346.5521.344.281.131.311.73 m10 0.0112761.4026.61 0.011237133014001430146065.446.9716.993.890.941.251.89 m11 0.00501.4029.04 0.01823767.756.6513.935.881.181.421.45 m13 0.00921.4027.42 0.01722713601480 1500 150056.487.6125.583.801.791.852.04 m15 0.0051.4035.07 0.02122819369467 仅 收缩 128013401370140061.696.2717.816.360.762.022.33 m16 0.00811.3929.70 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 17 续表 1-2-4 主要煤质指标表主要煤质指标表 工业分析全硫各种形态硫发热量元素分析胶质层 madadvdaf 焦渣 特征 fc,adst,dsp,dss,dso,dqgr,adcdafhdafndaf sdaf+ odaf 真相 对密 度 视相 对密 度 粘 结 指 数 xy 煤 层 号 值 别 原煤 浮煤 %1-8%mj/kg%trdardgr.immmm 曲线型 原煤0.6427.1427.43652.520.651.660.010.1625.8187.424.921.636.041.44 m21 平 均 值浮煤0.8222.7926.40656.350.4128.1488.344.981.655.046042.515.5之字型 原煤0.7430.8428.11549.490.712.090.070.2624.2786.585.031.596.841.661.54 m21+1 平 均 值浮煤1.0724.6426.77654.740.591.450.020.4926.784246.011.0 平滑下 降型 原煤0.7027.4228.05651.962.994.260.010.2025.2985.364.781.478.401.49 m22 平 均 值 浮煤0.8020.9026.64657.592.153.370.020.0927.4186.154.891.567.404743.511.0 平滑下 降型 原煤0.6417.9926.75549.490.230.740.010.1624.2785.363.921.374.781.471.34最 小 值浮煤0.7712.2925.72654.740.201.450.020.0926.7886.154.931.564.224236.511.0 平滑 下降型 原煤0.8430.8430.07757.532.994.260.070.3828.9888.735.111.828.401.661.54最 大 值浮煤1.0724.6429.30762.432.153.370.020.4930.2888.825.451.877.408648.521.0 之山混 合型 原煤0.7423.6128.13654.420.652.060.020.2426.9787.654.881.645.831.571.44 矿区 平 均 值浮煤0.8718.3027.03759.130.512.410.020.2929.0888.035.091.715.176643.014.0 之字型 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 18 续表 1-2-4 主要煤质指标表主要煤质指标表 磷砷微量元素奥阿膨胀计试验 可磨性 指数 灰熔融性温度煤灰成分分析 pdas,dge,dga,dabt1t2t3dtsthtftsio2fe2o3al2o3caomgoso3tio2 浮煤 产率 煤 层 号 %g/gg/gg/g 曲线 型 hgi % 浮 煤 密 度 % 0.0132211135013901420145063.596.4219.372.891.251.381.93 m21 0.00412423443 仅 收缩 1.4233.03 0.0172214132014301450146054.1210.4523.773.711.051.403.29 m21+1 0.013316401467 仅 收缩 1.4335.18 0.01231854.474.8125.175.980.772.402.12 m22 1.4224.74 0.01121419369467 仅收 缩 116012901330136052.844.8113.932.890.761.251.45 0.00402401443 仅收 缩 761.3924.74 0.024331419369467 仅收 缩 15001500 1500150067.7510.5623.778.661.792.593.29 0.013316423467 仅收 缩 761.4335.18 0.01622819369467 仅收 缩 131013901420144058.587.3920.495.071.101.712.06 矿区 0.00819412455 仅收 缩 761.4129.53 云南省富源县德兴煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告 中国矿业大学 19 第三节第三节 开采技术条件开采技术条件 一、水文地质条件一、水文地质条件 地表水 井田内地表水主要为草妥河，在外草妥村西进入矿区，平行西矿界北流， 在 3 线折为东流，于井田中部流出矿区，流径矿区全长 2955m，标高 +1821.00+1839.40m，坡降约 6%，水流较为平缓，一般河床宽约 8m，河谷宽 1520m，属长年有水小河，干季水深一般 0.4m 左右，8 月最高洪水位标高 +1821+1840m，平均洪水位比枯水位高 0.81.0m 左右。井田内有 f1断层通 过草妥河谷顺河展布，河床顺 p2c 顶界走向发育，越 3 线后因受 f3 的影响发生 流向偏转，切割 t1k 及 t1f1底部残存地层流出矿区。此小河对矿床开采构成影 响，使井田南部、北部矿床水文地质条件存在差异。 井田南段小河流的支流溪沟呈树枝状发育，有 s4、s11、s12、s31等溪沟， 流程短，长年不干，流量值小，但比北段略大。各溪沟的下段发育在 t1k 地层 中，在开采引起的地面变形范围内。 井田北段小溪沟呈放射状向分水岭四周排泄，地表水、泉水位置较高，流 量极小，域内地层富水性弱，无长年性地表水。 交一河标高+1806+1825m 左右，流量 9184000 l/s