煤矿重大危险源检测、评估和监控措施.docxVIP

四川省达县茶园煤电有限公司茶园煤矿重大危险源检测、评估及监控措施 编制人：段夏洪二零一七年一月 第一章 矿井概述4第一节 位置与交通4第二节 自然地理5一、地形地貌5二、气象6三、水文6四、地震6五、场地稳定性6第三节 矿井概况7一、矿业权设置7二、开拓开采现状7第二章 区域地质概况8第一节 区域地层8第二节 区域构造10第三节 区域水文地质12第三章 矿区地质概况15第一节 地层15第二节 构造17第三节 煤层18第四节 煤质19第五节 含隔水层20一、含水层20二、隔水层21第六节 地下水补给、径流、排泄条件21第四章 工程地质、环境地质及其它开采技术条件22第一节 工程地质22第二节 环境地质22第三节 瓦 斯22第四节 煤尘爆炸危险性与煤层自燃倾向性22第五节 地温与冲击地压22第五章 重大危险源检测、评估及监控措施第一节 本次检测工作方法20 第二节 重大危险源类型 第三节 瓦斯富集区检测、评估一、矿井瓦斯等级鉴定情况21二、瓦斯含量及赋存情况24三、瓦斯涌出量评估24四、影响瓦斯富集的因素25六、瓦斯富集区27第四节 瓦斯监控防治措施28一、矿井瓦斯防治现状28二、瓦斯防治措施28 第五节 地质、顶板危险源检测、评估 一、断层、裂隙和褶曲检测、评估33 二、陷落柱检测、评估33三、顶底板检测、评估33第六节 顶板危险源的监控、防治措施33第一章 矿井概述第一节 位置与交通茶园煤矿位于达县县城181方向、直距21km处的中山矿区金刚、桐子湾井田内，行政区划属达县马家乡肖家河村。矿区地理坐标：东经10728241073050，北纬305844310057。从茶园煤矿沿矿区公路南西行2Km至马(家)平（滩）乡级公路，沿马平（马家乡-平滩乡）公路北西行5Km到马家乡与国道210相接，沿210国道北行3Km到达渝高速公路的百节站，再北行17Km到达县城区，交通较方便，详见图1-1。图1-1 交通位置图第二节 自然地理一、地形地貌矿区位于中山山脉的中段，为一NESW向的长条形山脊，山脊一般标高600m左右，最高点在矿区南边东侧的黑湾之上，高程743.8m，矿区一般标高400-500m，最低侵蚀基准面为矿部外西侧，标高300m左右，相对高差约为444m。区内为顺向斜坡地形，地形坡度为10-20，属构造剥蚀为主的浅切割低山地貌。 图1-2 茶园煤矿卫片图二、气象矿区位于达县境内，据达县气象站多年观测：该区历年平均气温为17.2，极端最高气温达42.3，极端最低气温-4.7；历年来平均年降水量为1208.3mm，最高年降水量达1565.1mm，最低年降水量仅829.7mm，综上所述，本区属温暖湿润的亚热带气候。三、水文区内无大的地表水体，仅在矿区北侧有一条横穿山脉的树枝状幼年期的“V”字型横向冲沟，地表迳流条件较好，地表水流出矿区外汇入铜钵河，在达县金垭乡附近流入州河，属渠江水系。四、地震本区挽近期地壳运动以间歇性大范围抬升为主，属四川盆地弱活动构造区。据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱周期值为0.35s，地震基本烈度为级，区域稳定性好。五、场地稳定性本次调查，矿区范围内未发现滑坡、泥石流、崩塌、塌陷等不良地质现象，矿井主井、副井、风井工业场地布置区域均为缓坡地带，附近岩(土)体基本稳定，井口及工业场地位置相对较高，工业场地内布置的变电所、排矸场地等设施不受洪水威胁。第三节 矿井概况一、矿业权设置茶园煤矿矿业权历经多次调整，根据四川省人民政府办公厅关于达州市煤炭资源整合方案的批复（川办函20071221号），茶园煤矿调整扩大后的矿区范围由15个拐点坐标圈闭(拐点坐标详见表1-1)，开采外连和内连煤层，开采深度+4250m标高，矿区走向长约4.2km，倾向宽0.52.2m，平均宽约1.2km，矿区面积5.1384km2。矿区中心地理坐标：东经1072926，北纬310008。表1-1 矿井拐点坐标及开采标高 （西安1980坐标系统）拐点号坐标（m）拐点号坐标（m）XYXY134288253645018023429043364496883343049336450351434319603645113153432893364515166343217536453586734301553645300083430349364524829343097536452680103431570364523301134316503645213012343119536451775133431260364516421434310003645136015342946236450492开采煤层外连、内连开采标高+425m0m二、开拓开采现状茶园煤矿始建于1969年，1970年10月试投产，初期生产能力30kt/a，原属国营企业，现为私营独资企业，年生产规模90kt/a，矿井采掘概况如下：1、开拓系统(1)开拓方式平硐+暗斜井开拓。本矿井共有三个井筒出露于地表，即主平硐、副平硐和回风平硐，井筒特征见表1-2。+329.109m主平硐：长5800m，主要担负煤炭、矸石、材料、设备、敷设管道、电缆及进风等任务，并兼作安全出口。铺设22kg/m钢轨，单轨布置。+363.00m副平硐：长193m，主要担负进风任务，并兼作安全出口。+405.072m回风平硐：顺内连煤层底板布置，担负矿井生产时期回风，敷设消防洒水管道等任务，并兼作安全出口。井口装备主要通风机和防爆门。表1-2 井 筒 特 征 表名 称主平硐副平硐回风平硐井口坐标X（m）3429020.4283431692.003431259.175Y（m）364497620036451803.394井口高程（m）+329.109+363.00+405.072井筒方位角（0）11211292井筒倾角（0）/井筒长度（m）5800193(2)水平及采区划分矿井东西两翼均采用两个水平开采，东翼为+170m水平和0水平，西翼为+200m水平和+76m水平。矿井划分为两个采区开采，即西翼+76m+200m为一个采区，东翼0m170m为一个采区。2、矿井通风矿井采用中央分列式通风方式，采煤工作面采用”U”型通风。3、矿井供电双回路电源供电，一回电源取自国家电网平滩35/10kV变电站，从该站架设一趟10kV的LGJ-70型架空输电线路接入本矿井地面10kV变电所，线路长4km ；另有自建装机容量为2000KW的水力发电站，从该电站以6kV的LGJ-50型架空输电线两趟接入本矿井地面10kV变电所，线路长0.4km。第二章 区域地质概况第一节 区域地层按四川省区域地层表划分，本区处于四川盆地分区中的万县小区，除泥盆系、白垩系、第三系缺失外，从寒武系至第四系皆有不同程度的发育，尤以中生界侏罗系、三叠系地层出露最广，区域地层发育特征见表2-1。表2-1 区域地层简表界系统组代号主要岩性与化石类别厚度(m)新生界第四系全新统Qh近代河漫滩冲积物：上部亚砂土、下部砂质砾岩层不详更新统Qp残积粘土、破积角砾、河床阶地冲积物不详中生界侏罗系上统蓬莱镇组J3p粉砂质泥岩夹长石砂岩、岩屑长石石英。677遂宁组J3sn粉砂质泥岩夹长石石英砂岩、具波痕、泥裂及虫迹、斜层理发育。289中统上沙溪庙组J2s粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、水云母粉砂质泥岩、长石岩屑石英砂岩。1575下沙溪庙组J2xs粉砂质泥岩夹岩屑长石砂岩，顶为灰绿色叶肢介页岩。269新田 沟 组四段J2x4粉砂质泥岩，含钙粉砂质团块，夹薄至厚层状岩屑亚长石砂岩、长石岩屑砂岩。56169三段J2x3水云母页岩、水云母粉砂质页岩、长石砂岩互层。100155二段J2x2水云母页岩夹中厚层含钙质岩屑石英砂岩、亚岩屑砂岩及少许介壳灰岩。68106一段J2x1杂色泥岩、含钙质结核、夹云母石英粉砂岩、灰岩砾岩、岩屑石英砂岩。3242中 下 统自 流 井 组三段J1-2z3水云母页岩夹生物碎屑灰岩及灰白色厚层状结晶生物碎屑灰岩。78100二段J1-2z2灰色粉砂质水云母页岩夹杂色泥岩及中厚层含钙粉砂岩。5792一段J1-2z1灰黑色页岩、灰色粉砂质水云母页岩，夹介壳页岩、介壳灰岩、介壳粉砂岩。3441三叠系下统珍 珠 冲 组二段J1z2灰黄色粉砂质页岩、含粉砂质水云母页岩、紫红色泥岩、粉砂岩。102208一段J1z1灰色中至厚层状岩屑石英砂岩夹粉质页岩、炭质页岩、煤线。2993上统须 家 河 组上亚段T3xj2灰色块状岩屑砂岩夹硅质岩透镜体、粉砂质页岩、水云母页岩、煤。162337下亚段T3xj1粉砂质页岩、炭质页岩、煤及厚层状钙质长石岩屑砂岩；145293中统雷口坡组T2l钙质页岩夹泥质灰岩、白云质灰岩115186下统嘉陵江组T1j灰岩、白云质灰岩、白云岩、泥质灰岩425591飞仙关组T1f灰岩夹鲕状灰岩、泥质灰岩、钙质页岩230第二节 区域构造矿区所在区域在构造上属新华夏系四川沉降带川东褶皱带中山背斜（又称“铜锣峡背斜”）北段。该背斜西侧有华蓥山-铁山背斜，东侧依次有峨层山背斜、明月峡背斜等，轴向北北东，彼此呈线状平行展布(见图2-1)。背斜紧密，向斜平缓开阔，组成典型的隔档式构造，区内主要构造特征如下： 1、华蓥山背斜位于华蓥山隆褶带西部边缘。轴向北1025东轴部地层为上二叠统长兴组及三叠统飞仙关组、嘉陵江组，两翼地层为雷口坡组，须家河组至侏罗系下沙溪庙组。轴部地层平缓，两翼不对称。北西翼陡、地层倾角3080，南东翼缓，倾角3040，背斜轴面倾向南东，为狭长半箱状斜歪背斜。2、铜锣峡(中山)背斜位于华蓥山隆褶带中部，是此隆褶带的三条主干背斜之一。轴线呈舒缓波状，总轴向北30东。背斜枢纽多次波状起伏，形成轴部小的隆起高点。每个小隆起轴线两端分别向南、北偏转，而成小“S”形，微显雁列。轴部出露最老地层为嘉陵江组，分布于各隆起高点部位。其余为雷口坡组组成轴部。北段仙女山以北开始缓慢倾伏，陆续由须家河组，珍珠冲组，自流井组，新田沟组构成背斜轴部。两翼地层为须家河组至下沙溪庙组。轴部地层平缓，两翼不对称。图2-1 区域构造图3、亭子铺向斜位于东林河、亭子铺，景市庙一带，该向斜向北扬起而消失于区外的宣汉县城附近，南向消失于铜锣峡背斜与七里峡背斜鞍状相连部位。全长60余公里。轴向北20东。北段开阔平缓，地形高耸，轴部保留了较大面积的蓬莱镇组，遂宁组。两翼地层近于对称，倾角1025，南向因铜锣峡与七里峡背斜逐渐靠拢而变窄，岩层变陡，两翼倾角1540，形如漏斗，全由上沙溪庙组成。4、七里峡(峨层山)背斜位于亭子铺向斜以东，南端倾伏于永兴场附近与铜锣峡背斜成斜鞍相连。全长60公里。轴向北20东，轴线微有弯曲，南端倾伏部位偏转较大，为北3040东，北段与凉风垭复背斜反接部位遭到破坏，形成小的弧形弯曲。背斜轴部狭窄尖棱，并受断层破坏。出露最老地层为雷口坡组，两翼为须家河组至下沙溪庙组。两翼岩层不对称：南东翼陡4080，常有直立倒转，倒转倾角8540；北西翼稍缓4060，个别地段达80，偶见倒转。为线性不对称背斜。第三节 区域水文地质区内为一系列相到骈行或雁行错移的背斜山地间隔向斜丘陵地形，这种独特的平行峡谷与盆腹的红层丘陵有着截然不同的水文地质条件。同时本区水文地质条件受构造控制特征明显。一、地下水类型按地下水成因类型，区内地下水又可分为岩溶裂隙水、基岩裂隙水和松散岩类孔隙水。1、岩溶裂隙水三叠系中下统碳酸盐岩类分布于高背斜轴部，因受两侧碎屑岩所构成中低山岭山脊夹峙，形成了川东特有的隆脊型岩溶槽谷。岩溶特征与岩性、地貌条件密切相关，岩溶水运动和富集则受地质构造控制。2、基岩裂隙水三叠系上统须家河组砂页岩主要位于背斜翼部和轴部，具有形成承压水的良好储水构造条件，尤其是缓翼，为典型的自流斜地；侏罗系各组的砂泥岩地层，地下水主要赋存于岩石风化裂隙和构造裂隙中。3、松散岩类孔隙水按含水层和赋存条件划分为埋藏于河谷阶地砂砾石层中的潜水和埋藏于山间平原砂层中的承压水。但分布零星，水量较小，另有基本无水的冰水堆积层。二、含隔水层区内灰岩和各级粒度的砂岩裂隙相对较发育，各具一定储水空间，为含水层；泥岩、粉砂质泥岩、砂质泥岩等泥质岩类结构致密，裂隙和孔隙不甚发育，不具储水空间，为相对隔水层。根据其含水介质及隔水性能，含隔水层特征见表2-2。 表2-2 区域含隔水层简表界系统组代号主要岩性厚度(m)岩层富水性新生界第四系Q555弱中生界侏罗系上统蓬莱镇组J3p砂岩夹泥岩，构造裂隙水为主，上部普遍为风化裂隙水。477弱遂宁组J3sn砂质泥岩夹砂岩风化裂隙水为主，泉水流量一般为0.03-0.1升/秒。272中等中统沙溪庙组J2s泥岩、砂岩互层，主要分布于向斜轴部及构造复合带部位，构造裂隙水为主，上部普遍为风化带裂隙水，18441879弱新田沟组J2x第四系下覆地区地下水较丰富，单井涌水量100-500日。256472中等中下统自流井组J1-2泥岩页岩夹灰岩，泉水流量0.1-13.3升/秒，169233中等强下统珍珠冲组J1z以泥、页岩为主，砂岩层薄，水量较小。131301中等三叠系上统须家河组T3xj砂岩为主，夹泥岩、页岩含煤层，水量较小。307630中等中统雷口坡组T2l泥岩、页岩夹薄层灰岩，为碳酸盐岩、碎屑岩互层岩溶裂隙水。125186强下统嘉陵江组T1j灰岩、白云质灰岩，角砾状灰岩、含石膏，为碳酸盐岩类岩溶裂隙水。425591强飞仙关组T1f灰岩、泥灰岩、页岩互层，为碳酸盐岩、碎屑岩互层裂隙溶洞水。178237强 46第三章 矿区地质概况第一节 地层矿区范围出露和矿井揭露的地层由老至新依次为三叠系上统须家河组（T3xj）、侏罗系下统珍珠冲组(J1zh)、中下统自流井组（J1-2z）、中统新田沟组（J2x），现由新到老分述如下:一、三叠系1、上统须家河组（T3xj）为矿区含煤地层，厚500m左右。按岩石组合及旋回特征本组可分为七个岩性段，自下而上，第一、三、五、七段为含煤段，岩性主要为深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹粉砂岩、细粒砂岩及煤层；第二、四、六段为砂岩段，由厚、巨厚层状中粒砂岩组成。第一段(T3xj1)：灰色泥岩、粉砂质泥岩，偶夹煤线，含黄铁矿结核。该段地层厚度变化大，厚0-11m，一般8m。第二段(T3xj2)：浅灰色厚层状细粒砂岩和中粒砂岩，上部夹少许灰色泥岩和粉砂质泥岩，底部见煤包体。一般厚l75m。第三段(T3xj3) ：灰深灰色泥岩、粉砂质泥岩，中部夹粉砂岩和薄层细粒砂岩，上部有不稳定的泥灰岩。含煤35层，仅上部的K1煤层偶尔可采。一般厚48m。第四段(T3xj4)：灰白浅灰色厚层状中粒砂岩，下部夹透镜状砾岩12层。一般厚65m。第五段(T3xj5)：该段为矿区主要含煤地层之一，俗称“中煤组”，一般厚95m。根据岩性组合特征及煤层赋存情况，本段在区内分为三个亚段。一亚段(T3xj5-1) ：灰深灰色泥岩和粉砂质泥岩，中部夹薄层灰色粉砂岩和细粒砂岩。含煤35层，厚度小且变化大，偶达可采厚度。本亚段一般厚35m。二亚段(T3xj5-2) ：灰色细粒砂岩，含较多岩屑，结构致密坚硬。中下部夹薄层泥岩，偶见菱铁矿结核。一般厚221n。三亚段(T3xj5-3) ：以灰深灰色泥岩和粉砂质泥岩为主，间夹薄层泥质粉砂岩和粉砂岩，上部有一层细粒砂岩。含煤510层，其中K7煤层为区内主要可采煤层之一，一般厚43m。第六段(T3xj6) ：白色厚层状细粒砂岩和中粒砂岩，粒度有由下部向上部变细的趋势，含较多的白云母片，泥质胶结，结构较疏松。上、下部夹薄层透镜状泥岩和粉砂质泥岩，局部含煤包体和泥质包体，近底部含较多砾石。一般厚65m。第七段(T3xj7) ：第七段是区内主要含煤段，俗称上煤组，按岩性自下而上分三个亚段：一亚段：深灰色泥岩夹灰色粉砂质泥岩，粉砂，含外连、内连煤层，平均厚15m。二亚段：灰、深灰色细中粒长石石英砂岩，下部含较多岩屑，俗称芝麻砂岩，平均厚17m。三亚段：灰、深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩和粉砂岩，局部加煤线，平均厚12m。二、侏罗系1、下统珍珠冲组(J1zh)灰色泥岩，粉砂质泥岩夹数层厚度不等的粉砂岩和细粒砂岩。底部为厚约17m的浅灰、灰白色厚层状细、中粒砂岩。一般厚160m。2、中下统自流井组（J1-2z）按岩性特征由老至新可分为三段（东岳庙段、马鞍山段、大安寨段）；东岳庙段（J1-2z1 ）：灰、深灰色泥岩、粉砂质泥岩。中下部夹生物碎屑灰岩、泥质粉砂岩，底部夹菱铁矿层。厚约35m。马鞍山段（J1-2z2）：灰、黄灰色泥岩、粉砂质泥岩，夹泥质粉砂岩。厚约74m。大安寨段（J1-2z3）：灰色厚层状石灰岩、生物碎屑灰岩，夹粉砂质泥岩。中下部为深灰色泥岩、粉砂质泥岩，夹薄层石灰岩。厚约86m。3、中统新田沟组（J2x）为紫色、黄灰、深灰色泥岩夹薄层状粉砂岩、细粒砂岩。矿区内该地层出露不全，厚度不详。矿井揭露的地层为须家河组第六段（T3xj6）至自流井组东岳庙段（J1-2z1）。图3-1 煤系地层综合柱状图第二节 构造矿区位于新华夏系第三沉降带川东弧形褶皱带的中山背斜北段，该背斜东与峨层山背斜相望，西与华蓥山背斜相邻（见图2-1）。中山背斜轴向呈N25E展布，以3-5向北倾伏，为轴部宽缓、两翼大致对称的背斜，背斜轴部倾角不超过15，两翼倾角约为25-38。矿区内未见次级褶皱，在矿井内见一隐伏断层（f4）。断层位于矿区北部东翼，浅部各水平巷道均有揭露，该断层走向SE，倾向NE，倾角35，最大落差为60m左右，对矿区内外连、内连煤层开采有一定影响。矿区总体为一简单背斜，有少量断层破坏煤层，地质构造较简单。 图3-2 矿区构造纲要图第三节 煤层区内含煤地层为三叠系上统须家河组(T3xj)，批准开采外、内连煤层。现将矿区内可采煤层分述如下：1、外连煤层位于须家河组第七段一亚段 （T3xj7-1）中部，上距须家河组第七段二亚段（T3xj7-2）砂岩一般3-6m。煤层总厚0.60-1.44m，采用厚度0.15-1.17m。该煤层一般含夹矸一层（在矿区北边浅部CK9号孔中含夹矸2层），夹矸厚0.06-0.45m，夹矸岩性为深灰色泥岩。外连煤层除矿区西翼的南部走向长约400m不可采外，其余均可采，一般0.40-0.70m，属大部分可采的较稳定煤层，煤层顶底板岩性均为深灰色泥岩。2、内连煤层位于须家河组第七段一亚段 （T3xj7-1）中部，上距外连煤层一般1.70m，下距须家河组第六段（T3xj6）砂岩一般5-7m。该煤层为单一煤层，煤厚0.15-0.60m，内连煤层属大部份可采的较稳定煤层，可采范围主要分布在矿区东翼，一般0.40m；根据巷道揭露在西翼仅浅部（330m标高以上）和深部（200m标高以下）可采，煤厚约0.33m，其余均不可采。顶底板岩性均为深灰色泥岩。表3-1 可采煤层特征表煤层煤层厚度（m）煤层倾角顶板岩性层间距（m）容重（t/m3）成煤时期煤层赋存情况底板岩性外连0.40.7836深灰色泥岩1.71.35三叠系简单深灰色泥岩0.5521内连0.150.6836深灰色泥岩1.35三叠系复杂0.421深灰色泥岩第四节 煤质一、煤的物理性质及煤岩特征1、外连煤层颜色黑色，条痕黑褐色，玻璃光泽，线理状及条带状结构，层状构造，参差状及平坦状断口，上部常见钙质薄膜及少许黄铁矿薄膜，硬度较大，成块性好。上部为暗煤夹线理状亮煤，硬度大，俗称硬炭，属暗淡型煤。下部以亮煤为主夹暗煤和镜煤条带及透镜体，属半暗半亮型煤。2、内连煤层颜色深黑色，条痕黑褐色，玻璃及油脂光泽，条带状结构，层状构造，参差状及平坦状断口，有少许星散状黄铁矿和细脉状方解石。以亮煤为主，夹镜煤及暗煤条带，属半亮型煤。二、煤的化学性质及工艺性能根据四川省达县桐子湾井田茶园煤矿资源储量核实报告，各煤层煤质主要指标见下表： 表3-2 煤质分析指标表 分析项目煤层名称Ad(%)Vdaf (%)St，d(%)Y (mm)Qgr，daf(MJ/Kg)外连原煤22.34/0.53/27.0精煤7.5832.800.5716.335.2内连原煤14.72/0.53/29.8精煤5.7832.550.7013.635.3外连煤层属中灰、低硫的高热值煤，内连煤层属低灰、低硫的特高热值煤。煤类：外、内连煤层均属1/3焦煤，均可作为炼焦用煤或炼焦配煤。三、煤的工业用途根据煤质分析成果，并结合相邻矿井所生产的煤炭的用途，外连煤层中煤含量为18.90%，属中等可选煤；内连煤层为6.34%，属易选煤；内、外连煤层混合样为9.91%，也属易选煤，灰分均在10%以下。该矿生产的煤炭，目前未经加工，直接销售原煤到达竹石板洗选厂，洗成精煤后炼焦，作炼焦用煤。第五节 含隔水层一、含水层区内对开采煤层有影响的含水层主要为煤层顶板砂岩裂隙含水层，即须家河组第七段二亚段（T3xj7-2）砂岩段， 1、三叠系上统须家河组第七段二亚段（T3xj7-2）砂岩裂隙含水层岩性为灰色中厚层状细中粒砂岩，为煤层顶板直接充水含水层，厚约18m.该段地层除在3号地质剖面线背斜轴部呈天窗式小范围出露外，在地表都未出露，因此补给条件较差。含水层中的地下水主要赋存、运输在砂岩裂隙中，砂岩中裂隙不发育，具有随深度增加裂隙发育程度减弱的规律。通过地面和井下观测，这些含水层岩体致密、裂隙不发育。金刚井田16、23号孔，桐子湾井田12号孔分别对各含水层稳定流正式抽水试验，单位涌水量均小于0.1L/s.m，富水性弱。2、三叠系上统须家河组第六段（T3xj6）砂岩裂隙含水层厚约65m，岩性为灰色中厚层状细中粒砂岩，富水性弱中等，为开采煤层底板充水含水层。二、隔水层含水层之间的隔水层均为泥岩、粉砂质泥岩组成，岩体致密，隔水性能良好，含水层之间一般不会发生水力联系。三叠系上统须家河组第七段（T3xj7）隔水层：厚约44m，其一亚段(厚约15m)及第三亚段(厚约12m)为灰色薄层状砂质泥岩，含煤线，属隔水层。第六节 地下水补给、径流、排泄条件区内无较大的水库、堰塘等地表积水体，地表水系也不发育，地表迳流条件较好，大气降水主要顺地形流入明月江及铜堡河，分别在达县小河咀和金垭乡附近流入州河，属渠江水系。大气降水是区内地下水的主要补给水源，因该区坡陡谷峡，不利地表水的汇集和储存，大气降水大部分以片流的形式自然排泄至汇水盆地而进入水系流走，少部分以下渗的形式补给地下水。经过多年的开采，矿坑已成为矿区地下水的主要排泄点。第四章 工程地质、环境地质及其它开采技术条件第一节 工程地质现矿井开采的外、内连煤层顶底板岩性均为泥岩，岩体稳定性差，顶板易垮塌，不易管理。运输巷现布置在内连煤层底板岩层中，位于须家河组第六段（T3xj6）厚层状中粒砂岩中顶部，无片邦、变形、底鼓现象，井巷岩体稳定性较好，易于维护管理。第二节 环境地质矿区范围内居民和耕地都少，且分散分布，经本次调查矿区内植被发育，覆盖率达85%。矿区内未发现滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害，地面工业广场及井口标高均高于当地最高洪水位，矿区地质环境良好。由于矿井工业广场为顺向坡地形，注意因开挖等引起岩土的顺层滑坡。第三节 瓦 斯根据达州市安全生产监督管理局文件（达市安监（2016）354号）核准的瓦斯鉴定结果该矿井为低瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量5.19m/t，绝对瓦斯涌出量1.007m/min；相对二氧化碳涌出量7.47m/t，绝对二氧化碳涌出量1.451m/ min。第四节 煤尘爆炸危险性与煤层自燃倾向性一、煤尘爆炸根据矿井2012年委托重庆市煤炭质量监督检验站对外、内连煤层煤样所做的煤尘爆炸性鉴定，各煤层均属无煤尘爆炸性危险。二、煤层自燃根据矿井2012年委托重庆市煤炭质量监督检验站对外、内连煤层煤样所做的煤自然发火倾向性等级鉴定，鉴定结论为三类，均属不易自燃煤层。该矿及相邻矿井均未做煤层自燃发火期检测，该矿井及相邻矿井开采的近二十年来从未发生过煤层自燃。第五节 地温与冲击地压一、地温区内未开展过地温相关实测工作，煤矿开采至今，未发现过地温异常现象。二、冲击地压以往地质资料中未提供冲击地压的相关资料，该矿井及周边矿井亦未有冲击第五章 重大危险源检测、评估及监控措施第一节 本次检测工作方法图5-1 本次普查流程图本次重大危险源检测，工作方法以调查访问和井上下调查为主，并结合以往地质及水文地质资料进行综合分析，基本查明矿井范围内存在的重大危险源并对其致灾程度进行评价，本次普查工作流程见图5-1。 第二节 重大危险源类型一、 我矿经安全现状评价对矿井重大危险源确定为瓦斯、顶板两项。二、 我矿经检测确定矿井重大危险源确定为瓦斯、顶板两项。 第三节 瓦斯富集区检测、评估一、矿井瓦斯等级鉴定情况根据矿井近几年部分瓦斯等级鉴定成果，相对瓦斯涌出量4.65.2313m/t，绝对瓦斯涌出量0.941.079m/min；相对二氧化碳涌出量5.526.183m/t，绝对二氧化碳涌出量1.131.275m/t，均属低瓦斯矿井。为了更有效的反映茶园煤矿瓦斯等级特征，本次搜集了矿井所在桐子湾井田及相邻磨子沟井田、新华井田、金刚井田及何家湾井田部分煤矿的瓦斯等级鉴定成果见表5-3，从表5-3可以看出，矿井所在井田附近煤矿均为瓦斯矿井。表5-3 临近部分矿井瓦斯等级鉴定成果表相对位置井田名称煤矿名称绝对瓦斯涌出量（m3/min）相对瓦斯涌出量（m3/t）瓦斯等级井田南部磨子沟石埂子煤厂0.33.8低瓦斯矿井磨子沟达昌煤矿0.66.0低瓦斯矿井新华刘家沟煤厂0.33.9低瓦斯矿井所在井田桐子湾井塘河煤厂0.35.4低瓦斯矿井桐子湾下风井煤矿0.22.1低瓦斯矿井桐子湾石拱门煤矿0.45.0低瓦斯矿井井田北部金刚金刚煤矿8.16.7低瓦斯矿井何家湾寿田嘴煤矿0.56.9低瓦斯矿井何家湾保康煤矿 1.36.5低瓦斯矿井二、瓦斯含量及赋存情况1、煤层瓦斯含量统计煤层瓦斯含量是决定煤与瓦斯突出的重要因素，是矿井瓦斯涌出量的主要来源，矿井瓦斯含量的高低对安全生产及生产投入多少具有重要意义。由于历史原因，茶园煤矿无瓦斯压力、煤层瓦斯含量、瓦斯含量梯度等实测数据，为了对瓦斯含量进行评估，本次瓦斯含量评估采用临近矿井瓦斯含量类比法进行。收集了重庆煤科院于2007对邻近达竹煤电（集团）有限责任公司下属的金刚、斌郎、小河嘴煤矿采用间接法（即在现场测定煤层瓦斯压力基础上，取煤样在实验室作吸附实验，应用朗格缪尔公式进行计算）计算得出的瓦斯含量（表5-4）。从统计表来看，埋深629.5m以内，瓦斯含量均处于较低水平，最低为2.02 m3/t，最高8.5m3/t。表5-4 茶园煤矿临近矿井煤层瓦斯含量统计表井田名称位 置测试位置原煤瓦斯含量/m3/t标高/m埋深/m金刚井田412二甩200.23002.02412配风巷126.84252.73211一甩263.72752.20211配风巷128.83503.78311+250石门2504252.75311排水巷129.85603.69斌郎井田0水平18.23629.58.2023.17622.37.88221采区225.6346.82.95298.3308.62.32101采区167.8368.22.44116.1415.73.32达县井田402采区0北运输大巷（标高0m）05154.42402采区+60西石门（标高+60m）604683.85201轨道下山下平巷（标高0m）05404.532、瓦斯含量评估统计表5-4中瓦斯含量和埋深数据，得出煤层瓦斯含量（y）与埋深（x）呈线性关系（图5-5），满足线性回归方程：y=0.0154x-2.7854，相关性系数R=0.8133。 图5-5 煤层瓦斯含量与埋深关系图上式瓦斯含量与埋深的线性关系未考虑瓦斯风氧化带的影响，假设煤层风氧化带深度为xm，瓦斯风氧化带以下瓦斯含量与埋深关系可转变为：Y=a（X-x）+b（X埋深m，Y瓦斯含量m3/t，a斜率常数m3/t/m，b常数m3/t，x深度常数m）。据四川省达县桐子湾井田茶园煤矿资源储量核实报告数据，茶园煤矿外连、内连煤层均属于焦煤（表5-5），根据矿井瓦斯涌出量评估方法（AQ10182006），焦煤瓦斯风氧化带下部边界瓦斯含量qCH4=2.02.5m3/t，因此本次对瓦斯含量qCH4=2.02.5m3/t之间实测数据进行统计发现，瓦斯含量与埋深呈线性分布，满足线性回归方程：y=0.003x+1.237（图5-6），瓦斯含量qCH4=2.0m3/t对应深度为254.33m。表5-5 煤质主要指标综合成果表分析项目煤层名称灰分Ad(%)挥发分Vdaf (%)硫分St，d(%)胶质层厚度Y（mm）发热量Qgr，d(MJ/Kg)类型外连原22.34/0.53/27.0JM精7.5832.800.5716.335.2内连原14.72/0.53/29.8JM精5.7832.550.7013.635.3 图5-6 22.5m3/t煤层瓦斯含量与埋深关系图取瓦斯含量qCH4=2.0m3/t作为瓦斯风氧化带的底界，通过上式求得风氧化带深度为254.33m。据此得到瓦斯含量与埋深的关系式为y=0.014（x-254.33）+2（X为埋深m，Y为推测瓦斯含量m3/t），相关性系数R=0.733。由实测数据直接线性推算qCH4=2.0m3/t对应埋深为310m（图5-6）。保守起见，本次取埋深相对较小的254.33m作为瓦斯风氧化带底界，按照瓦斯含量与埋深的关系式为y=0.014（x-254.33）+2进行茶园煤矿煤层瓦斯含量类比评估，评估结果见表5-6。表5-6 茶园煤矿瓦斯含量趋势评估表瓦斯含量趋势值（m3/t）对应埋深/m2254.334397.196540.058682.9010825.76三、瓦斯涌出量评估据2009年四川达县茶园煤电有限公司（茶园煤矿）水平延深初步设计安全专篇：矿井设计生产能力90kt/a，2008年进行煤矿瓦斯等级鉴定时，开采标高为+170m，对应地表高程+459m，煤层埋深289m，相对瓦斯涌出量为5.2313m3/t。由于该矿无瓦斯压力、煤层瓦斯含量、瓦斯含量梯度等实测数据，为了对该矿煤层瓦斯涌出量进行预测，本次以2008年煤层瓦斯等级鉴定为基础，采用矿山统计法对矿井煤层瓦斯涌出量进行预测。根据矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ10182006）5.2.3，焦煤瓦斯风氧化带下部边界可参照采用瓦斯压力P0.10.15MPa或相对瓦斯涌出量取qCH4=2.03.0m3/t或瓦斯含量qCH4=2.02.5m3/t。据瓦斯含量预测qCH4=2.0m3/t对应瓦斯风氧化带埋深254.33m。焦煤瓦斯风氧化带相对瓦斯涌出量取qCH4=2.03.0m3/t，本次取中间值2.5 m3/t。据2008年进行了煤矿瓦斯等级鉴定，相对瓦斯涌出量为5.2313m3/t，绝对瓦斯涌出量1.079m3/min。计算得瓦斯风氧化带埋深254.33m。2008年进行煤矿瓦斯等级鉴定时，开采标高为+170m，对应地表高程+459m，煤层埋深289m，相对瓦斯涌出量随开采深度的变化梯度a值为：a12.69m/(m3t-1)据2008年煤矿瓦斯等级鉴定标高+170m水平，根据AQ1018-2006规定，采用矿山统计法外推范围沿垂深不超过200m，因此，预测范围为矿井开采+0m+37m之间的瓦斯涌出量，按深度计算则为煤层埋深在89-489m之间的涌出量，故本次预测深度为489m以浅。茶园煤矿煤层瓦斯相对涌出量预测结果见表5-7。矿井设计生产能力90kt/a，每月工作28日，平均月产量8152t，依据上述相对瓦斯涌出量预测结果，得到绝对瓦斯涌出量预测公式：其中Y为瓦斯绝对涌出量m3/min，x为埋深m。据此式计算埋深489m以内矿井瓦斯绝对涌出量均小于5m3/min。埋深489m处的瓦斯绝对涌出量为4.24 m3/min。表5-7 茶园煤矿煤层瓦斯相对涌出量预测表相对瓦斯涌出量趋势值（m3/t）对应埋深/m2.5254.334279.716305.098330.4710355.8512381.2314406.6116431.9918457.3720482.75四、影响瓦斯富集的因素(一)埋深煤层埋藏深度的增加不仅会因地应力增高而使煤层和围岩的透气性降低，而且瓦斯向地表运移的距离也增大，这两者的变化均朝着有利于封存瓦斯、而不利于放散瓦斯方向发展。研究表明：在同一地质构造单元内，当煤层埋藏深度不大时，煤层瓦斯含量随埋深的增大基本上成线性规律增加。如斌郎井田在埋深为629.5m的0水平测得煤层瓦斯含量为8.20m3/t，而在埋深346.8m的211采区测得的煤层瓦斯含量仅为2.95m3/t。茶园煤矿构造位置为新华夏系第三沉降带川东褶皱带铜锣峡背斜(又称中山背斜)的北部桐子湾井田内，煤层瓦斯含量随煤层埋深的增大而增大。(二)构造地质构造是影响矿区煤层瓦斯赋存的主要因素。目前总的认为，封闭型地质构造有利于瓦斯封存，开放型地质构造有利于瓦斯排放。中山背斜狭窄，地质构造简单，茶园煤矿位于背斜核部桐子湾井田，桐子湾井田以南遭受剥蚀，造成煤层出露地表，为煤层瓦斯的排放提供了良好的通道，煤层露头附近瓦斯含量低及瓦斯成分均较低。自桐子湾井田往北背斜向北倾伏，煤层隐伏未出露，煤层瓦斯失去煤层露头这一排放通道，煤层瓦斯含量有所增大。通过对四川达竹煤电（集团）有限责任公司下属六对矿井瓦斯涌出量与其所处构造位置分析得出：自背斜轴部向两侧翼部，上覆基岩逐渐变厚，煤层瓦斯含量和涌出量也逐渐增大，显示出背斜对区内瓦斯赋存的控制作用。北部隐伏F4逆断，易于瓦斯积聚。小构造及断层发育区域为煤层瓦斯易富集区域。(三)顶底板岩性煤层顶、底板岩层的透气性可以控制煤层瓦斯的运移和赋存条件，煤层与围岩的透气性好，有利于瓦斯的运移和排放，瓦斯含量小；反之，煤层与围岩的透气性差，则有利于瓦斯的保存。一般来说，当煤层顶板岩性为致密完整的岩石，如泥岩、砂质泥岩时，煤层中的瓦斯容易被保存下来；而当顶板多为孔隙或者脆性裂隙发育的岩石，如砾岩、砂岩时，瓦斯容易逸散。此外，在一定范围内的岩性组合以及变形特点对瓦斯赋存也有影响。茶园煤矿主采煤层外连煤层、内连煤层顶板岩性均为深灰色泥岩；泥岩致密性好、孔隙度小，排驱压力大、透气性差，形成了相对较好的盖层，瓦斯封闭条件较好，对煤层瓦斯的储存较为有利。且受褶皱影响局部挤压带、小构造带内容易造成瓦斯积聚。(四)煤层厚度煤层是瓦斯产生的物质基础及赋存条件，煤层厚度对瓦斯富集具有重要意义，通常煤层厚度越大，产生的瓦斯量越多，煤层赋存的瓦斯也就越多。另外，煤层瓦斯的逸散以扩散方式为主，空间两点之间的浓度差是其扩散的主要动力，煤层厚度越大，扩散时间就越长。茶园煤矿批准开采外、内连煤层，外连煤层煤层总厚0.60-1.44m，采用厚度0.15-1.17m，矿区西翼的南部走向长约400m不可采；内连煤层煤厚0.15-0.60m，内连煤层属大部份可采的较稳定煤层；可见茶园煤矿可采煤层厚度较小，煤层稳定，煤层厚度不利于瓦斯所的产生和富集，但在煤层厚度厚薄转换地带、突然变薄及尖灭地带、受断层影响带等部位容易造成瓦斯积聚及富集。(五)煤质煤质反映煤层形成的沉积环境及煤的变质演化程度，茶园煤矿煤类为焦煤，变质程度中等，产生及赋存瓦斯能力一般，另外连煤层灰分含量22.34%、内连14.72%，灰分低到中等，对瓦斯赋存影响一般。六、瓦斯富集区在煤化过程中产生的瓦斯，并非都能保存下来。由于不同部位的地质经历不同，因此保存的瓦斯数量也不同。瓦斯的形成和保存、运移与富集，同地质条件有密切关系，并受到地质条件的制约。含煤岩系的沉积环境，岩性组合特征，煤层顶、底板岩性及其隔气、透气性能，煤的变质程度，区域地质构造，水文地质条件，岩浆作用，以及埋藏深度等因素分析均对瓦斯赋存的影响。总体来讲茶园煤矿瓦斯富集具有以下特点：1、煤层埋藏深度：矿区范围内煤层瓦斯含量随埋深增加而增加，煤层埋深越深越不利于瓦斯排放，即煤层深部地区易造成瓦斯聚集，故在深部开采过程中应进行瓦斯基础参数的实测及瓦斯地质相关工作的推近，遇到问题及时处理，防患于未然。2、煤层倾角：受构造影响，铜锣峡(中山) 中山背斜轴向呈N25E展布，以35向北倾伏，为轴部宽缓、两翼大致对称的背斜，背斜轴部倾角不超过15，两翼倾角约为2538。煤层倾角836，倾角大的部位瓦斯容易逸散，在倾角变换部位容易产生瓦斯聚集。3、构造对瓦斯含量的影响较大：茶园煤矿位于桐子湾井田范围内，桐子湾井田以南遭受剥蚀，造成煤层出露地表，为煤层瓦斯的排放提供了良好的通道，煤层露头附近瓦斯含量低及瓦斯成分均较低。自桐子湾井田往北背斜向北倾伏，煤层隐伏未出露，煤层瓦斯失去煤层露头这一排放通道，煤层瓦斯含量有所增大。且北部隐伏F4逆断层，易于瓦斯积聚。4、煤层的围岩条件：煤层是瓦斯的良好储集层，围岩的性质直接影响到煤层瓦斯含量的大小。煤层的顶、底板岩性亦与煤层的瓦斯含量有密切关系。当顶板为泥岩且完整时，透气性差，不利于瓦斯的逸散，瓦斯含量往往较高；当顶板为砂岩且裂隙发育时，透气性较好，有利于瓦斯的逸散，瓦斯含量往往较低。从煤层顶、底板岩性看，本矿开采煤层顶、底板岩性均为深灰色泥岩，透气性较差，有利于瓦斯的富集。总结：茶园煤矿为瓦斯矿井，瓦斯风氧化带254.33m；在预测深度以内（+168m标高，埋深630m以浅）瓦斯含量、瓦斯涌出量较低，瓦斯含量均小于8m3/t， 绝对瓦斯涌出量小于5m3/min；总体上矿井构造不利于瓦斯赋存，煤层埋深越深瓦斯含量越大，顶底板岩性、煤厚、煤质对瓦斯富集影响较小。虽然茶园煤矿总体上瓦斯含量较低，瓦斯突出危险性较小，但随着煤层埋深的增加，瓦斯富集区将主要集中于废弃的井巷、采空区、独头上山及局部小构造、煤层厚度突变等部位。矿方在生产过程中一定要严格按照相关规定进行生产活动，开展瓦斯地质工作，进行瓦斯参数的测试，编制矿井瓦斯地质图并及时对瓦斯地质图信息进行更新，发现问题及时处理，严防瓦斯中毒窒息，瓦斯爆炸等事故的发生。第四节 瓦斯监控防治措施一、矿井瓦斯防治现状茶园煤矿历年瓦斯等级鉴定均属瓦斯矿井，矿井成立了安全生产领导小组，设置了通风瓦斯管理职能科室，配备了专职瓦斯检查员和安全检查员，建立了系列瓦斯管理规章制度。矿井目前主要采用以风排瓦斯的方式对井下瓦斯进行治理，矿井采用机械抽出式通风方法、分列式通风方式，回风平硐为2台FBCDZ-8-20型防爆对旋轴流式主要通风机，配电机功率2160kw。采煤工作面采用U型通风，掘进工作面利用FBD5.0 (25.5kW)型防爆对旋局部通风机压入式通风。按规定安装了KJ101NA型煤矿安全监测监控系统，井下各作业点安设了相应的瓦斯传感器，采煤工作面实行后退式开采、全风压通风方式，掘进作面采用局部通风机压入式通风。目前矿井在瓦斯治理方面存在的突出问题有：1、矿井无瓦斯含量、瓦斯压力实测资料，不便于掌握瓦斯赋存及瓦斯分布