平煤天安四矿瓦斯地质图说明书.doc

平煤天安四矿瓦斯地质图说明书平煤天安四矿瓦斯地质图说明书平煤集团通风管理中心平煤天安四矿二00七年十二月平煤天安四矿瓦斯地质图说明书参加人员：平煤集团公司：卫修君 王安民 王 书庆 李喜员 钱 峰 杜跃祥平煤天安四矿：张建国 邓 戈 欧阳广斌 石现群 王孝友 曹新才 棘理想 刘玉堂目 录前言 04（1）课题来源04（2）研究内容04（3）完成情况061 矿井概况091.1交通位置及隶属关系091.2矿井井型、开拓方式及生产能力 1013瓦斯 1514煤层 1815煤质特征 3016岩浆岩 301.7矿井水文地质特征312地质构造及控制特征研究332.1井田地质构造及分布特制332.2构造煤发育及分布特征362.3地质构造对瓦斯赋存的控制373矿井瓦斯地质规律的研究403.1断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响413.2顶、底板岩性对瓦斯赋存的影响443.3煤层埋深及上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响453.4瓦斯含量分布及预测研究474 矿井瓦斯涌出量预测 494.1矿井瓦斯涌出资料统计及分析494.2矿井瓦斯抽采资料统计及分析554.3矿井瓦斯涌出量预测565 煤与瓦斯区域突出危险性预测705.1突出煤层区域预测方法705.2煤与瓦斯突出危险性参数测定及统计725.3煤与瓦斯突出危险性影响因素分析775.4煤与瓦斯区域突出危险性预测786 矿井瓦斯地质图编制816.1编图资料816.2编图内容和表示方法817 结论和建议837.1结论837.2建议848 参考文献889 图例89附表附表1、四矿突出煤层突出情况统计表附表2、四矿突出煤层瓦斯压力、含量测定情况附表3、矿井瓦斯历年鉴定表附表4、矿井突水情况一览表附表5、掘进工作面瓦斯涌出量统计表附表6、采煤工作面瓦斯涌出量统计表附表7、平煤天安四矿见煤钻孔综合成果表附表8、四矿突出危险工作面预测参数统计表附表9、四矿工作面瓦斯突出级别划分基础表附表10、平煤天安四矿瓦斯地质图区域划分一览表附图附图1平煤天安四矿己1617煤层瓦斯地质图附图2平煤天安四矿丁56煤层瓦斯地质图前 言（1）课题来源煤矿安全规程第一百八十一条，突出矿井必须及时编制矿井瓦斯地质图。矿井、采区、采掘工作面瓦斯地质图可以高度集中瓦斯地质信息，展示瓦斯地质规律和瓦斯预测、治理的研究成果。是直接指导煤矿瓦斯治理的最基础的依据和前沿技术。无论是高瓦斯矿井、突出矿井还是低瓦斯矿井，无论是瓦斯灾害防治，还是瓦斯资源开发利用，都需要编制各级瓦斯地质图。它是研究和反映瓦斯地质规律、瓦斯变化规律，指导瓦斯预测和防灾、减灾的最基础的依据。有了这种依据才能使瓦斯地质资料和研究成果得到高度的集中，并不断地积累、补充、深化和完善；有了这种依据就可以使各级领导和管理人员对瓦斯预测和防治有了共同的语言，综合考虑瓦斯灾害防治和资源开发利用；有了这种依据更容易使瓦斯研究成果纳入到生产管理中，迅速转化为生产力。 2005年4月国家发展改革委制定的煤矿瓦斯治理和利用总体方案规定：“要及时编制三级瓦斯地质图”和“加强瓦斯地质规律研究”，这里所指的三级瓦斯地质图就是矿区瓦斯地质图、矿井瓦斯地质图、采区采面瓦斯地质图。2006年6月24日，河南省煤炭工业局以豫煤行2006600号文件要求，在全省开展“河南省瓦斯地质编图”工作，8月10日平煤集团公司下发文件（平煤2006241号）关于编制瓦斯地质图的通知，要求编制井瓦斯地质图。平煤集团公司所处的平顶山矿区由于瓦斯储存丰富、瓦斯压力大、煤层结构破坏严重、构造煤发育等，瓦斯地质条件极其复杂，直接制约着煤矿的安全生产和发展。通过矿井瓦斯地质图的编制，掌握矿井瓦斯地质规律，以及瓦斯资源赋存规律，作为指导安全生产的依据，以便进行高效地瓦斯预测和治理，有的放矢的进行综合防治瓦斯灾害，更好地用于指导矿井安全生产和瓦斯资源开发利用，构建本质安全型矿井，以促进矿井的持续健康发展。根据省、集团公司文件要求，由平煤天安四矿承担，由通风管理中心指导，共同编制了平煤天安四矿矿井瓦斯地质图。（2）研究内容掌握瓦斯赋存与分布规律是煤矿瓦斯灾害防治的基础，是有效控制煤矿瓦斯事故、遏制重特大瓦斯灾害的关键。我国煤矿瓦斯灾害频繁发生的关键问题之一是瓦斯区域预测技术还不是很完善，大多数矿井瓦斯区域的分布规律不清楚。因此，针对特定的瓦斯地质条件开展煤矿瓦斯灾害危险区预测，使原有的技术得到深化提高，并配合其它瓦斯防治技术，为煤矿安全生产提供技术指导。国内外研究实践证明，瓦斯分布是不均衡的，具有分区、分带富存的特点，其分区分带性与地质因素有密切关系，由于对瓦斯的机理研究不深，以致找不到治本的技术措施，灾害得不到有效的根治。目前对瓦斯的研究仍然存在一些问题，如各种研究手段、技术之间配套性、对地质条件控制煤层瓦斯的认识需要进一步提高，使用地质观点认识瓦斯的理论更符合事物的本质等。以已有的瓦斯区域预测技术和矿井瓦斯地质研究为基础，根据瓦斯参数测试和瓦斯预测评价方法，划分出突出危险区、突出威胁区、无突出危险区，编制出矿井瓦斯地质图，为防治煤与瓦斯突出管理及瓦斯综合防治提供关键科学依据。1） 煤层瓦斯含量多源数据融合分析 井田勘探期间实测的煤层瓦斯含量数据分析：采样方法、测试方法、可靠性评价、分布及变化规律等。 生产、研究期间实测的煤层瓦斯含量数据分析。 根据相关瓦斯地质参数计算煤层瓦斯含量。煤层瓦斯含量预测：运用瓦斯地质理论和方法，研究煤层埋深、地质构造、煤层煤质、围岩性质与结构等瓦斯地质要素对矿井瓦斯赋存的控制作用，筛选出主导控制因素。在此基础上建立多元分析数学地质模型，确定未开采区和深部煤层瓦斯赋存规律，划分瓦斯富集区带。编制矿井各煤层瓦斯含量等值线：根据以上四组数据量值综合分析，确定可靠的瓦斯含量数据，编制各煤层瓦斯含量等值线图，分析煤层瓦斯含量变化及分布规律。2） 煤层瓦斯参数测试实测煤层瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯恒温吸附常数、P、f值等，为瓦斯预测提供基础数据。3） 区域瓦斯规律研究 对区域瓦斯动力现象进行分析，根据突出煤体的堆积特征、分选型、瓦斯动力效应、瓦斯涌出量以及突出孔洞形态等基本特征划分突出类型，研究突出的分布规律、地质及生产要素控制。4） 瓦斯区域预测 单项指标法：根据防治瓦斯细则规定的构造煤类型、瓦斯压力、P、f值四项指标进行预测。 综合指标法：根据细则规定的K值和D值进行预测。 瓦斯地质统计法：根据井田内生产矿井实践出现的瓦斯动力现象进行预测，根据煤层瓦斯含量和构造煤厚度进行预测。综合预测：以上述四种预测为基础进行综合分析，划分出突出危险区、威胁区和非突出区。5)编制各煤层瓦斯地质图由于四矿是分煤层开采，以各煤层采掘工程平面图为底图，按照河南省煤矿三级瓦斯地质图编制细则用不同的颜色，符号和花纹表示井田范围内煤层瓦斯地质情况。瓦斯内容: 各种瓦斯参数的实际材料点，即实测瓦斯压力点、瓦斯含量点、动力现象点、瓦斯突出点、瓦斯突出参数煤层采样点（大于临界值），瓦斯抽放站等，并标出实测的数据。 各种瓦斯等值线：首先圈定瓦斯风化带和瓦斯带的界限，收集回采工作面的绝对涌出量和相对涌出量，在瓦斯带内勾绘采掘工作面的绝对、相对涌出量等值线，瓦斯含量等值线，瓦斯压力等值线。井田深部可根据实际资料外推。各种瓦斯参数：在井田范围内的分区带线及根据井田内瓦斯含量、瓦斯涌出量、突出点分布情况、突出危险程度的差异等资料，按照防治煤与瓦斯突出细则规定的瓦斯地质统计法和综合指标法确认区域，定出危险性的要求，经科学计算和系统分析，划分出煤与瓦斯突出危险区、突出威胁区和无突出危险区。地质内容:主要反映井田范围内与瓦斯储存和煤与瓦斯突出有关的地质资料。 主要包括井田地质构造（背斜、向斜）2 米以上断层及与突出有关落差小于2米的断层、煤、岩产状及变化， 煤层厚度和软分层厚度及其变化，煤体结构、煤层围岩的岩性特征、煤层埋藏深度（井田内高程控制点标注）等。对煤层储存情况可重点选择有代表性井田范围内的钻孔煤层小柱状图表示。对已开采区可用实际揭露煤层资料（或煤体结构）小柱状图表示，小柱状图比例尺以1:500。勾绘煤层分叉合并线。项目研究以瓦斯地质理论为指导，以煤层瓦斯赋存规律为基础，以矿井瓦斯灾害危险区域分布控制作用为核心，利用地质勘探阶段、矿井不同开采阶段获得的瓦斯涌出量、瓦斯含量、瓦斯压力、煤样参数等数据，集中解决瓦斯含量预测的多源瓦斯数据融合分析技术和复杂条件下瓦斯区域预测瓦斯地质预测方法等关键技术，结合瓦斯参数测试及瓦斯规律分析，经过综合集成，形成适合本区不稳定、低透气性煤层复杂开采地质条件的突出危险区域预测，编制矿井瓦斯地质图。（3）完成情况平煤天安四矿认真贯彻落实省、集团公司编制矿井瓦斯地质图文件通知精神，周密组织、加强领导，先后制定了平煤天安四矿编制瓦斯地质图的实施方案、平煤天安四矿关于编制瓦斯地质图的考核办法，并每月21日前向集团公司通风管理中心汇报进度等具体措施，抽调防突科、地测科、通风科等部门人员专门负责瓦斯地质图的编制工作。经过为期10个月的原始资料收集、整理、分析，运用瓦斯地质理论与方法，完成了课题所规定的研究内容，最终编制了己1617煤层瓦斯地质图、丁56煤层瓦斯地质图、己15煤层瓦斯地质图、戊8煤层瓦斯地质图和矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测研究报告。研究工作中吸取了国内外先进的研究思路和方法，更重要的是结合矿井瓦斯地质特点和前人研究基础，按照既定的目标、结合生产的原则，精心设计、部署、采样和分析测试。研究工作从2006年8月开始，至2007年12月结束。整体工作大致分七个阶段：第一阶段（2006年8月20日-9月30日）:现场调研、收集资料。矿井各煤层开采条件和瓦斯地质背景，包括开拓布局、采掘布置、煤层条件、瓦斯赋存、瓦斯涌出和瓦斯现状等；查阅了历年来各地质部门提交的各采掘工作面的地质报告、生产过程的各种地质资料及图件，并初步进行了整理。第二阶段（2006年10月1日2006年12月31日），按文件要求完成瓦斯资料、地质资料的收集、整理和填图工作。第三阶段（2007年1月1日2月28日），完成己1617煤层、己15煤层、丁56煤层、戊8煤层、和典型采掘工作面瓦斯地质图底图的绘制和基础数据的填图工作。第四阶段（2007年3月1日4月30日），完成数据分析，瓦斯地质规律研究工作，研究分析矿井勘探和生产期间实测的瓦斯参数，运用瓦斯地质理论和方法，研究地质构造、煤层煤质、围岩岩性与结构、煤层埋深等瓦斯地质因素对煤层瓦斯赋存的控制作用，初步完成己三采区、丁九采区、戊九采区、东翼采区采区和典型采掘工作面瓦斯地质图的编绘工作。第五阶段（2007年5月1日6月30日），完成各采区各煤层瓦斯地质图的编绘工作和典型采掘工作面瓦斯地质图系列图件。第六阶段（2007年7月1日8月31日）对矿井所有煤层（己1617煤层、己15煤层、丁56煤层、戊8煤层）进行瓦斯区域划分、编制了矿井瓦斯地质图和编写矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测研究报告。第七阶段（2007年9月1日12月31日）己1617煤层瓦斯地质图、丁56煤层瓦斯地质图、己15煤层瓦斯地质图、戊8煤层瓦斯地质图和矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测研究报告按上级要求进行修改。由于煤与瓦斯突出是一种机理十分复杂的瓦斯动力现象，煤与瓦斯突出机理目前尚未完全认识清楚，仍处于假说阶段，加上四矿地质构造的复杂性和多样性，以及我们的认识有限，编制的矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测研究报告和瓦斯地质图一定存在不少不足之处，敬请各位领导、专家、教授给予指导和帮助。1 矿井概括1.1交通位置及隶属关系1.1.1交通位置:四矿位于平顶山矿区中部，距市中心约6km，地理坐标为东经：111557北纬：334617。矿区内公路成网，程平干线、平郏公路贯穿其中。矿用铁路与外界相接，由平漯线东接京广，由平宝线西接焦枝，交通极为方便（图 1-1）1.1.2井田范围:井田东邻一矿，西接六矿，南邻三环公司，北至擂鼓台的北麓。东西走向长约2.5km，南北倾向长约5.5km。一水平深部标高-510m，二水平深部标高-530m，地面为低山丘陵地形，标高一般在+160m至+460m之间，最高点为506.5m；深部边界标高为-600m。1.1.3隶属关系:天安四矿隶属于平顶山煤业集团（公司）控股的平顶山天安煤业股份有限公司，目前天安公司拥有一矿、四矿、六矿、八矿、十一矿、十二矿、十三矿七对生产矿井和田庄选煤厂、八矿选煤厂两座选洗厂。煤炭产品主要有原煤和精煤两大类。据2000年统计资料，天安公司拥有煤炭地质储量1268Mt，工业储量1179Mt，可采储量785Mt，按核定生产能力13.05Mt/a计算可服务50年以上。1.1.4自然地理1.1.4.1 地形地势 该区属于低山丘陵地带，地表位置在擂鼓台、小擂鼓台和落凫山所形成的分水岭以北，总体为南高北低；但又以阳光咀为界向东西两边渐低。山坡有零星的果树和杂木林，有庄稼地。出露地层为上二迭（P22）石千峰组，以平顶山砂岩为主要特征，其次为石盒子组（P12）。由于该区是低山丘陵地带，除姚孟电厂排灰水库外，没有大的建筑和设施，只是分布着零星的村庄。从南到北有谢家、新寨、牛家、贺家、龙池、樊家等村庄1.1.4.2 水文该区处在擂鼓台、小擂鼓台和落凫山所形成的近东西分水岭以北，总体水流向北；地面有姚孟电厂排灰水库，积水面积52500m2，水量105000m3；同家水库己干涸。1.1.4.3气象本区属大陆性半干旱气候。年蒸发量大于降雨量，夏季炎热湿润，冬季寒冷干燥，四季分明，雨季多集中在七、八、九三个月。据平顶山气象站资料：气温：最高气温42.6 ，最低气温-18.8，历年平均气温14.9。冰冻期一般为11月到次年3月。冻土最大深度22cm。降雨量：年最大降雨量1323.6mm，年最小降雨量373.9mm，年平均降雨量742.6mm，月最大降雨量366mm。蒸发量：年最大蒸发量2823.66mm，年最小蒸发量1490.5mm。平均绝对湿度13.5g/m3，平均相对湿度67%。最大风速24m/s，平均风速2.8m/s。1.1.4.4 地震据历史记载，河南省发生的八次大地震中，七次对本区有较大破坏。1975年至1993年18年间汝州、禹州、郏县三地发生28次地震，震级一般2.13.5级，最大4.7级。本地区抗震设防烈度为6度(0.5g)。1.2矿井井型、开拓方式及生产能力1.2.1四矿生产概况：四矿于1958年建成投产，原设计能力60万吨/年。1985年二水平投产，新增设计能力60万吨。后经多次技术改造，2007 年核定生产能力达到280万吨，是平煤集团主力矿井之一。我们矿有着50年的开采史，随着采深的延伸和开采强度的加大，矿井由单一水平变为多水平开采，由低瓦斯矿井转变为煤与瓦斯突出矿井。矿井采用竖井分水平开拓，采区上、下山单双翼布置，走向长壁冒落法回采。四矿为立井多水平开拓系统，现有两个生产水平。主提升分别为一水平主井和二水平主井，净断面均为19.6m。副井净断面为28.26m，担负一、二水平人员提升以及辅助提升，同时敷设有供、排水和压风管路以及6kV双回路高压电缆。大型装备和综采、综掘设备由东风井和贯穿两个水平的专用轨道提升。进风井有：一水平主井、副井和东风井，二水平进风井有二水平主井、副井和南风井、三水平明斜井。回风井有两个，分别是北风井和己三风井，北风井担负一水平回风，己三风井担负二水平回风。所有回采工作面均为综采，采用走向长壁采煤法，全部跨落法管理顶板。掘进工作面现有三个综掘工作面，九个炮掘工作面。支护方法大部分采用锚网支护，在顶板不稳定时，采用“U”型或“工”字钢支护。运输方式为煤炭运输：采煤工作面和机巷转载段，使用刮板运输机，其它均采用胶带运输机运输。辅助运输为水平大巷采用蓄电池电机车带2吨矿车运输，斜巷及工作面风巷采用绞车运输。四矿现有两个生产水平，一水平分两个采区，分别为丁九采区和戊九采区，二水平也有两个采区，己三采区和己一东翼采区，丁九采区和己三采区为突出采区，丁56煤层、己17煤层为突出煤层，戊九采区和己一东翼采区为高瓦斯采区。丁九采区于1997年被鉴定为突出采区，采区内共有丁5、丁6两层煤。目前，采区西翼已全部回采结束，采空区全部进行封闭；东翼只剩余三个区段，其中包括正在开拓布置巷道的丁56-191900工作面。戊九采区为高瓦斯采区，采区内共有戊8、戊9、戊10三层煤，其中戊9、戊10绝大部分为合层，戊8与戊9层间距在212m。采区西翼的戊8煤层已全部回采结束，采空区全部封闭；东翼只在最下部布置两个工作面戊8-19190采面、戊8-19150，其余均没有回采。采区内布置四条下山，新轨道下山、皮带下山和轨道下山进风、专用回风巷回风，实现“三进一回”通风系统。采区内现有一个采煤工作面，即戊9。10-19160采面；两个掘进工作面，即戊1风巷、戊1风片。二水平也有两个采区，己三采区和己一东翼采区。己三采区于2002年被鉴定为突出采区，采区内自上而下共赋存己15、己16、己17三层煤，其中己16、己17在采区西翼为合层，为突出煤层，在东翼分层，层间距16m。己15是非突出煤层，其下与己16层间距在518m之间。己三采区目前“两面两头”， “两面” 分别为己1723060采面工作面、己23070采面，“两头” 分别为己15-23140风巷、己23030机巷。通风系统为“两进两回”，即皮带、轨道下山进风，两条专用回风巷回风。己一采区的上山部分和己一扩大西翼已全部回采结束，采空区全部封闭。扩大东翼采区只剩余己1617煤层的三个区段，目前，目前“一面两头”， “一面”为己1721270采面, “两头”分别为己1721170风巷、己1721170机巷。己1721170采面，生产状态下回风流瓦斯浓度平均0.2%左右，瓦斯绝对涌出量为2.6m3/min。截止2007年底职工在册人数为6451人，现矿井设置有9个科室负责安全技术管理工作，共有个48采掘及服务区队，其中综采队4个，7个开拓掘进队伍，有机电、运输、通风、防突、防治水、巷修等配套的专业队伍，有生产调度、安全检查、技术、开拓、通风、防突、计划、劳动工资等健全的安全生产管理部门。1.2.2通风概况矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式，共六个进风井（一、二水平主井、付井、南斜井、东风井和三水平主斜井）、2个回风井（北风井和己三风井），目前一水平丁九、戊九采区为分区通风，二个采区为一并联网络，在总回风汇合后，由北风井排出；二水平已一东翼采区和已三采区为并联网络，风流经各用风点后汇入已组总回风，由已三风井排出。北风 井担负一水平丁九、戊九采区的供风，主扇型号为两台AGF606-2.2-1.3-2,配套电机型号为YR1000-6/1180，额定功率1000kw，目前风量7706m3/min，负压为3550Pa。两个采区均布置了专用回风巷，实现了“两进一回”。己三风井担负着二水平东翼及已三采区的供风，主扇型号为2台FBD606-3.0-2高效对旋风机，配套电机型号YBF630S1-8，额定功率2500kw。目前风量8828m3/min，负压为3550Pa。矿井各采区通风情况 表1-1采区或风井名称风机实测风量m/min总进风量m/min总排风量m/min有效风量m/min有效风量率%班最多人数按人数需风量m/min按分区风量m/min总进风量比%瓦斯浓度%风压Pa等积孔m一水平770671257466671487.145022506406111.20.1835502.49丁九采区17811863164488.21708501699104.80.12戊九采区53445603507090.528014004706113.60.2二水平110931022010737974287.850025009214110.90.1435503.57己三采区56685951550592.526013005123110.60.16东翼采区28583020263387.21206002650107.80.15其它16941766160489.91206001442113005全矿1879917345182031645687.5950475015620111.00.161.2.3区内小煤窑情况：四矿井田范围内浅部及西部、东部小众多，根据四矿对周边小煤窑的调查得知，井田内共有小煤窑8个，其中开采己组煤层1个；戊组煤层的3个；庚组煤层1个；丙3煤层的有一个；既开采戊组煤层、又开采丁组煤层有一个；即开采戊组煤层、又开采己组煤层、庚组煤层的有一个。他们的存在和越界开采对大矿的影响程度较大，无序开采不但资源浪费，对大矿安全形成威胁；同时造成地面塌陷，地面形成多处危房。对小煤窑监管难度大，存在检查难和解决难的情况。井田内主要小煤窑调查情况统计见1-2表。4四矿周边小煤窑调查情况统计表 1-2表序号矿 名隶属关系矿 主建井日期主 井副 井法定开采煤层实际开采煤层备注XYZ形式XYZ形成1楮庄一矿新华刘付山1995373868938432315+172.5立井373863238432504+164.1立井丁5.6戊组已关闭2胜利煤矿新华陈宏宇1990373896738431080+163立井373898438431142+163立井戊组庚组3顺达南井湛河刘德山373971738431171立井立井丁5.6戊组北井华满仓立井丁5.64祖平煤矿新华张祖平 373956638433028立井373960438432987立井丁5.6戊组5刘沟煤矿新华刘军志373910838432877立井373885438432780立井丁5.6戊、己、庚组6广武煤矿湛河苏伟373902338432588+184立井373922038432907+192.5立井戊组戊组373930438432639立井7神鹰煤矿新华赵玉博373850038433250立井373848038433200立井己组己组8郭庄煤矿湛河张小五373958538430825+182.5斜井373961538430815+182.9斜井丙3丙313瓦斯131瓦斯含量、瓦斯压力四矿是多煤层开采，各煤层瓦斯含量、瓦斯压力各不相同，根据勘探阶段1987年煤炭工业部一二九煤田地质勘探队提供煤层瓦斯测定成果表地质报告，以及对各煤层瓦斯含量、瓦斯压力测定结果，各煤层原始瓦斯参数具体见1-4表。依据一、四、六矿深部扩勘地质报告，本区范围内有11个钻孔获得己组煤层瓦斯含量试验成果，CH4含量为1.3947.435m3/t详见表1-3。一、四、六矿深部扩勘地质报告由原煤炭部129地质队提供，由河南省矿产储量委员会审查批准。在扩勘报告的基础上，结合邻近生产采区实际揭露的地质资料。四矿瓦斯其分布规律为：总体看东部瓦斯小，西部瓦斯大，36勘探线以东瓦斯逐渐变小，36线西至40线瓦斯含量较大。沿倾斜方向，随着煤层埋深的增加，瓦斯含量逐渐加大。己组煤层瓦斯试验成果表 表1-3孔号底板标高（m）CH4含量(ml/g)备注32-22-786.62.59234-18-458.333.58734-20-587.11.95236-18-481.51.39436-22-575.30.037龙池断层36-25-587.14.56236-24-702.45.01538-24-596.87.43540-24-555.04.40240-26-624.34.75240-27-700.95.784矿井各煤层原始瓦斯参数 表1-4序号煤层瓦斯压力（MPa）瓦斯含量（m3/t）煤层的透气性系数m2/(MPa2d)1戊80.622.0340.0062戊9.100.9512.60.05613己150.542.40.00744己16171.111.250.0645丁560.485.040.0341.3.2矿井瓦斯等级鉴定根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为三类： (1) 低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。 (2) 高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。 (3) 煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。 四矿1997年丁九采区丁九东翼探巷发生煤与瓦斯突出事故之前,四矿历年来均为低瓦斯矿井矿井, 1997年以后矿井瓦斯等级鉴定均为煤与瓦斯突出矿井.1.3.3平煤天安四矿历年突出情况及突出特征1.3.3.1突出概况四矿丁56煤层、己1617煤层为突出煤层，丁九采区、己三采区为突出采区，丁56煤层1997年被煤炭科学研究总院抚顺分院鉴定为突出煤层，矿井被鉴定为突出矿井，己1617煤层2002年被抚顺分院鉴定为突出煤层。四矿于1997年元月11日丁九东异探巷发生第一次煤与瓦斯突出事故，突出煤量5.45t, 涌出瓦斯23.7 m3,突出类型为压出；己1617煤层2000年12月5日己161723080机巷发生煤与瓦斯突出事故，突出煤量40吨，突出瓦斯3206 m3,突出类型为压出，到目前为止全矿共发生煤与瓦斯突出事故17次，全部以压出类型为主，其中丁组煤层共发生突出15次，具体详见丁56煤层瓦斯突出参数汇总表，己组煤层共发生突出2次，具体详见己1617煤层瓦斯突出参数汇总表。 己1617煤层瓦斯突出参数汇总表 表1-5突出点位置突出时间位置垂深(m)突出强度(t)瓦斯涌出量（m3）己16-17-23080机巷2000.12.5距皮下387米935403206己16-17-23020切眼2002.2.12距皮下1300米638722050丁56煤层瓦斯突出参数汇总表 表1-6突出点位置 突出时间标高（M)垂深(M)突出强度(t)涌出瓦斯量(m3)丁九东异探巷1997年元月11日-4177505.45237丁九东异探巷1997年元月13日-41775010369丁56-19160机巷1997年3月9日-46585044.7386.4丁56-19160机巷1997年3月23日-46585010403丁56-19160采面1998年8月27日-46085033198丁56-19160采面1998年10月20日-46085060140丁56-19160采面1998年11月6日-46085015332丁56-19160采面1998年11月24日-46085010269丁56-19180机巷2000年1月22日-48587013582丁56-19180采面2001年3月20日-436870251380丁56-19180采面2001年3月12日-43387016.3255丁56-19130风巷2001年4月16日-38277018.6610丁56-19130风巷2001年4月12日-38378035676丁56-19200机巷2001年6月11日-507.296018149丁56-19130采面2002年3月10日-4037062515401332突出特征:四矿自建矿以来共发生突出17次，丁组煤层15次，己组煤层2次，突出时煤体整体位移或煤体有一定距离的抛出; 压出有时无孔洞,有时有孔洞呈口大腔小的楔形孔洞; 压出的煤呈块状，无分选现象; 压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙; 压出后巷道瓦斯涌出量增大,符合压出的基本特征，所以说四矿历次突出全部以压出类型为主。1.3.3.4矿井瓦斯等级鉴定结果自2002年以来，四矿矿井瓦斯等级鉴定结果表1-7所示。四矿历年矿井瓦斯等级鉴定结果 年度绝对量(m3/min)相对量( m3/t)瓦斯等级1991年1.288.2.17低瓦斯1992年0.6881.68低瓦斯1993年1.8071.83低瓦斯1994年5.2302.37低瓦斯1995年2.6705.82低瓦斯1996年3.0824.25低瓦斯1997年3.7904.15突出1998年1.8005.63突出1999年5.8577.75突出2000年7.3338.95突出2001年9.9218.85突出2002年34.20310.544突出2003年48.458.87突出2004年45.518.54突出2005年57.519.56突出2006年39.7178突出2007年53.079.97突出1.4煤层1.4.1含煤地层 四矿的含煤地层有太原组、山西组、下石盒子组和上石盒子组的下段。煤系下覆地层为石炭系本溪组的铝土页岩。上覆地层为上石盒子组上段的平顶山砂岩。含煤岩系总厚768.1839.83m，含煤累计总厚30.7241.21m，含煤系数0.0390.049。煤系地层中泥岩、页岩和细碎屑岩所占比例较大，储气性较好。各含煤地层及含煤性分述如下（图 1-2）。（一）石炭系上统太原组按其含煤性亦称庚（A）煤段。该组含煤岩系总厚68.44m，含煤平均厚度3.67m，含煤系数0.05。所含煤层为庚18庚23，多数达不到可采厚度，仅庚20煤层可采。（二）二叠系下统山西组按其含煤性亦称己（B）煤段。该组含煤岩系厚度为2060m，含煤厚度3.077.0m，含煤系数为0.030.11。所含煤层为己1417，其中己15、己16 17己、16、己17为可采煤层。（三）二叠系下统下石盒子组该组上部为含煤层位，称为戊（C）煤段。含煤段平均厚度83.07m，含煤平均厚8.31m，含煤系数位0.1。所含煤层位戊813，其中戊8戊10可采，戊12、戊13为煤线。（四）二叠系上统上石盒子组上石盒子组下段为含煤岩系，厚度532.68565.12m，含煤平均厚度15.6722.23m，含煤系数0.030.04。所含煤层为甲、乙、丙、丁煤组。丁（E）煤组含煤系数为0.060.12，含丁4丁7四层煤，其中丁5、丁6普遍可采，丁4、丁7不可采或局部可采。14.2可采煤层四矿石炭二叠系含煤岩系，按自上而下的开采顺序和可采性可划分为七个煤组、23层煤。依次为甲、乙、丙、丁、戊、己、庚七个煤组。四矿井田范围内发育的可采煤组主要为丁煤组、戊煤组、己煤组和庚煤组煤层。（一）丁煤组丁煤组含丁4、丁5、丁6、丁7四层煤。其中丁4、丁7不可采或局部可采，丁5丁6普遍合层可采。丁56煤层厚度稳定，一般厚3.5m,为矿井主采对象。（二）戊煤组戊煤组含戊8、戊9、戊10、戊11、戊12、戊13六个煤分层。其中戊11戊12、戊13属煤线不可采，戊8煤层一般厚度1.82.0m；戊9煤层、戊10煤层为合层厚3.03.5m，它是矿井主要可采煤层。戊8煤层与戊910煤层间距较小，为25m，戊8煤层回采时大量瓦斯从戊910煤层中释放出来，给瓦斯治理带来了很大难度。（三）己煤组己煤组含己15、己16、己17三层煤。己15煤层平均厚度1.5 m,己1617煤层厚度变化较大，有时单独成层，有时二层合并，采区西翼合层平均厚度4.2 m, 采区东翼分层己16煤层平均厚度1.8m,以上亦属矿井主要可采层。（四）庚煤组庚煤组含庚18庚23六个煤层。层数较多，但厚度很薄，多为不可采。仅庚20煤层可采，煤厚2.0m左右。目前正在开拓布置。1.4.3煤质四矿各可采煤层属中低变质程度的烟煤，煤质牌号为气肥煤和少量的焦煤。各煤层的煤质情况见表 1-8。1.4.4煤层顶底板四矿各可采煤组煤层的直接顶板、底板一般为泥岩或砂质泥岩，老顶、老底为细至中粒砂岩，各煤层顶底板岩性及力学性质见表2-2 和表2-3。图1-2 四矿煤系地层综合柱状图四矿各可采煤层煤质对比表 表1-8煤层煤质牌号可燃体挥发分Vr（%）胶质层厚度（mm）灰分Ag(%)硫分S(%)发热量kcal/kg丁5-61/3焦煤29.1336.0831.6733.4312.527172015.8244.37（两极值）一般19.9521.810.280.803一般0.40.5466568665一般66947665戊8肥煤31.84352439283418.1933.8624.8329.130.4711287428700戊9-10气煤32.6334.97303415.8322.550.310.6376008600己15肥煤、焦肥煤、焦煤24.3631.3621388.5115.170.310.778688756己16-17肥煤、焦煤，由南肥煤向北过渡为焦煤26.2328.292326或283410.1912.920.350.4978998048庚20强肥煤1932.9940449.11133.475.018230841815煤层特征15.1煤的物理性质及地质构造 (一)己组煤层: 本煤层位于上古生界、二迭系山西组，主要含煤四层：包括己14、己15、己16和己17煤层，其中己14为不可采煤层，主采煤层为己15、己16、己17三层煤。(1) 己16.17煤层：为主要可采煤层之一，全区发育，位于己煤段下部，层位稳定，距己15煤层间距平均11m。己1617煤为肥煤，挥发份30.70。己三采区内绝大部分为合层。属稳定煤层，煤层结构较为复杂，煤层产状：走向76125，倾向34635，倾角4.411.1,平均8.5。玻璃光泽，较硬，总体观测煤的破坏类型为、类。顶板：伪顶为炭质泥岩，直接顶砂质泥岩、粉砂岩；底板：直接底为泥岩、砂质泥岩，老低为灰岩（见煤层综合柱状图）。(2)己17煤层：为主要可采煤层之一，全区发育，位于己16煤层下边，层位稳定。己三采区内绝大部分与己16煤层合并，东翼分层，在分层区内，己17煤层煤黑色，块状，亮煤及半暗煤，煤厚1.1 m1.8 m，平均1.4 m，煤层走向8599，倾向3559，倾角510，一般为8。己17煤层为肥煤，挥发份30.21，较软，总体观测煤的破坏类型为、类，煤层节理比较发育。顶板：伪顶为炭质泥岩，直接顶砂质泥岩、粉砂岩；底板：直接底为泥岩、砂质泥岩，老低为灰岩（见煤层综合柱状图）。（3）己16煤层：为主要可采煤层之一，全区发育，位于己煤段下部，层位稳定，己三采区内绝大部分与己17煤层合层，东翼分层，在分层区内，己16煤层煤黑色，块状，亮煤为主，煤厚1.1 m2.0 m，平均1.8 m，无夹矸、属稳定煤层，煤层走向8599，倾向3559，倾角510，一般为8。己16煤层为肥煤，挥发份29.98，玻璃光泽，较硬，总体观测煤的破坏类型为、类，煤层节理比较发育。顶板：伪顶为炭质泥岩，直接顶砂质泥岩、粉砂岩；底板：直接底为泥岩、砂质泥岩，老低为灰岩（见煤层综合柱状图1-3）。图1-3己组煤层综合柱状图己组采区综合柱状图地层单位柱状图层厚累厚层号岩性描述界系统组段米米上古生界二迭系下统山西组己煤段87.487.4小紫泥岩73.2160.6香类沙岩己147.0167.6砂岩1.4169块状煤 为己158.0177深灰色砂质泥岩含菱铁质 黄铁矿结核4.0181己16，17煤中间砂泥夹矸厚0.7m左右13.0194灰色砂质泥岩 顶部为泥岩1.5195.5灰岩 含泥岩较高2.5198.0灰色砂质泥岩顶部为0.3m煤线7.5205.5灰色灰岩 含方解石细脉（4）煤层分叉合并：己三采区己16和己17煤分层界线,下部主要以己三皮带下山为界,上部由己16.17-23080采面沿煤下山向东南延伸至己一采区东翼己16.17-21270采面切眼为界,以西为合层,以东为分层。合层区：己16.17煤厚2.85.5 m，平均3.8 m；己16和己17煤层间夹矸由东部的0.7 m向西逐渐变薄为西部的0.05 m左右，岩性为砂质泥岩夹粉砂岩，泥岩和炭质泥岩，局部己16煤层中含0.10.8 m的夹矸。分层区：己16煤厚1.02.3 m，平均1.7 m,总体为西厚东薄,含12层薄层夹矸，己17煤厚0.81.3 m，平均1.1 m；己16与己17层间距总体为西薄东厚，东部最厚5.6 m,局部有合层现象,岩性为砂质泥岩夹粉砂岩。（5）地质特征（己1617煤层）己三采区：西翼由己一采区延伸过来,经己1617-23020风巷-16点延伸至机巷+7点,北东走向构造带,落差0.32.5 m的正断层,断断续续延伸500 m。己1617-23020补风巷沿走向落差7.0 m逆断层。己1617-23080采面揭露北东走向，落差12 m正断层，延伸160 m。己1617-23100采面+11点揭露南东走向，落差1.02.4 m的正断层。己1617-23040机巷切1点西揭露北东走向，落差3.4 m正断层。己三轨道、皮带下山轨5点揭露北西走向，落差2.3 m逆断层。东