【正文】 深灰色、灰黑色粉砂巖、泥巖為主，含煤 3層，其中 2號煤層為穩(wěn)定可采煤層。 1號、 3號煤層為較穩(wěn)定大部可采煤層。 地質(zhì)構(gòu)造 該礦位于沁水煤田西緣，霍山隆起之東翼。由于受霍山徑向構(gòu)造帶影響。礦區(qū)總體構(gòu)造為一走向北東 — 西南，傾向 SE 的單斜構(gòu)造，地層傾角小于 15176。，井田內(nèi)發(fā)育有二條正斷層 F F2， F1斷層位于井田西北部邊緣，斷層走向 NE，傾向 NW，傾角為 65176。，落差 20m，區(qū)內(nèi)延伸 1300m。 F2斷層位于井田中部，是 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 6 在開采煤層過程中發(fā)現(xiàn)的，其斷層走向 NE，傾向 SE，傾角 70176。 ， 落差 10m，區(qū)內(nèi)延伸 1800m。礦區(qū)內(nèi)地表發(fā)現(xiàn) 1處陷落柱 ,形狀地質(zhì)填圖時(shí)測量確定，為長軸約為 250m,短軸約為 170m 的橢圓形；另一處是在井田中部開采 1號煤層時(shí)發(fā)現(xiàn)形狀為橢圓形 , 規(guī)模由巷道揭露測量所得，長軸為 130m，短軸為 70m,規(guī)模較小。由此推斷，向南開采 還將遇到，但密度不會(huì)太大。 該區(qū)在以往地質(zhì)勘查過程中，未發(fā)現(xiàn)有巖漿巖活動(dòng)。 綜上所述該區(qū)構(gòu)造屬簡單類。 煤層賦存 一、含煤性 本井田含煤地層主要為上石炭統(tǒng)太原組和下二疊統(tǒng)山西組。 山西組平均厚度 ，含煤 3 層，含煤總平均厚度為 ，含煤系數(shù)%。山西組含煤性總的特點(diǎn)是煤層厚度小，變化大， 1號煤層全區(qū)大部可采，3號煤層局部可采， 2 號煤層全區(qū)穩(wěn)定可采。 太原組平均厚度 ，含煤 8層，總厚度為 ，含煤系數(shù) %?？偟奶攸c(diǎn)是煤層層數(shù)多，達(dá) 可采厚度者層數(shù)較少，但可采煤層厚度較大。其中9＋ 10 號、 11 號煤層為 礦區(qū) 穩(wěn)定的可采煤層， 6號煤層為局部可采煤層 ,7 號、 8號、 10 下 煤為不穩(wěn)定的不可采煤層。 二、可采煤層（見表 11） 1號煤層 位于山西組頂部，厚度 ，平均 ，結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸，頂板為泥巖或粉砂巖，底板為粉砂巖，全區(qū)大部可采。 2號煤層 位于山西組中下部，間距 1 號煤層大約 34m，厚度 ，平均 ，結(jié)構(gòu)簡單，不含夾石，頂板巖性為粉砂巖，底板為泥巖。屬穩(wěn)定可采煤層。 3號煤層 位于山西組下部，間距 2 號煤層大約 13m，厚度 ，平均 , 該煤層在東南部變薄，不可采。結(jié)構(gòu)簡單，不含夾石，頂板為泥巖，底板為粉砂巖 ,屬大部可采煤層。 6號煤層 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 7 位于太原組上段中部，厚度 ，與 3 號煤層間距 ，厚度變化大，結(jié)構(gòu)簡單，含 01層夾矸，頂、底板巖性多為泥巖或粉砂巖。屬局部可采煤層。 9＋ 10號煤層 位于太原組下段的頂部，厚度 ，平均 。厚度變化大，結(jié)構(gòu)簡單，含 02 層夾矸，頂板為石灰?guī)r，底板為泥 巖，為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。 11號煤層 位于太原組下段的下部，厚度 ，平均 。厚度變化大，結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸，頂板、底板均為粉砂巖，為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。 表 11 可采煤層特征一覽表 煤層 煤層厚度 層間距 夾矸層數(shù) 穩(wěn)定性 可采性 頂板巖性 底板巖性 最小 最大 平均 (m) 最小 最大 平均 (m) 最少 最多 一般 1 0 較穩(wěn)定 大部可采 泥巖或粉砂巖 粉砂巖 2 0 穩(wěn)定 可采 粉砂巖 泥巖 3 0 較穩(wěn)定 大部分可采 泥巖 粉砂巖 6 01 01 不穩(wěn)定 局部可采 泥巖或粉砂巖 泥巖或粉砂巖 9+10 1 穩(wěn)定 可采 石灰?guī)r 泥巖 11 13 穩(wěn)定 可采 粉砂巖 粉砂巖 煤質(zhì) 一、煤的物理性質(zhì)及煤巖特征 （一）物理性質(zhì)及宏觀煤巖特征 煤層以光亮型煤質(zhì) — 半光亮型煤為主，夾半暗型煤條帶。結(jié)構(gòu)以細(xì)條帶到中條帶為主，鏡煤、絲炭、粘土礦物以稀疏的線理狀、透鏡狀不均勻分布于條 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 8 帶中，局部還夾有黃鐵礦結(jié)核。構(gòu)造為層狀、塊狀。光澤為強(qiáng)玻璃光澤。顏色為黑色。性脆、裂隙發(fā)育，參差狀斷口。 （二）顯微煤巖特征 鏡質(zhì)組含量一般在 %左右，半鏡質(zhì)組含量一般在 %左右，絲質(zhì)組含量一般在 － %之間，礦物含量一般在 1015%左右。各煤層中，鏡質(zhì)組一般是以均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，其次為基質(zhì)鏡質(zhì)體，絲質(zhì)組多為結(jié)構(gòu) 半絲質(zhì)體，部分為粗粒體、少量為碎屑體，礦物含量多為分散狀粘土，有個(gè)別球狀黃鐵礦和黃鐵礦結(jié)核以及次生方解石。 （三）變質(zhì)階段 各煤層最大反射率 Rmax 在 %左右之間 ,屬第Ⅳ Ⅴ變質(zhì)階段 ， 相當(dāng)于焦煤 — 瘦煤階段。 二、煤的化學(xué)性質(zhì)、工藝性能及煤類 （一）煤的化學(xué)性質(zhì) 工業(yè)分析 （ 1）水 份 各可采煤層原煤空氣干燥基水 份 含量均值介于 %，浮煤 水份 含量均值介于 %。 （ 2） 灰份 1 號煤層原煤干基 灰份 為 %,平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %,屬低灰煤。 2 號煤層原煤干基 灰份 為 %，平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %,屬低灰煤。 3 號煤層原煤干基 灰份 為 %，平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %,屬低灰煤。 6 號煤層原煤干基 灰份 為 %,平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %，屬高灰煤。 9+10 號煤層原煤干基 灰份 為 %,平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %，屬特低灰煤。 11 號煤層原煤干基 灰份 為 %,平均 %,浮煤干基 灰份 為 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 9 %,平均 %，屬高灰煤。 （ 3） 揮發(fā)份 1 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發(fā)份 均值為 %。 2 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發(fā)份 均值為 %。 3 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發(fā)份 為均值 %。 6 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發(fā)份 為均值 %。 9+10 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發(fā)份 均值為 %。 11 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發(fā)份 均值為 %。 均屬 低揮發(fā) 份 煤。 元素分析 各煤層元素含量相當(dāng)穩(wěn)定，干燥無灰基碳含量介于 %，氫含量介于 %，氮含量介于 － %，氧加硫含量介于 %。 有害元素 （ 1）硫 1 號煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %,浮煤 硫份 為%，平均 %,屬低硫煤。 2 號煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %,浮煤 硫份 為%,平均 %,屬低硫煤。 3 號煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %,浮煤 硫份 為%，平均 %,屬中低硫煤。 6 號煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %。浮煤 硫份 為%,平均 %，屬中低硫煤。 9+10 號煤層原煤干基全硫含量為 %，平均 %。浮煤 硫份 為%,平均 %，屬高硫煤。 11 號煤層原煤干基全硫含量為 %，平均 %。浮煤 硫份 為%,平均 %，屬中低硫煤。 （ 2）磷 各煤層磷含量一般在 － %之間，屬特低磷煤。 （ 3）氟、砷、氯 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 10 各煤層氟含量一般在 70PPM，砷含量一般在 12PPM，氯含量在 %左右。 （二）煤的工藝性能 發(fā)熱量 1 號煤層原煤干基高位發(fā)熱量平均為 , 2 號煤層原煤干基高位發(fā)熱量為平均 。 3 號煤層原煤干基高位發(fā)熱量為平均 。 6 號煤層原煤干基高位發(fā)熱量平均為 。 9+10 號煤層原煤干基高位發(fā)熱量 平均為 。 11 號煤層原煤干基高位發(fā)熱量平均為 。 1 號、 2 號、 3號煤層屬高熱值煤， 9+10 號煤層屬特高熱值煤 ,6 號、 11號煤層屬中熱值煤。 煤的粘結(jié)性的結(jié)焦性 1 號、 2 號、 3號、 6 號煤層粘結(jié)指數(shù)平均值分別為 80、 7 70、 66，屬強(qiáng)粘結(jié)性煤。 9+10 號、 11號煤層粘結(jié)指數(shù)平均值分別為 22,屬弱粘結(jié)性煤。 （三）煤類 根據(jù)“中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（ GB5751－ 86）”劃分， 1號、 2 號、 3號、6號煤層均屬焦煤， 9+10 號、 11號煤層為瘦煤。 瓦斯、煤塵和煤的自燃 (1) 瓦斯 根據(jù) 2021 年礦井瓦斯等級鑒定數(shù)據(jù)， 該礦瓦斯絕對涌出量為 ，相對涌出量為 。根據(jù)地勘資料 8 號煤層瓦斯含量 ， 2 號煤層 ～ ml/。煤層 絕 大部分在沼氣帶中，少量在氮?dú)?沼氣帶。 (2) 煤塵爆炸性及煤的自燃 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心 2021 年檢測報(bào)告：該礦 2 號煤層自燃等級為Ⅲ級，為不易自燃煤層；煤塵有爆炸危險(xiǎn)性 。 礦井開拓及生產(chǎn)概況 礦井采用斜井開拓，現(xiàn)有三個(gè)井筒分別為主斜井、副斜井及回風(fēng)斜井。主斜井擔(dān)負(fù)礦井煤炭提升任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。副斜井擔(dān)負(fù)礦井人員升降、矸石提升、 材料設(shè)備下放等所有輔助提升任務(wù)，是礦井的主要進(jìn)風(fēng)井筒，兼做安全出口?；仫L(fēng)斜井擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)。 礦井開拓巷道布置見圖 12。 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 11 水倉采空區(qū)采空區(qū)采空區(qū)采空區(qū)2051回風(fēng)巷2051運(yùn)輸巷采空區(qū)回風(fēng)立井采空區(qū)采空區(qū)H=∠80176。s東翼皮帶巷東翼運(yùn)料巷東翼回風(fēng)巷205運(yùn)輸開拓205回風(fēng)開拓205上山回風(fēng)205上山運(yùn)輸011回采工作面采空區(qū)采空區(qū)主斜井副斜井行人斜井瓦斯含量及流量測定地點(diǎn)瓦斯含量及流量測定地點(diǎn)圖 12 XX 煤礦巷道目前布置示意圖 礦井目前 年產(chǎn)煤炭 30 萬 t， 采用炮采采煤法， 礦井 改 擴(kuò) 建為年產(chǎn) 90 萬 t礦井 后，采用一次采全高綜采采煤法 。工作面長度 均 為 150m，采高 。工作瓦斯含量測定點(diǎn) 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 12 面回采率為 95%。礦井 目前布置 一個(gè)炮采工作面和兩個(gè)炮掘工作面， 改擴(kuò)建后布置一個(gè) 綜采工作面 和兩個(gè) 綜掘工作面。 礦井通風(fēng) 根據(jù)井田開拓部署，井田 采 用斜井 開拓。主 、副及行人斜井 進(jìn)風(fēng)， 回風(fēng)立井 回風(fēng)。 該礦通風(fēng)方式為 中央并 列機(jī)械抽出式，主、副斜井 和行人井 進(jìn)風(fēng)，回風(fēng) 立 井回風(fēng)。使用兩臺(tái) BDK6186№ 20型主要通風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率 2 185KW。礦井總進(jìn)風(fēng)量 61m3/s，回采工作面風(fēng) 量 20m3/s，普掘工作面 2 9m3/s，硐室 9m3/s，接替工作面 10m3/s，其它 4m3/s。 2 煤層瓦斯參數(shù)測定 煤層瓦斯含量測定 煤層瓦斯含量是指單位質(zhì)量煤體所含有瓦斯的體積（換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），常用 m3/t 或 ml/g 作為單位。生產(chǎn)礦井煤層瓦斯含量普遍采用間接法或直接法 測定。本次采用了 直接法測定煤層瓦斯含量 ，即利用煤層鉆孔采集未受采動(dòng)影響的原始煤體煤芯，用解吸法直接測定煤層瓦斯解吸量。該方法測定煤層瓦斯含量的原理是：根據(jù)煤樣瓦斯解吸量、解吸規(guī)律推算煤樣從采集開始至裝罐解吸測定前的損失瓦斯量，再利用解吸測定后煤樣中殘存瓦斯量計(jì)算煤層瓦斯含量。其測定步驟如下： (1)在新暴露的采掘工作面煤壁上，用煤電鉆垂直煤壁打兩個(gè)Ф 42mm、孔深8m 以上的鉆孔，當(dāng)鉆孔鉆至 8m時(shí)開始取樣，并記錄采樣開始時(shí)間 t1； (2)將采集的新鮮煤樣裝罐并記錄煤樣裝罐后開始解吸測定的時(shí)間 t2，用FHJ2 型瓦斯解吸速度測定儀（圖 21）測定不同時(shí)間 t下的煤樣累積瓦斯解吸總量 Vi ，瓦斯解吸速度測定一般為 2個(gè)小時(shí)，解吸測定停止后擰緊煤樣罐以保證不漏氣，送實(shí)驗(yàn)室測定煤樣殘存瓦斯量。 (3)損失量計(jì)算 將不同解吸時(shí)間下測得數(shù)據(jù)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積 Voi： 式中 V0i— 算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的解吸瓦斯體積， ml； Vi— 不同時(shí)間解吸瓦斯測定值， ml； 0 w s i0i 5w2 7 3 . 2 ( P 9 . 8 1 h P ) VV 1 . 0 1 3 1 0 ( 2 7 3 t )? ? ? ? ?? ?? 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定及瓦斯抽放可行性論證 13