【正文】 瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 第 1 頁 第一章 礦井概況 1. 井田 地質(zhì) 特征 地層 本區(qū)出露地層有第四系、二疊系、石炭系、奧陶系和寒武系，由老至新分述如下： 1)寒武系 (G) 出露于井田南部，巖性為白云質(zhì)灰?guī)r，全層厚度不詳。 2)奧陶系申統(tǒng)馬家溝組 (O2m) 頂部為深灰色石灰?guī)r與泥巖互層，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀，局部夾灰黃色鈣質(zhì)泥巖薄層。其下為厚層石灰?guī)r隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。質(zhì)地均一，局部可見暗紫紅色的薄層泥灰?guī)r，地表溶洞發(fā)育，下部為含泥質(zhì)的白云質(zhì)灰?guī)r或白云巖與泥巖互層。本區(qū)及鄰區(qū)最大揭露厚度為 。 3)石炭系 (C) 區(qū)內(nèi)僅發(fā)育上統(tǒng)太原組及中統(tǒng)本溪組。 (1)本溪組 (C2b)， 主要由灰色至深灰色豆?fàn)罨蝓b狀鋁士巖、鋁土質(zhì)泥巖組成。鋁土礦層多位于該組的中上部，稱為 K4礦層帶，該礦層帶自西向東有向下遷移的變化趨勢。本組底部多為赤紅色的褐鐵礦及赤鐵礦。本組厚 ～ ，一般厚度在 8m 左右。 (2) 太原組 (C3t)， 主要由石灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、炭質(zhì)泥巖及煤組成。依據(jù)其巖性特征可分為三段，即上部灰?guī)r段、中部屑巖段和下部灰?guī)r段?？刹擅簩?一 1 煤 )賦存于該組的底部。該組厚度變化大，兩極值為 ～ ，平均厚度 。 4)二疊系 (P) (1)下統(tǒng)山西組（ Plsh） ,巖性由煤、炭質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂巖組成。主要可采煤 層 (二 1煤 )賦存于該組的下部。全組厚 ～ ，平均厚度 。 (2)下統(tǒng)下石盒子組 (P1X),根據(jù)其沉積特征可分為三、四、五、六等 4個煤段。三煤段底部為灰綠色士細(xì)粒砂巖，即砂鍋窯砂巖，局都相變?yōu)榉凵皫r，含黑色泥巖包裹體、黃鐵礦結(jié)核， 有 大型斜層理。下部為深灰色、灰色含鋁土質(zhì)泥巖 、 紫斑泥巖及深 灰色泥巖，該段厚 ～ ，一般 90m 左右。四至六段：由深灰色砂 瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 第 2 頁 質(zhì)泥巖、 粉砂巖及灰白色細(xì)粒砂巖組成。煤層不發(fā)育且均不可采。其底 部 的四煤底板砂巖為淺灰色、灰綠色中細(xì)粒砂巖，底部常為粗?；蚝[砂巖，具緩波狀層理及斜層理，泥質(zhì)膠結(jié)。厚 170m 左右。 （ 3） 上統(tǒng)上石盒子組 (P2S)， 該組巖性主要由灰綠色、土黃色及少量暗紫色的中細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖組成。其底部為一層厚 20m左右的灰白色中細(xì)粒含礫石英砂巖，其礦物 成 分單一，硅質(zhì)膠結(jié)含泥巖包裹體，具斜層理 。 本 組 可分為七、八兩個煤組，但媒層不發(fā)育，僅偶見煤層且不可采。本 組厚 約 250m。 5） 第四系 出露范圍較廣，以不整合接觸關(guān)系覆蓋于下伏不同時代地層之上，由黃土、耕植土、砂質(zhì)粘土、礫石等組嚨。一般厚度 5～ 15m。 地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)位于秦嶺緯向構(gòu)造帶北亞帶背斜的北翼 (圖 1表 11)，總體構(gòu)造形態(tài)為一走向 280～ 2900，傾向 10～ 200傾角 7～ 140的單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，主要由東西向、北西向、北 北 向斷裂組成。 表 11 主要斷層特征表 斷層名稱 性質(zhì) 走向 (0) 傾向 傾角 (0) 落差 (m) 延展長度(Km) F3 正斷層 N500E～ N200E NW 70 70 F6 正斷層 EW S 72 50～ 170 F9 正斷層 EW N 60～ 65 50～ 150 F102 正斷層 N500W～ N600W SW 70 15 F104 正斷層 EW S 60 18 F127 正斷層 N600W NE 65 10 (l) F1斷層 ， 為本區(qū)西部邊界 斷 層，正斷層。區(qū)域延伸長 ，走向 N50～200E，傾向 NW， 傾角 700左右，落差 70 余米。該 斷 層區(qū)域上有鉆孔控制，控 制程度基 本 可靠。 （ 2） 為本區(qū)北部邊界斷層，正 斷 層。區(qū)域延展長度 9km 左右，走向近 FW，傾向 N，傾角 60～ 700，落 差 50～ 150m。該斷層地表跡象明顯，勘查工程亦見及， 斷層破 碎 帶厚 不 等 。該斷層控制較嚴(yán)密。 (3) F102斷層 ， 位于本區(qū)中部，為一走向 N50～ 600W，傾向 SW，傾角 700左右的 瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 第 3 頁 正斷層，落差 15～ 25m。該斷層在地表可見， 1207 孔、 1312 孔煤層底板不連續(xù)。 (4) 古堆窯斷層 (F2)， 位于本區(qū)西部邊界附近，為正斷層。區(qū)域延伸長度 5km以上，走向 N45～ 150E， 傾向 西北，傾角不詳，落差 100m 左右。該斷層 南 段有老窯揭露，中段有勘查工程控制，地表均為第四系 覆 蓋，向北延伸不詳。 (5) 沙魚溝斷層 （ F1）， 位于本區(qū)西部邊界外，延展長 N45～ 250E，傾向 NW。 落差 500m兩側(cè)均被第四系松散層覆蓋。 本區(qū)西部以沙魚溝正斷層 (F1) 古堆窯正斷層（ F2）、柳樹 溝正斷層 (F3)為代表的北東向斷裂明顯，并呈東升西降的階梯式排列。 煤層 井田內(nèi)含煤地層為石炭二疊系，有上下市合子組，有 有上下石盒子組、山西組和石炭系太原群組成，總厚度為 ，含煤 21層，其中，可采煤層 僅有山西組的二 1煤及太原群的一 1煤兩層（表 12）。根據(jù)勘探結(jié)果，上下石盒子組含煤性極差，僅偶見不可采點(diǎn)。 表 12 主要可采煤層特征表 煤層 煤層厚度 (m) 煤層間距 (m) 煤層結(jié)構(gòu) 頂?shù)装鍘r性 穩(wěn)定性 傾 角 （ 0） 容重 t/m3 最小 最大 平均 最小 最大 平均 夾石層數(shù) 頂板 底板 一1 0 69 12 灰?guī)r 泥巖 穩(wěn)定 7140 二1 0 14 砂質(zhì)泥巖 砂質(zhì)泥巖或泥巖 較穩(wěn)定 二 1 煤賦存與山西組下部，上距砂鍋窯砂巖 65m，下距一 1煤 69 m；煤層層位穩(wěn)定，普遍發(fā)育夾矸 4層，巖性為炭質(zhì)泥巖或泥巖，局部地段夾矸厚度大于可采煤層厚度；二 1煤直接頂為砂質(zhì)泥巖或泥巖，局部地區(qū)為細(xì)砂巖， 直接底板為泥巖、炭質(zhì)泥巖 或泥巖；煤層厚度變化范圍為 0～ ，平均煤厚為 ，煤層傾角平緩，一般為 7～ 140，煤層本身多呈粉重膠結(jié)狀態(tài)，原生結(jié)構(gòu)大都被破壞，強(qiáng)度極低， 瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 第 4 頁 容重為 t/m3，空隙率為 16%， 該煤層屬中灰特低硫，高灰熔點(diǎn)粉狀無煙煤。 二1煤是該礦的唯一主采煤層。 一 1 煤賦存于太原 群底部，層位穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，局部含夾矸 1～ 2 層，煤層變化較小，變化范圍為 0～ ， 煤層平均厚度 ， L1～ L3為其直接頂，厚約10m，本溪群鋁土巖或鋁土質(zhì)泥巖為其直接底板，厚度約 7m左右，該煤層屬中灰高硫高熔點(diǎn)塊狀無煙煤。一 1煤不屬該礦的開采煤層范圍。 區(qū)域瓦斯特征 該 煤田二 1 煤層瓦斯成份、含量變化較大，總體而言，自西向東大體上可劃分為三個瓦斯地質(zhì)單元 ： 即 19 勘探線以西的逸散區(qū)、 1944 勘探線之間的過渡區(qū)以及44勘探線以東的富集區(qū) ， 其中逸散區(qū)多為煤層瓦斯風(fēng)化帶，煤層瓦斯戰(zhàn)份異常， CO2成 份增高，甲院含量一般小于 6m3/t daf， 過渡區(qū)煤層瓦斯 成 份趨 于 正常，瓦斯風(fēng)化帶 分布于淺部 ， 甲 烷含量小于 l5m3/t daf； 富集區(qū)煤層瓦斯風(fēng)化帶則為一沿煤層露頭分布的狹窄條帶 。 向深部煤層瓦斯成份、含量驟增，甲烷成份高達(dá) %，甲烷含量 最大值為 m3/t daf。 煤層瓦斯成份分帶 由上述可知，區(qū)內(nèi)二 1煤層瓦斯戰(zhàn)份雖以 CH4為主，但其在瓦斯成份中所占比例均小于 80%，且煤層瓦斯成份異常，其中的 CO2成分偏高。 根據(jù)《煤、泥炭地 質(zhì) 勘查規(guī)范》對煤層瓦斯的分帶標(biāo)準(zhǔn)，煤 層 瓦斯可分為二氧化 碳 氮?dú)鈳?、氮?dú)?沼氣帶和沼氣帶，依其分 帶 標(biāo)準(zhǔn)，木區(qū)均為煤層瓦斯風(fēng)化帶 ，但由于本區(qū)煤層瓦斯成份異常，結(jié)合 本 區(qū)煤層瓦斯含量特征及礦井生產(chǎn)的實(shí)際，將本 區(qū)分為煤層瓦斯風(fēng)化帶、二氧化碳 沼氣帶和氮?dú)庹託鈳А? （ 1） 瓦斯風(fēng)化帶 ： 以煤層瓦斯含 2 m3/t daf等 值線作為 煤 層瓦斯風(fēng)化帶的下限。該帶沿二，煤層露頭分右，其下限位于煤底標(biāo)高 +200～ +150m 以上，形態(tài)與二1 煤層露頭大體一致。雖然這種劃分與煤層瓦斯風(fēng)化帶的概念不甚一致，但對于礦井生產(chǎn)而言則較為實(shí)用，即在本次所劃分的煤層瓦斯風(fēng)化帶中，煤 層 被開采時，礦礦山瓦斯涌 出量極低。 （ 2） 二氧化碳 沼氣帶 ： 系指煤層瓦斯成份 中甲烷 成份小于 80%，而二氧化碳含量大于 20%的范圍。該帶位于煤層瓦斯風(fēng)化帶之下，分布于煤底標(biāo)高 50m 至煤 層瓦斯風(fēng)化帶下限之間。 本成 份帶的劃分主要考慮 本 區(qū)煤層瓦斯 成 份的特殊性，即煤 瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 第 5 頁 層瓦斯成份中二氧化碳成份較高，因此，劃分出本成份帶能夠更準(zhǔn)確的反映本區(qū)煤層瓦斯成份的特 性。 （ 3） 氮?dú)?沼氣帶 ： 系指煤 層 瓦斯成份中甲烷成份小于 80%， 二氧化碳戰(zhàn)份亦小于 20%的區(qū)域， 該 帶分布于 本 區(qū)的深部。 瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 第 6 頁 第二章 礦井瓦 斯涌出 礦井瓦斯涌出特征 據(jù)近幾年礦井瓦斯鑒定結(jié)果 (表 21)，絕對涌出量 (CH4)為 ～ ，相對瓦斯涌出量 (CH4)在 ～ m3/td 之間，礦井瓦斯等級為低瓦斯礦井，生產(chǎn)中未發(fā)生煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸事故。 礦井瓦斯涌出主要來自開采煤層本身，一般情況下，回采工作面 CH4 濃度在～ ％之間，礦井總回風(fēng)巷 CH4濃度為 ～ ％。 放頂后，礦井瓦斯無明顯增大現(xiàn)象。 由表 61尚可看出，隨著礦井開采水平的延深，礦井瓦斯相對涌出量 和絕對涌出量均無明顯增大，相反卻略有降低，這除了與礦井生產(chǎn)效率、采煤方法等有關(guān)外，也間接地說明了本區(qū)煤層瓦斯普遍較低、煤層瓦斯含量與煤層埋深關(guān)系不明顯的瓦斯賦存特點(diǎn)。 表 21 歷年礦井瓦斯鑒定結(jié)果表 鑒定時間 絕對涌出量 (m3/min) 相對涌出量(m3/td) 礦井瓦斯等級 開采標(biāo)高 (m) 低瓦斯礦井 +135 低瓦斯礦井 +145 低瓦斯礦井 +173 低瓦斯礦井 +135 低瓦斯礦井 +115 低瓦斯礦井 +115 低瓦斯礦井 +