【文章內容簡介】 的頂面，或Ｌ 7 灰?guī)r的底面，厚度為 53～ 86 米，平均 米，由深色生物碎屑灰?guī)r、燧石灰?guī)r、泥巖、砂質泥巖、粉砂巖和煤組成，間夾菱鎂質泥巖薄層，庚組煤位于本組下部灰?guī)r的上部。 二疊系山西組上界為下石盒子組砂鍋窯砂巖底面，下界為太原組頂部灰?guī)r頂面，厚 87～ 114 米，平均為 米，由淺灰綠、深灰色中～細粒砂巖、泥巖和煤組成。含煤 2～ 5 層，為己組煤。二疊系下石盒子組上界為田家溝砂巖的底面，下界至砂鍋窯砂巖的底面，厚度 284～ 311 米， 平均 米，由灰黃色、深灰色中～細粒砂巖、砂質泥巖、泥巖所組成。依據巖性和含煤性，自下而上分為戊組煤、丁組煤和丙組煤。 二疊系上石盒子組上界至平頂山砂巖底面，下界至田家溝砂巖頂面，厚 294～331 米，平均 米。主要由灰白色、灰黃色泥巖、砂質泥巖、粉砂巖、中～細粒砂巖及劣質煤層組成。自下而上分為乙組煤和甲組煤。 二疊系石千峰組在井田內出露不全，厚度 0～ 255 米，平均 米。主要由平頂山砂巖等組成。 第四系厚 0～ 33 米，平均為 米。主要為黃土沙礫滾石（平頂山砂巖和石千峰組砂巖）之山坡 殘積物分布于低洼處，厚度不大，表土平均 2 米厚。受區(qū)域構造的控制，特別是李口向斜及鍋底山正斷層的影響井田構造總體上為一北北東向緩傾斜的單斜構造，地層走向 100176。，傾向 10176。，傾角 6176?！?18176。 褶曲 :井田內褶皺主要為晉溝向斜，該向斜在井田內的南東部較為明顯，向北西方向在 3918 孔北約 150 米處消失，延伸長度 2021 米左右，它對井田內各煤層的產狀，巷道布置均有一定影響，但由于甚為開闊，故伴生構造少見，對煤層厚度影響也不明顯，僅局部對生產影響較大。井田內背斜不發(fā)育，揭露較少，控制程度較差。 斷層：斷層走 向 N25176?！?50176。W，傾向南西，傾角 60176?！?70176。，落差 110～ 200 米，位置在四礦西南，三礦西北部，在一、四、六擴勘區(qū)內有六個鉆孔控制，地表有零星露頭控制。 ① 煤層 井田內含煤地層為石炭系太原組、二疊系山西組，下石盒子組和上石盒子組。含煤地層厚 5561090m，平均為 796m，含煤 21～ 56 層，主要含煤地層為二疊統(tǒng)山西組的己組煤。目前 已三采區(qū) 可采煤層為 己 15， 己 16煤層。 己 15煤層：位于山西組下部，上距砂鍋窯砂巖 39～ 81m，平均 60m。時有炭質泥巖偽頂，直接頂為泥巖或砂質泥巖，厚 5～ 10m，老頂為 中粒砂巖，厚 10～20m；偽頂為炭質泥巖，底板即 己 16 煤層之頂板。 己 15 煤層厚 ～ ，平均 3m。煤呈塊狀、鱗片狀、粒狀，煤層結構簡單，區(qū)內未見夾矸。在井田范圍內，從東向西煤層厚度變簿，穩(wěn)定煤層。 己 16煤層：位于山西組下部，上距砂鍋窯砂巖 46～ 99m，平均 70m，距 己 15煤層 20m，有厚約 ～ 的炭質泥巖偽頂，直接頂板為厚約 10m 的泥巖和細砂巖互層，老頂為 5～ 8m的細～中粒砂巖；底板為厚 ～ 10m 的泥巖或砂質泥巖，致密堅硬。 己 16煤層厚 — 平均 10m。煤多呈塊狀 、粒狀、間或有鱗片狀，易碎為粉末。矸，多數為一層，屬結構簡單型煤層。 井田內大部地段己 16 煤層為合層，僅局部地段，如 4 44 線之間， 43－ 2孔以南，向西到 23071 切眼 400m 處，進入回風巷 4410 孔附近，分叉為二層，夾矸厚度 ～ ，平均 。據鉆孔及井下揭露資料可知， 己 16煤層厚度一般較穩(wěn)定 ， 屬全區(qū)較穩(wěn)定可采煤層。 ② 煤質 己 15煤層：黑色，玻璃光澤，條帶狀結構，局部為線理狀、透鏡狀或鱗片狀結構。層狀構造。硬度 1～ 2。 己 16煤層：黑色，玻璃光澤，多具條帶狀結構，層狀構造，結構疏松 ，易成粉末。平坦狀或參差狀斷口，硬度 1～ 2。平均容重 t/m179。，據篩分試驗結果，粉煤多達 75％以上。原煤靜止角為 ，摩擦角為 ，散煤容重為 179。 表 21 煤的工業(yè)分析 礦井開拓 井田境界及儲量 （ 1） 井田范圍 ：平煤四礦井田 東部與三礦相接，西部與十一礦毗鄰 、 南部止于各煤層露頭風氧化帶 、 北部以 800m 底板等高線 為界 ， 東西走向寬約 ，南北傾向長約 ，面積 ㎡ 。 （ 2） 目前本 礦井的工業(yè)儲量 ，礦井設計儲量為 ，礦井設計可采儲量為 。 煤層 名稱 水分M(%) 灰分A(%) 揮發(fā)分V(%) 含油量P(%) 含硫S(%) 膠質層厚Y(m) 發(fā)熱量（ MJ/kg） 己 15 己 16 礦井設計生產能力及服務年限 （ 1）礦井生產能力：經多次技術改造，礦井生產能力達到 。 （ 2）目前礦井尚有的服務年限： aKA ZT ????? （ 21） 式中： T——礦井 尚有 服務年限， a Z——礦井可采儲量， A——礦井設計生產能力， K——儲量備用系數 K= 井田開拓 由于煤層埋藏比較深，井田范圍里沒有煤層露頭，采用斜井開拓井筒過長，以至初期建井時間過長，斜井不能打在煤層底下，況且要給它留較多煤柱，所以選擇用立井開拓。立井開拓適應性較強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等地質條件的影響。 立井開拓井筒短，提升能力大，對輔助提升特別有利。對于煤層賦存較深、表土層厚、水文情況比較復雜、井筒需要特殊法施工或多水平開采急斜煤層的礦井，一般都應該采用立井開拓。 平煤四礦 礦井開拓方式為立井開拓，工業(yè)廣場布置有三個立井。 全礦井現有三個生產水平，四個生產采區(qū)和己組三水平開拓工程，即一水平丁九、戊九采區(qū)；二水平已三采區(qū)和庚一采區(qū)；己組三水平為開拓工程。其中一水平深部回采標高為 510m，二水平深部回采標高 600m，三水平深部開采標高為 800m。 采煤方法 為了選擇合理的采煤方法，必須詳細研究煤 層的賦存條件和地質特征，并考慮實習礦井實際使用經驗。平煤四礦煤層賦存比較穩(wěn)定，可采煤層主要為 己 16煤層，平均傾角 8176。12176。煤層平均厚度為 。煤塵無爆炸性，煤層有自燃發(fā)火傾向；發(fā)火期 46 個月，為高瓦斯 突出 礦，相對瓦斯涌出量為 立方米每噸，煤硬度不大，煤層直接頂為大占砂巖，巖厚度變化在 815m 之間，中等穩(wěn)定，不易容易冒落。底板為波浪帶砂巖。地質構造簡單，結合設計礦井礦井實際情況以及現有的生產技術條件，設計采用綜合機械化一次采全高回采工藝，傾斜長壁采煤法，用全部跨落法處理采空區(qū)。 井下運輸 根據礦井井下開拓系統(tǒng)和采區(qū)回采工作面的布置，確定煤炭矸石材料設備和人員在內的運輸系統(tǒng)如下： (1) 煤炭運輸系統(tǒng) 綜采工作面的煤炭 ——區(qū)段運輸平巷 ——運輸上山 ——采區(qū)煤倉 ———運輸大巷 ——井底中央煤倉經主井提升至地面 (2) 設備材料和人員的運輸系統(tǒng) 副井罐籠中的設備（材料、人員） ——井底車場 ——運輸大巷 ——采區(qū)軌道上山 ——區(qū)段運輸平巷 ———綜采工作面。 (3) 矸石運輸系統(tǒng) 掘進工作面出的矸石 ——區(qū)段回風平巷 ——軌道上山 ——運輸大巷 ——井底車場 ——由副井提至地面。 礦井通風 本礦井為 生產礦井，根據生產中的情況可確定本礦井為 突出 礦井。下面是 為 2021 年以來 絕對瓦斯涌出量、相對瓦斯涌出量情況，如 表 22 所示。 表 22 四礦 2021年以來礦井礦井瓦斯涌出量 年度 絕對量 (m179。/min) 相對量 ( m179。/t) 瓦斯等級 2021 年 突出 2021 年 突出 2021 年 突出 2021 年 7． 8 突出 2021 年 突出 2021 年 突出 2021 年 突出 2021 年 44 突出 2021 年 突出 四礦通風方式為中央混合式 ， 通風方法為抽出式 ， 每個采區(qū)均有獨立的通風系統(tǒng)。全礦共有 6 個進風井 ， 即一、二水平主井、副井、三水平進風井、主斜井和東風井；回風井三個，即一水平風井、二水平風井和三水平回風井。目前一水平回風井擔負戊九采區(qū)的回風，采區(qū)為 “兩進一回 ”通風方式；二水平回風井擔負己三采區(qū)、庚一采區(qū)的通風任務，兩個采區(qū)為并聯通風網絡，實現分區(qū)通風，其中己三采區(qū)為 “兩 進 一 回 ”通風方式，庚一采區(qū)為 “兩進一回 ”通風方式；三水平回風井擔負三水平開拓工程和丁九采區(qū)的通風，兩個采區(qū)為并聯通風網絡，實現分區(qū)通風，其中三水平開拓工程為 “兩進兩回 ”通風方式，丁九采區(qū)為 “二進一回 ”通風方式。 四礦各采區(qū)采、掘工作面均有獨立的通風系統(tǒng)，機電硐室均采用獨立通風方式。目前礦井總進風量 22732m179。/min， 其中 丁九采區(qū)進風量 2291m179。/min， 己三采區(qū)進風量 6788m179。/min， 戊九采區(qū)進風量 5017m179。/min， 庚一采區(qū)進風量 2499m179。/min，東翼結束采區(qū)進風量 742m179。/min， 其它進 采區(qū) 風量 354m179。/min。 總回風量 23801 m179。/min，總需風量 18720m179。/min， 四礦一水平風井系統(tǒng)安裝 2 臺型號為 主要通風機 ， 配套電機型號為 YR10006/1180，額定功率 1000KW，現運行 2＃風機，風葉角度 10176。，風量為 5832m179。/min，負壓為 3800Pa；二水平風井系統(tǒng)安裝 2 臺 FBD606 對旋式風機，配套電機型號 YBF630 ㎡ 8710，額定功率 2710KW，現運行 1＃風機，風葉角度 3176。，風量為 10878m179。/min，負壓為 3950Pa；三水平風井系統(tǒng)安裝兩臺 FBDZ10№38 型對旋式通風機，配套電機為 YBF800M110 型，額定功率 21120KW，風葉角度 25176。（單級），風量為 7857m179。/min， 負壓 1680 Pa。 煤層瓦斯賦存情況 己 16煤層在己 1523070 機巷片盤 米實測瓦斯壓力為 ， 己 16煤層瓦斯含量為 179。/t；在己三采區(qū)免揭煤巷東幫下幫 546 米實測 己 15 煤層瓦斯壓力為 ， 煤層 瓦斯含量為 179。/t。 本章小結 （ 1） 平煤四礦 總面積約 ㎡ ，井田地質儲量為 ， 設計服務年限為 建井之初生產能力為 ，經過不斷的技術改造， 2021 年 以來 設計生產能力 達到 ， 開拓方式為 立井 開拓 。 四礦通風方式為中央混合式 ，通風方法為抽出式 ， 每個采區(qū)均有獨立的通風系統(tǒng)。 （ 2） 介紹平煤四礦開采開拓情況， 主要含煤地層為二疊統(tǒng)山西組的己組煤。 （ 3）己三采區(qū)的 己 15和 己 16煤層為目前的主要開采煤層，主要針對這兩個煤層進行瓦斯 抽采 技術研究。 （ 4）介紹了礦井瓦斯涌出情況以及通風系統(tǒng)和井下運輸系統(tǒng)。 （ 5）介紹了 己 15煤層和 己 16煤層的瓦斯賦存情況。 3 煤層瓦斯涌出量預測 煤層瓦斯的基本參數 煤 層瓦斯基本參數是工作面瓦斯涌出量預測、 抽采 瓦斯可行性評價、突出危險性鑒定、瓦斯綜合治理措施的制定及瓦斯 抽采 系統(tǒng)設計的依據，它受煤質、埋藏深度、地質構造和覆蓋層厚度以及透氣性等諸多因素的影響。 瓦斯含量 瓦斯含量是指在自然狀況下，單位體積或者單位質量的煤層或者巖層所含有的瓦斯量，單位一般為 m179。/t 或者 m179。/m179。 平煤四礦 煤層瓦斯 含量 為： 己 15煤層 原始瓦斯含量為 m179。/t， 且隨煤層埋深的增加而增大，煤的平均殘存瓦斯含量為 m179。/ t。 己 16煤層 瓦斯含量為 m179。/t， 煤的平均殘存瓦斯含量為 m179。/ t. 瓦斯壓力 瓦斯壓力是指瓦斯在煤層中變現出來的氣體壓力，它是通過煤層中游離瓦斯的自由熱運動對孔隙和裂隙的空間壁產生作用力而體現出來的。 己 15煤層 瓦斯壓力為 ， 己 16煤層 瓦斯壓力為 。 煤層透氣性系數 煤層透氣性系數是煤層中瓦斯流動的難易程度的標志，也是分析瓦斯 抽采 可行性的一個重要指標。根據實際測得， 己 15煤層 的透氣性系數為 ㎡ /（ MPa2d ） 。 百米鉆孔 瓦斯流量及其衰減系數 瓦斯從煤層中涌出的速度（流量）隨時間的延長而衰減。百米鉆孔瓦斯流量及其衰減系數就是反應在不受采動影響的條件下，煤層內瓦斯流量隨時間延長而呈衰減的特性，它也是衡量煤層進行瓦斯預 抽采 難易程度的一個重要標志。 根據實際測量， 3煤層的百米鉆孔瓦斯流量衰減系數為 。 瓦斯涌出初速度 經測定本煤層煤壁瓦斯涌出初速度 v0為 。 煤層瓦斯的生成和賦存 瓦斯的生成 廣義的礦井瓦斯是指從煤、巖中涌向礦井巷道的自然瓦斯，在采掘過程中所形成的 瓦斯，井下空氣與有用礦物、圍巖、支架和其他材料之間的化學或生物化學反應所形成瓦斯的總稱。 煤礦井下的瓦斯主要來自煤層和煤系地層，它是成煤的煤化作用過程中伴生的。煤的原始母質沉積以后，一般經歷 2 個成氣時期： （ 1）從植物遺體到泥炭的生物化學時期； （ 2）在地層的高溫高壓作用下從褐煤到無煙煤的煤化變質作用成氣時期。 瓦斯的生成是和煤的形成同時進行并貫穿于整個成煤過程中。除了煤變質生成的瓦斯外，還有其他來源的自然瓦斯，如： （ 1）生物化學來源的瓦斯。