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1、 郑新双鑫（新密）煤业有限公司矿井瓦斯地质说明书 二O一四年八月前 言（1） 课题来源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，其要求编制的基础性图纸即为“矿井瓦斯地质图”。郑煤集团公司所处的新密矿区由于瓦斯赋存丰富、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
2、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，以促使矿井的持续健康发展。根据集团公司及郑新公司领导要求，双鑫矿组织精干力量，收集相关资料共同编制了双鑫煤矿矿井瓦斯地质图。（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预测技术还不很完善，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，
3、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。国内外研究实践表明，瓦斯分布是不均衡的，具有分区分带的特点，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、技术之间配套性及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18斯预测评价方法，划分出低瓦斯区、高瓦斯区和突出威胁区，编制矿井瓦斯地质图，为矿井通风管理及瓦斯防治提供关键技术支撑。1）煤
4、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。编制矿井二1煤层瓦斯含量等值线图：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）构造煤综合分析
5、构造煤类型的研究：构造煤宏观煤岩特征和构造煤的类型。构造煤厚度变化规律及其影响因素分析。3）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。4）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、分选性、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。5）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。地质统计法：根据井田内生产矿井实际出现的瓦斯动力现象进行预测。瓦斯地质方法：根据煤
6、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，划分出矿井突出危险区、威胁区和非突出区。6）编制二1煤瓦斯地质图以采掘工程平面图为底图，用不同的颜色、符号和花纹表示井田范围内煤层瓦斯含量等值线和瓦斯含量、瓦斯压力、a、b值、P、f值等瓦斯参数，划分出突出危险区、威胁区和非突出区等。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、矿井开采阶段获得的瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯恒温吸附常数等数据，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
7、试及瓦斯规律分析，经过综合集成，形成适合本区不稳定、低透气性厚煤层复杂开采地质条件的高瓦斯灾害危险区域预测，编制矿井瓦斯地质图。（3）完成情况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，按照有限目标、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2014年5月开始，至2014年8月结束。整体工作大致分三个阶段：第一阶段（2014.56月底）：现场调研、收集资料。矿井开采技术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类地质报告、生产过程的各种地质资料及图件，并初步进
8、行了整理。第二阶段（2014.7.12014.7.31）：煤层瓦斯参数测试、瓦斯含量多元数据融合分析、构造煤研究、研究分析矿井勘探和生产期间实测的瓦斯参数，实现不同数据源瓦斯数据融合分析新技术。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，筛选出主导控制因素，建立多元分析数学地质模型，形成具有广泛推广应用价值的预测方法。第三阶段（2014.8.1-8.31）：对矿井进行瓦斯区域划分、编制了矿井瓦斯地质图和编写研究报告。主要包括：资料分析整理、瓦斯赋存规律分析等。1）矿井瓦斯赋存、瓦斯涌出和瓦斯现状调查及瓦斯资料收集；2）二1煤层
9、地质勘探期间和生产期间煤层瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯区域预测常规参数（P、f）收集与整理；3）编制了最终研究报告和矿井瓦斯地质图。通过大量的原始资料收集、整理、分析，运用瓦斯地质理论与方法，最终完成了课题所规定的研究内容，编制了最终研究报告和瓦斯地质图纸。 矿井概况1、地理位置双鑫煤业有限责任公司位于新密市米村镇于湾村，在米村井田的东部，井田面积0.2698Km2。矿区地理坐标：东经11318081131822，北纬342152343201，行政区划隶属于新密市米村镇管辖。南距郑（州）-登（封）公路5km，东至新密市城区12 km，北距米村镇1.5 km。郑煤集团米村煤矿铁路专用线从本矿北部通过
10、，西距米村矿铁路转运站台1 km，该专用线在新郑市与京广线接轨。新密市乡镇及村庄间的简易公路纵横成网，新密至荥阳的公路从本矿区东部通过，交通极为便利。双鑫煤矿图1 鑫盛煤矿交通位置示意图2、基本情况该矿隶属郑煤集团郑新公司管辖，矿井设计生产能力15万吨/年，可采储量73.56万吨，服务年限5年；矿井开采煤层为二1煤层，开采水平标高+85m-20m；采用两立井单水平开拓方式，主井进风，副井回风，通风方式为中央并列式；煤层不易自燃，煤尘具有弱爆炸性，属瓦斯矿井；采煤方法为走向长壁手镐采放顶煤一次采全高；现在职职工450人，属“六证齐全”矿井，隶属郑煤集团郑新煤业有限公司。矿井煤层瓦斯情况煤层瓦斯矿
11、井瓦斯等级鉴定结果为低瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量为4.01m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.16m3/min。煤尘具有弱爆炸危险性，爆炸指数为16.17，煤层自燃等级为类，属不易自燃煤层。1.2开拓方式及通风能力1、开拓系统井田采用两个立井单水平下山开拓方式，水平标高+37m。主井净直径4.2m，井深215m，安装一台2JK-2A型提升机。装备一对1.5t非标准箕斗，担任矿井的提煤任务。井筒内安装梯子间，作为矿井一个安全出口。副井净直径4.2m，井深212m，安装一台2JTP2-1.6型提升机，装备一对0.75非标准罐笼，担负提人、提矸、下放材料等任务。2、通风系统矿井采用中央并列式通风系统，通风方
12、法为机械抽出式，主井进风，副井回风。安装FBCDZ16型通风机两台，功率255KW。矿井总进风量为1550m/min，总回风量1728m/min。掘进工作面采用局部通风机压入式通风，并实现了 “三专两闭锁”。全矿区划分为一个采区：在东侧为一个单翼采区，有11012、11013和11014三个回采工作面。在主井工业场地的西侧，运输巷以南是一个单翼采区，有11011。本矿井二1煤比较稳定，大部分可采，煤层倾角为7，以中厚煤层为主，结构较为简单，一般不含夹矸，煤层直接顶板大多为深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩，局部为中及细粒砂岩，局部有0.2m的炭质泥岩伪顶，多随采随落，根据煤矿的特点和实际条件，采煤方法
13、采用走向长壁放顶煤，全部冒落法管理顶板。表1.2-1 主、副、风井井口坐标名 称直角坐标（西安80坐标系）XYH主 井38436025.243823095.38+205.0副 井38436028.493823135.38+215.01.3 瓦斯据2014年1月河南省工业和信息化厅以豫工信煤20147号河南省工业和信息化厅关于2013年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复下发的通知：2013年矿井绝对瓦斯涌出量为0.28m3/min，（见表5.2-1）。依据煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法，鑫盛煤矿属瓦斯矿井。表1.3-1 瓦斯鉴定结果表时间(年)瓦斯二氧化碳煤的自燃等级煤尘爆炸指数绝对涌出量(m3/min
14、)相对涌出量(m3/t)鉴定等级绝对涌出量(m3/min)相对涌出量(m3/t)20110.353.54瓦斯矿井0.414.11有20130.28瓦斯矿井0.41有1.4 煤层4.1.1含煤性本矿井含煤地层为石炭二叠系，煤系地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组与下石盒子组。本区主要可采煤层为山西组二1煤层，太原组一1煤层为局部可采煤层，其它煤层均不可采。二1煤层厚2.559.91m，平均厚度为6.32m，一1煤层厚0.601.40m，平均厚度为0.93m，可采煤层平均厚度7.25m，含煤系数为3.2%。4.1.2可采煤层二1煤层为全区可采煤层，标高为21040m，赋存于山西组下部大占砂岩之
15、下，煤层顶板上距砂锅窑砂岩（Ss）平均65m，煤层底板下距L8石灰岩顶板平均10m。二1煤层的顶板多为泥岩、砂质泥岩，局部为砂岩（Sd），富含植物化石；底板为灰黑色泥岩和砂质泥岩。矿井二1煤层厚度2.909.91m，平均厚度为6.32m，变异系数38.2%，可采性指数为1；二1煤层结构简单，局部含1层夹矸，夹矸多为泥岩。一1煤层为局部可采煤层，标高为155110m，赋存于太原组下部L1灰岩之下，矿井一1煤层厚度0.601.40m，平均厚度为0.93m，变异系数36.9%，可采性指数为0.67；一1煤层结构简单，局部含1层夹矸。综上所述，本区二1煤层属较稳定型煤层，一1煤层属不稳定型煤层。4.1.3 煤岩层对比4.1.3.1 煤矿地层对比本区主要可
