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1、山西省沁源县康伟煤焦有限公司南山煤矿1号煤层瓦斯基础参数测定及抽放可行性研究报告山西省XX县XX煤焦有限公司XX煤矿2号煤层瓦斯基础参数测定及抽放可行性研 究 报 告煤炭科学研究总院XX研究院二OO九年39 南山煤矿2号煤层瓦斯基础参数测定及瓦斯抽放可行性论证前 言山西省XX县XX煤焦有限公司XX煤矿（以下简称XX煤矿）为股份制企业，1977年建井，1980年8月建成投产。XX煤矿设计生产能力为30万t/a，计划未来改扩建后产能为90万t/a。矿井批准开采1号、2号、3号、6号、9+10号和11号煤层，目前开采2号煤层，井田内煤层赋存稳定，储量可靠。XX煤矿为高瓦斯矿井，为了查清矿井瓦斯赋存情
2、况指导矿井安全生产，并对矿井瓦斯抽放的可行性及必要性进行论证，为以后的瓦斯抽放提供基础数据。XX煤矿委托煤炭科学研究总院XX研究院（以下简称XX研究院）于2008年12月至2009年1月在XX煤矿开展了“XX煤矿2号煤层瓦斯基础参数测定及瓦斯抽放可行性研究”工作。该项目主要内容为测定2号煤层煤与瓦斯基础参数，对矿井在30万t/a和90万t/a两种产能条件下矿井瓦斯涌出量进行预测，并据此对矿井瓦斯抽放可行性分别进行研究。本报告按照国家煤矿安全监察局颁发的煤矿安全规程和原煤炭工业部颁布的矿井瓦斯抽放管理规范对矿井瓦斯抽放可行性研究的内容、要求编写的，可以作为XX煤矿通风系统设计及其瓦斯治理工作的依
3、据。该项目自2008年12月起，历时1多个月，经过双方的努力和密切协作，现就测定的结果进行全面总结和分析，并对煤与瓦斯基础参数及瓦斯抽放可行性部分作重点阐述。该项目是在XX煤焦有限公司及XX煤矿有关领导的关心和支持下，在XX煤矿工程技术人员大力协助下完成的，在此深表感谢！目 录1矿井概况11.1位置与交通11.2自然地理11.3地质特征31.4 矿井开拓及生产概况101.5 矿井通风122煤层瓦斯参数测定122.1 煤层瓦斯含量测定122.2 煤的瓦斯吸附常数测定152.3 煤的孔隙率测定162.4 钻孔自然瓦斯涌出特征162.5 煤层瓦斯压力及透气性系数183 2#煤层瓦斯抽放可行性论证21
4、3.1矿井瓦斯资源评价213.2 矿井瓦斯涌出量预测233.3瓦斯抽放的必要性323.4 矿井瓦斯抽放可行性论证333.5建立瓦斯抽放系统的类型344 结论及建议3431矿井概况1.1位置与交通XX煤矿位于XX县南端的灵空山镇水泉村东南（原柏子镇）500处，XX的北坡。地理坐标为：北纬363130363200，东经11209151120930。由矿井地面工业广场沿河柏公路向北1.6km可达灵空山镇，再向东15km到李元乡。XX煤矿向西约1公里可至灵空山镇，沿县级公路向北东约 25公里可达XX县城，与汾屯省级公路相接，南距屯留张店35公里，东距沁县50公里。向西南经古县北平镇、古县可达南同蒲线洪
5、洞火车站，也可与大运公路接运，相距约75公里。交通便利，详见交通位置图1-1。1.2自然地理1.2.1地形、地貌井田地处太岳山区，地表为山区侵蚀地貌，沟谷纵横，地形复杂，地势南高北低。地形最高点位于井田西XX梁上，标高为+1419.0m；最低点位于井田东北部沟谷中，标高为+1155.4m，相对高差263.6m。属侵蚀强烈的中山区。1.2.2 气象、水文、电源及地震XX区属大陆性气候，根据XX县气象台观测记录，矿区7、8、9三个月为雨季，降雨量最小为463.3mm(1972年)，最大为861.6mm(1975年)，蒸发量最小为1306.7mm(1983年)，最大1609.6mm(1972年)，蒸
6、发量大于降水量2.3倍。冬春两季雨雪较少，夏末秋初雨量较大。一月份气温最低，平均为零下6.5，七月份气温最高，为37-38，年平均气温18.7。十一月份开始结冰，次年三月份开始解冻，冻土深度最大为750mm(19761977年)，最小为370mm(19721973年)。矿区夏季多东南风，冬春季多西北风，最大风速16m/s。矿区地表水属黄河水系。沟谷内一般无水流，每逢雨季雨水顺沟谷汇入柏子河，再向东南注入沁河。 据山西省颁发的山西省地震基本烈度表，矿区抗震设防烈度为6-7度,设计基本地震加速度值为0.15g。南山煤矿图1-1 XX煤矿交通位置图1.3地质特征1.3.1 地层一、地层矿区内地层出露
7、较好，出露有山西组、下石盒子组和上石盒子组下段及中段下部地层。第四系中更新统黄土零星分布。现依据矿区内南-1、南-2、南-3、1901及附近的21号钻孔揭露资料，对矿区内的地层由老到新分述如下：1、奥陶系中统峰峰组(O2f)本组为含煤地层的沉积基底。主要由灰深灰色中厚层状的石灰岩、泥质灰岩组成，局部含白云质灰岩。顶部含较多的星散状黄铁矿，下部常夹有薄层状、似层状的石膏层，为浅海相沉积地层，顶部为古风化壳。2、中石炭统本溪组(C2)岩性为灰色、灰黑色铝土岩、泥岩、石英砂岩及石灰岩组成，间夹不稳定的不可采煤层23层，属滨海相沉积地层，底部沉积有山西式铁矿，其厚度和品位很不稳定。由于中奥陶统古风化壳
8、剥蚀程度不同，该地层厚度变化较大，依据钻孔揭露资料，本矿区该组地层厚度为11.0024.00m，平均16.40m。平行不整合于峰峰组地层之上。3、上石炭统太原组(C3t)为主要含煤地层，本组自K1砂岩底至K7 砂岩底，地层厚度平均为126.05m。与下伏地层呈整合接触。主要为灰白色、 灰黑色的砂岩、粉砂岩、泥岩、石灰岩和煤层组成，含煤412层。含丰富的动物化石，旋回结构清楚，横向稳定性好，易于对比。全组可划分为45个沉积旋回，属于海陆交互相沉积。 旋回的海退部分多为碎屑岩或泥岩，海侵部分常为海相石灰岩或钙质泥岩。4、下二叠统山西组(P1s)K7砂岩底至K8砂岩底，厚度平均42.14m，与下伏太
9、原组地层为整合接触，为矿区主要含煤地层之一。岩性以灰色、灰白色中细粒砂岩，深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩为主，含煤3层，其中2号煤层为稳定可采煤层。1号、3号煤层为较稳定大部可采煤层。5、下二叠统下石盒子组(P1x)本组自K8砂岩底至K10砂岩底，与下伏地层呈整合接触，地层厚度127.27m。依岩性、岩相特征划分为上、下两段，分述如下：下段(P1x1)K8砂岩底至K9砂岩底，地层厚度70.74m。上、中部由深灰色粉砂岩夹细粒砂岩组成。下部K8砂岩为灰色、中粒石英砂岩，含煤屑及白云母碎片，圆状、分选中等，基底式钙质胶结，具直线型斜交层理和斜层理，具煤纹构造。上段(P1x2)K9砂岩底至K10砂岩底，
10、地层厚度56.53m。 底部K9砂岩为灰色中粒砂岩，下部由深灰色，灰色中、细粒砂岩及粉砂岩组成，上部泥岩、粉砂岩中常见紫红色斑块，顶部有一层位稳定灰色含紫红色斑块的铝质泥岩，具鲕状结构，俗称“桃花泥岩”， 是确定上覆K10砂岩的良好辅助标志。6、上统上石盒子组下段下部地层(P2s1)矿区内主要分布于中部新庄和大老庄村一带,厚度约190m左右，岩性以黄绿色的粉砂岩、中、细砂岩互层为主，夹有紫色泥岩。底部K10砂岩为灰白色、黄绿色中粒长石石英砂岩，含深灰色泥岩、粉砂岩包裹体，底部含砾石，具韵律分选。7、上统上石盒子组中段下部地层（P2s2）主要分布于矿区南部边界一带，出露厚度约60m左右，底部K1
11、2砂岩为灰白色中粗粒长石石英砂岩，泥质胶结。向上为黄绿色中细粒砂岩与紫色泥岩互层为主。8、中更新统(Q2)由棕红、黄褐色亚砂土、亚粘土组成夹砂、砾石层。厚度0 10m。二、含煤地层上石炭统太原组(C3t)和下二叠统山西组(P1s)为矿区主要含煤地层，详述如下：1、上石炭统太原组(C3t)矿区的主要含煤地层之一。自K1砂岩底至K7砂岩底，地层平均厚度126.05m，以沉积环境的差异和含煤性，可划分为三段：下段(C3t1)从K1砂岩底至K2石灰岩底，地层厚度平均为61.97m。是矿区最重要的含煤地层。主要由灰白色砂岩、灰灰黑色泥岩、铝质泥岩、粉砂岩及稳定可采的910号和11号煤层所组成。 底部K1
12、 砂岩，平均厚度2.00m，为灰白色薄层状细中粒石英砂岩，岩性特征明显，致密坚硬，是一层良好的地层划分对比标志。中段(C3t2)从K2石灰岩底至K4石灰岩顶。地层厚度平均31.77m，主要由三层深灰色石灰岩及灰白色砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩间夹三层薄煤层。底部为深灰色、巨厚层状致密、坚硬的K2石灰岩。含有丰富的有孔虫、蜓科、腕足类化石和燧石结核，中、下部常夹有一层灰黑色泥岩。自K2向上为灰黑色泥岩及其具波状层理的粉砂岩、细粒砂岩，多受黄铁矿浸染，其上发育有不可采的8号煤层。其顶板为深灰色、厚层状的K3石灰岩。K3石灰岩全区稳定，易于对比，K3至K4石灰岩间，为灰、灰黑色的砂岩、粉砂岩和泥岩，间夹
13、层位稳定但不可采的7号和7下号煤层，其顶部即为深灰色，中厚层状，致密坚硬的K4石灰岩。上段(C3t3)从K4石灰岩顶至K7砂岩底，地层厚度平均32.31m。 主要由灰黑色、黑色泥岩、粉砂岩、灰灰白色中、细粒砂岩组成，含煤24层，其中6号煤层为稳定可采煤层。下部为灰黑色、黑色薄层状铁质泥岩。中部为灰色、灰白色钙质石英长石砂岩，称为K5砂岩。上部为黑色厚层状泥岩。顶部为灰黑色薄层状钙质泥岩，含动物化石。本段依据岩相旋回分析，应为泻湖海湾相沉积。2、下二叠统山西组(P1s)K7砂岩底至K8砂岩底，厚度平均42.14m，与下伏太原组地层为整合接触，为矿区主要含煤地层之一。岩性以灰色、灰白色中细粒砂岩，
14、深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩为主，含煤3层，其中2号煤层为稳定可采煤层。1号、3号煤层为较稳定大部可采煤层。1.3.2 地质构造该矿位于沁水煤田西缘，霍山隆起之东翼。由于受霍山径向构造带影响。矿区总体构造为一走向北东西南，倾向SE的单斜构造，地层倾角小于15，井田内发育有二条正断层F1、F2，F1断层位于井田西北部边缘，断层走向NE，倾向NW，倾角为65，落差20m，区内延伸1300m。F2断层位于井田中部，是在开采煤层过程中发现的，其断层走向NE，倾向SE，倾角70，落差10m，区内延伸1800m。矿区内地表发现1处陷落柱,形状地质填图时测量确定，为长轴约为250m,短轴约为170m的椭圆形；
15、另一处是在井田中部开采1号煤层时发现形状为椭圆形, 规模由巷道揭露测量所得，长轴为130m，短轴为70m,规模较小。由此推断，向南开采还将遇到，但密度不会太大。该区在以往地质勘查过程中，未发现有岩浆岩活动。综上所述该区构造属简单类。1.3.3 煤层赋存 一、含煤性本井田含煤地层主要为上石炭统太原组和下二叠统山西组。山西组平均厚度44.70m，含煤3层，含煤总平均厚度为3.87m，含煤系数8.66%。山西组含煤性总的特点是煤层厚度小，变化大，1号煤层全区大部可采，3号煤层局部可采，2号煤层全区稳定可采。太原组平均厚度126.05m，含煤8层，总厚度为6.94m，含煤系数5.51%。总的特点是煤层层数多，达可采厚度者层数较少，但可采煤层厚度较大。其中910号、11号煤层为矿区稳定的可采煤层，6号煤层为局部可采煤层,7号、8号、10下煤为不稳定的不可采煤层。 二、可采煤层（见表1-1）1、1号煤层 位于山西组顶部，厚度
