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平煤天安五矿瓦斯地质图说明书二00七年十二月1平煤天安五矿瓦斯地质图说明书参加人员：安全部：卫修君王安民钱峰杜跃祥五矿：郭建伟王应德李丰军刘建喜姚冬青刘庆峰邓国民刘国荣2目录前言………………………………………………………………4(1)课题来源…………………………………………………………………4(2)研究内容…………………………………………………………………6(3)完成情况…………………………………………………………………81、矿井概况………………………………………………………………91.1交通位置及隶属关系……………………………………………………91.2井型、开拓方式及生产能力……………………………………………111.3瓦斯……………………………………………………………………121.4煤层……………………………………………………………………131.5煤质特征…………………………………………………………………161.6岩浆岩……………………………………………………………………181.7水文地质特征……………………………………………………………182、地质构造及控制特征研究…………………………………………322.1井田地质构造及分布特征………………………………………………322.2构造煤发育及分布特征…………………………………………………4033、矿井瓦斯地质规律研究……………………………………………433.1断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响……………………………………433.2顶、底板岩性对瓦斯赋存的影响………………………………………453.3煤层埋深及上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响…………………………463.4瓦斯含量分布及预测研究………………………………………………474、矿井瓦斯涌出量预测………………………………………………484.1矿井瓦斯涌出资料统计及分析…………………………………………484.2矿井瓦斯抽采资料统计及分析…………………………………………564.3矿井瓦斯涌出量预测……………………………………………………575、煤与瓦斯区域突出危险性预测……………………………………595.1煤与瓦斯突出危险性参数测定及统计…………………………………595.2煤与瓦斯突出危险性影响因素分析……………………………………625.3煤与瓦斯区域突出危险性预测…………………………………………656、矿井瓦斯地质图编制………………………………………………676.1编图资料…………………………………………………………………676.2编图内容和表示方法……………………………………………………6747、结论和建议…………………………………………………………697.1结论……………………………………………………………………697.2建议……………………………………………………………………69附表1：煤样化验数据表…………………………………………………72附表2：己16-17煤层突出情况统计表…………………………………785前言一、课题来源《煤矿安全规程》第一百八十一条，突出矿井必须及时编制矿井瓦斯地质图。矿井、采区、采掘工作面瓦斯地质图可以高度集中瓦斯地质信息，展示瓦斯地质规律和瓦斯预测、治理的研究成果。是直接指导煤矿瓦斯治理的最基础的图件和前沿技术。无论是高瓦斯矿井、突出矿井还是低瓦斯矿井，无论是瓦斯灾害防治，还是瓦斯资源开发利用，都需要编制各级瓦斯地质图。它是研究和反映瓦斯地质规律、瓦斯变化规律，指导瓦斯预测和防灾、减灾的最基础的图件。有了这种图件，才能使瓦斯地质资料和研究成果得到高度的集中，并不断地积累、补充、深化和完善；有了这种图件就可以使各级领导和管理人员对瓦斯预测和防治有了共同的语言，综合考虑瓦斯灾害防治和资源开发利用；有了这种图件更容易使瓦斯研究成果纳入到生产管理，迅速转化为生产力。2005年5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[2006]600号文件要求，在全省开展“河南省瓦斯地质编图”工作，其要求编制的基础图纸即为“矿井瓦斯地质图”。平煤集团所处的平顶山矿区由于瓦斯赋存丰富、瓦斯压力大、煤层结构破坏严重、地质构造发育等，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6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。根据集团公司文件要求，由天安五矿承担，由通风管理中心指导，共同编制了天安五矿矿井瓦斯地质图。二、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、遏止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域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，使原有的技术得到深化提高，并配合其他瓦斯防治技术，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）煤层瓦斯含量多源数据融合分析①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。②生产、研究期间实测的瓦斯含量数据分析。7③根据相关瓦斯地质参数计算煤层瓦斯含量。④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，划分瓦斯富集区等。⑤编制矿井己15煤层和己16、17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）煤层瓦斯参数测试实测煤层瓦斯压力、瓦斯含量、ΔP、f值等，为瓦斯预测提供基础数据。3）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。4）瓦斯区域预测①单项指标法：根据《防治煤与瓦斯突出细则》规定的构造煤类型、瓦斯压力、ΔP、f值四项指标进行预测。②综合指标法：根据《防治煤与瓦斯突出细则》规定的K值和D值进行预测。③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。④瓦斯地质方法：根据煤层瓦斯含量和地质构造进行预测。⑤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。85）编制己15煤层和己16、17煤层瓦斯地质图以采掘工程平面图为底图，用不同颜色、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、ΔP、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含量、瓦斯压力等数据，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，结合瓦斯参数测试及瓦斯规律分析，经过综合集成，形成适合瓦斯灾害危险区域预测，编制矿井瓦斯地质图。三、完成情况1、2006年9月底完成各测点瓦斯压力和瓦斯含量、煤与瓦斯突出预测敏感指标以及瓦斯地质图资料的收集、整理和填图工作。2、2006年12月底之前完成矿井、采区和典型采掘工作面瓦斯地质图底图的绘制和基础数据的填图工作。3、2007年3月底之前完成数据分析、矿井瓦斯地质规律研究工作，初步完成矿井、采区和典型采掘工作面瓦斯地质图的编绘工作。4、2007年12月底之前完成矿井、采区和典型采掘工作面瓦斯地质图系列图件及相应说明书。91、矿井概况1.1交通位置及隶属关系五矿位于河南省平顶山矿区的西部，平顶山市西北郊约8km，为平煤集团总公司的主干矿井之一。行政区划隶属平顶山市管辖，主井地理坐标东径113º13´26´´，北纬33º47´03´´，主井中心坐标X＝3739648.00m，Y=38427926.00m，Z＝119.788m。1.1.1井田范围五矿原设计主要开采丙、丁、戊、己、庚等五个煤段中的丙3、丁5－6、戊8、戊9－10、己15、己16－17、庚20煤层，由于受资源的限制，经过集团公司的几次调整，目前矿井主要开采己组煤层中的己15、己16－17煤层和庚组煤层中的庚20煤层。矿井自投产以来，由于矿井生产和建设的需要，井田边界与相邻矿井曾多次进行调整，现依据(88)平煤第377号文和平煤总字(93)63号、（94）平煤总字42号、46号文件确定的边界叙述如下：北部：丁、戊、庚煤段煤层均以锅底山断层、己煤段煤层东翼以-450m等高线，西翼以锅底山断层与六矿为界；东部：丁煤段以煤层露头、戊和庚煤段分别以43勘探线东470m与200m与七矿相邻；己煤段深部以T0506～T0509坐标点与四矿相接，浅部以43勘探线东200m与七矿为界；南部止于各煤层露头风氧化带；西部丁、戊、己和庚煤段以50勘探线与十一矿毗邻；西南部以47-1孔为基点40º方位线及己煤段煤层-280m和-320m底板等高线与九矿接壤；西北部丁煤段以-600m、戊煤段以-650m、己和庚煤段均以-800m底板等高线为界。1.1.2交通条件10井田东部和西部分别有京广、焦枝两大铁路干线穿过；东南距孟(庙)宝(丰)铁路线上的平顶山火车站9km，该站向东70km与京广铁路孟庙火车站相接；向西与宝丰火车站约28km与焦枝线相接。矿区专用铁路通过矿口与国铁接轨。公路四通八达，向北经襄城可分别至许昌、禹县、新郑、郑州；向北西经郟县至临汝、洛阳；住西经宝丰至鲁山，向南可通往叶县、舞阳、南阳等地，交通极为便利。1.1.3、自然地理1.1.3.1、地形、地貌本区为龙山下的低山丘陵地带，地势中间高，南北低，最高点为龙山，11标高+464.3m，南坡陡，北坡缓，为本区地表分水岭。1.1.3.2、水文井田范围内无天然河流和水库，区内山间冲沟发育，有季节性溪水注入沙河、汝河，地表排泄条件良好。1.1.3.3、气象及地震本区属暖温带半干旱季风气候。根据平顶山气象站的资料，历年来最大降雨量1332.6mm，最小降雨量373.9mm，平均降雨量732.8mm，雨季一般集中在6～9月份。历年最大蒸发量2825mm，最小蒸发量1490.5mm，年平均蒸发量1880.4mm，蒸发量大于降雨量。历年最高气温42.6℃，最低气温-18.8℃，平均气温14.9℃。风向随季节而变，夏季多为东南风和南风，秋、冬季多为西风和西北风。冰冻期一般为11月到次年3月，最大冻土层深度220mm，最大积雪厚度160mm，最长冰冻期为170天。本区地震基本烈度为Ⅵ级。1.2矿井井型、开拓方式及生产能力五矿于1956年6月由武汉煤矿设计院设计的年产120万吨的大型矿井。矿井经过多次技术改造，目前按全矿井总风量和2006年瓦斯鉴定结果计算，核定矿井通风能力为202万吨/年。五矿通风方式为对角分区式，通风方法为抽出式，三组主扇分别为庚一、己二扩大、己三及下延采区服务，庚一采区开采庚2