九里山矿井山西组二₁煤层瓦斯地质图

Answer 1

河南省煤矿瓦斯地质图图集

九里山煤矿瓦斯地质简介

一、矿井概况

焦作煤业（集团）有限责任公司九里山煤矿位于焦作矿区中部，行政区划隶属焦作市，距焦作市18km。井田西与演马庄矿相邻，东以北碑村断层为界与古汉山井田相连，北起煤层隐伏露头，南抵西仓上断层，东西走向长约5.5km，南北倾向宽约3.4km，井田面积18.60km²。1970年7月开始建井，设计井型90×10⁴t/a，开拓方式为立井双水平上下山开拓，矿井通风方法为中央边界与对角混合式通风。

九里山煤矿主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，其他含煤地层偶见煤线，无可采点。主要含煤地层总厚158.96m，共计含煤8层，煤层总厚7.67m。山西组二₁煤普遍发育，层位稳定，结构简单，平均厚5.44m，为主要可采煤层。石炭系太原组一₂煤普遍发育，层位较稳定，结构简单，为大部分可采煤层。

九里山煤矿为严重的煤与瓦斯突出矿井，自建矿至今共发生煤与瓦斯突出40余次，最大突出强度540t，突出最大瓦斯量58490m³,2000～2005年的瓦斯鉴定结果如下表。

河南省煤矿瓦斯地质图图集

二、井田地质构造及控制特征

九里山井田位于演马—九里山—韩王三角断块的北边。受区域构造的控制，井田内主要发育有NE、NW和近EW 向高角度正断层，大、中型断层主要是NE和NW向，无近EW向。整体为一走向N40°E，倾向南东的单斜构造，地层倾角平缓，10°～15°。井田构造以断裂为主，褶曲不发育，局部受断裂影响，形成宽缓的褶曲。

井田内共发育大小断层67条，均为正断层。落差大于等于100m的断层3条，即马坊泉断层、西仓上断层和北碑村断层；落差50～100m的断层1条，即冯营断层；落差20～50m的断层1条，即亮马村断层；落差5～20m的断层3条，如方庄断层。另外据井下巷道揭露，落差小于5m的断层较多，多成组出现，阶梯状或叠瓦状展布，每组中断层与断层间距近乎相等，有些断层只切穿煤层顶板，而不至煤层底板。褶皱构造在井田内虽然表现比较微弱，但发育普遍，按其轴向分为2组，一组是沿煤层走向方向上的波状起伏，其轴向300°～330°，即NW向褶皱构造较明显，西部以一二采区为背斜，东部一一采区为向斜，次一级的微型背向斜间替出现。另一组是在大断层两盘因牵引作用形成的背向斜，表现比较明显的是马坊泉断层上盘的向斜构造和方庄断层下盘的背斜构造。

三、矿井瓦斯地质规律

煤层瓦斯与断层的类型、落差大小有密切关系，落差大的开放性断层，若使煤层与富水性或透气性较好的太原组、奥陶系地层与上覆砂岩段对接，从而有利于瓦斯的逸散而出现瓦斯含量低值区，开放性马坊泉断层、西仓上断层、方庄断层，煤层瓦斯含量并不随深度的增加而增加，反而具有明显的降低趋势。落差较小的低开放性断层，虽使煤层断裂错开，但对接层若为透气性较差的泥岩、砂质泥岩，故其对煤层瓦斯含量变化影响不大，但靠近此类断层地带，应力集中，瓦斯含量较高，在采掘过程中，由于应力释放，煤层瓦斯的相对平衡状态被破坏，容易产生瓦斯倾出乃至突出，但其强度较小。

九里山矿井褶皱构造比较微弱，但对瓦斯的控制还是比较明显。东部一一采区为向斜区，应力比较集中，小断层成组发育，实测瓦斯含量达到20m³/t，回采过程中发生很多次的突出，瓦斯涌出量较大。一二采区东翼背斜构造明显，实测瓦斯含量8.41m³/t，回采过程中仅发生一次小型突出。马坊泉断层上盘牵引形成的向斜构造对瓦斯保存作用比较明显，瓦斯含量达27.04m³/t。

四、瓦斯含量及资源量分布

九里山井田的二₁煤层甲烷含量为7.48～39.6m L/g·r，平均18.36m L/g·r，瓦斯分布以马坊泉断层为界，西北盘瓦斯含量小，东南盘瓦斯含量大。西北盘瓦斯又分为西部低东部高，这种分布规律与矿井生产过程中的实际瓦斯涌出相一致；东南盘瓦斯含量中部高，靠近马坊泉断层、西仓上断层瓦斯含量有所降低。通过定性、定量分析，影响二₁煤层瓦斯含量（W）的不同因素关系见下表，瓦斯含量具有随埋深（煤层底板标高表示）增加而增加的整体分布趋势。

河南省煤矿瓦斯地质图图集

不同的煤层底板标高所对应的瓦斯含量为：煤层底板标高－104m 处的瓦斯含量趋势值是15m³/t；煤层底板标高－180m 处的瓦斯含量趋势值是20m³/t；煤层底板标高－255m 处的瓦斯含量趋势值是25m³/t；煤层底板标高－331m 处的瓦斯含量趋势值是30m³/t。

九里山井田瓦斯含量最高可达34m³/t以上，其中煤层气含气量（相当于空气干燥基含气量）小于8m³/t的区域不进行计算。计算煤层气地质储量4038.968 M m³，属于中型储量规模；平均资源量丰度25×10⁸m³/km²，为中等类别；煤层埋深大部分在500m 以浅，煤层气为浅部埋藏，具有一定的开发潜力。

五、矿井瓦斯涌出特征

通过统计九里山建矿以来的大量的瓦斯涌出资料，九里山煤矿回采工作面瓦斯涌出量具有随埋深（煤层底板标高表示）增加而增大的整体趋势，见式5-1，局部受构造、顶底板岩性的影响，具有变大或变小的现象（图5-1）；煤层底板标高H=-20m 时，绝对瓦斯涌出量为5m³/min，煤层底板标高H=-186m 时，绝对瓦斯涌出量为10m³/min，煤层底板标高H=-351m 时，绝对瓦斯涌出量为15m³/min。

回归方程：

R²=0.6356

式中：Q——工作面绝对瓦斯涌出量，m³/min;

H——煤层底板标高，m；

R——相关系数。

图5-1 工作面绝对瓦斯涌出量与煤层底板标高回归趋势图

六、煤与瓦斯区域突出危险性划分

九里山煤矿煤与瓦斯突出特点如下：①突出点均发生在构造煤厚度较大（一般大于2m）的地段，尤其是构造煤由薄变厚的地段。在20次瓦斯动力现象中，其中15次发生在构造煤厚度大于2m的地段。如原11061掘进工作面，每当软分层由薄变厚时，突出危险性明显增加，该掘进工作面发生的7次突出，均发生在构造煤分层由薄变厚地段。②直接顶板厚度较大，裂隙不发育。突出点直接顶板一般为厚层粉砂岩或泥岩，而节理不发育，在顶板节理发育地段，发生过煤与瓦斯突出较少。③煤层干燥，顶板无漓淋水现象。瓦斯动力现象均发生在煤层干燥、顶板无滴淋水的地段，而顶板淋水、煤层潮湿的地段没有发生过煤与瓦斯突出。在瓦斯风化带以下，当这些特征同时存在时，就可能具备了煤与瓦斯突出的必要条件。

该矿为严重的煤与瓦斯突出矿井，始突深度168m，底板标高－74m，综合考虑矿井瓦斯地质规律和煤与瓦斯突出特点，将煤层底板标高－74m 以深区域划为突出危险区。