梧桐庄煤矿瓦斯突出危险性评估.doc

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1、 梧桐庄煤矿瓦斯突出危险性评估摘要：基于低瓦斯矿井也可能发生瓦斯突出事故。低瓦斯矿井在井田勘探时对煤层瓦斯的研究程度较低。矿井生产初期瓦斯涌出量一般很小 , 构不成对安全生产的威胁。随着开发强度和深度的加大 , 矿井瓦斯涌出量有所增大。尤其是在采掘工作面通过构造和煤层等地质条件变化较大的地段时，偶而会发生瓦斯异常涌出 , 甚至造成瓦斯局部聚积。因此，进一步认识煤层瓦斯赋存规律和矿井瓦斯涌出特点 , 对杜绝事故隐患、提高低瓦斯矿井瓦斯防治的针对性和科学性具有重要意义关键词：梧桐庄 低瓦斯 危险性 评估WuTongZhuang coal mine gas outburst risk assessm

2、entAbstract: Based on low-gas coal mine gas outburst accident could happen. Low-gas coal mine when the mine field exploration of coal seam gas less. Gas emission in the early mine production is generally small, did not constitute a threat to the safety in production. With the development of strength

3、 and depth of the increase, mine gas emission has increased. Especially in the construction and coal mining face through the changes in geological conditions such as larger lots, the occasional occurrence of unusual gas emission will even cause the local accumulation of gas. Therefore, further under

4、standing of coal mine methane gas emission laws and occurrence characteristics, to prevent potential accidents, improve prevention and treatment of low-gas coal mine gas is important for the scientificKeywords:WuTongZhuang Low-gas Risk Assessment目录前言11、矿井概况31.1 矿井位置及范围31.2 矿井开采基本概况41.3. 矿井地质概况51.3.1

5、煤层51.3.2煤质71.4 水文地质81.5 矿井通风与瓦斯：91.5.1 矿井通风91.5.2、矿井瓦斯112、瓦斯地质规律研究182.1 矿区构造演化及瓦斯赋存构造逐级控制特征182.2 太行山地区的构造演化序列212.2.1 华北板块形成阶段（36001750Ma）212.2.2华北板块稳定发展阶段（1750230Ma）222.2.3 华北板块强烈活动阶段（230Ma今）232.3 区域构造应力场演化242.3.1 印支早期（T1-2）272.3.2 印支晚期（T3）272.3.3 燕山早期（J-K1）272.3.4 燕山晚期（K2-E1）292.3.5 喜马拉雅早期（E2-3）302

6、.3.6 喜马拉雅晚期（N-Q1）312.3.7 新构造期（Q2-Q4）332.4 矿区构造形成、演化及对瓦斯的影响332.5 井田地质构造及分布特征382.5.1 褶皱382.5.2 断裂392.5.3 构造分区392.6 矿井瓦斯地质规律研究412.6.1 断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响422.6.2 顶、底板岩性对瓦斯赋存的影响422.6.3 煤层埋深及上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响452.6.4 瓦斯含量分布及预测研究462.7 瓦斯地质区域的划分473 煤与瓦斯突出矿井评估的依据483.1 煤与瓦斯突出矿井判定标准483.1.1 按煤与瓦斯突出基本特征判定483.1.2 按抛出的吨煤（

7、岩）瓦斯涌出量判定483.1.3 按预测煤层突出危险性单项指标判定493.2煤与瓦斯突出矿井评估依据494、2#煤层突出危险性指标测定514.1 煤的破坏类型：514.2 煤的坚固性系数（f）524.3 煤的瓦斯放散初速度（P）524.4 瓦斯压力的测定（P）534.4.1 直接法：534.4.2 间接法：584.5 瓦斯含量604.5.1、煤样解吸瓦斯量测定604.5.2、测定结果625、鉴定结论645.1 矿井二煤层突出危险性分析645.2 鉴定结论656、建议及措施66致 谢67参考文献6869前言梧桐庄矿井田位于河北省邯郸市峰峰矿区东南部及河北省磁县西部，以南神岗村为中心，北距峰峰矿区

8、12千米，东距磁县15千米。地理座标，北纬36度19分，东经114度12分。梧桐庄矿于1992年开始建井，2001年5月1日试生产，2003年10月正式投产。井田范围：西隔以F25、F26两断层形成之地堑与峰峰三矿为界，西南以F53、F26-1断层与梧桐庄井田为界。西北及北均以上述地堑分别与新三矿井田及九龙井田为界，东至F5断层，南达28勘探线。南北长达11.5千米，东西最宽达5千米，形成一北狭南宽的近似等腰三角形。有效面积39.64平方千米。井田开拓方式为立井石门开拓，采煤方法为走向长壁后退式综合机械化采煤。矿井最深开拓深度为-740m，生产水平为-470m水平。梧桐庄矿通风方式为中央并列式

9、和中央分列式组成的混合式，通风方法采用为抽出式，副井、主井进风，中央风井、西风井回风。副井井口标高+196m，井底车场标高-470m，直径7m；主井井口标高+196m，井底车场标高-470m，直径5.5m；中央风井井口标高+196m，井底标高-450m,直径6m，西风井井口标高+212m，井底标高-254m ,直径5m。矿井回采工作面采用全风压通风，掘进工作面采用井下局部通风机实现压入式供风。矿井按规定组织矿井瓦斯等级鉴定工作，2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果：全矿井相对瓦斯涌出量为2.15m3/t，小于10m3/t，绝对瓦斯涌出量为8.58m3/min，小于40 m3/min。结合煤矿安全规

10、程第一百三十三条：“矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10 m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40 m3/min，为低瓦斯矿井” 之规定,因此确定2010年度矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井。目前没有高瓦斯区域。为认真贯彻落实国家安全监管总局 国家煤矿安监局关于进一步加强煤与瓦斯突出防治工作的通知精神，经集团公司研究决定，对各矿开展煤与瓦斯突出危险性评估工作提出安排意见：梧桐庄矿要立即进行煤层瓦斯压力、瓦斯含量等基础参数测定工作，开展煤与瓦斯突出危险性评估。煤与瓦斯突出危险性评估报告内容有：（1）矿井概况：对矿井地质、开采概况、通风系统、通风设施、煤层赋存情况等资料必须收集齐全，叙述清楚；（2）瓦斯基础

11、参数：矿井风量、矿井瓦斯相对涌出量及绝对涌出量、煤的自然发火倾向性及煤尘爆炸性鉴定资料；矿井通风阻力、等积孔、煤层瓦斯压力、煤的破坏类型、瓦斯放散初速度和坚固性系数等“四项指标”资料；（3）采取的主要瓦斯防治措施。（4）评估结论。（5）附图。包括通风系统图、瓦斯地质图、抽放系统图等。本次评价工作所遵循的依据是：（1）国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程. 北京: 煤炭工业出版社，2010；（2）国家安全生产安全监督管理总局，防治煤与瓦斯突出规定. 北京: 煤炭工业出版社，2009；（3）中华人民共和国安全生产行业标准.煤与瓦斯突出矿井鉴定规范. AQ1024-2006；（4）国家煤矿安全监察局.

12、“关于加强煤与瓦斯突出矿井鉴定工作的通知”（煤安监办字200511号文件），2005。（5）国家安全监管总局，国家煤矿安监局，“关于进一步加强煤与瓦斯突出防治工作的通知”（安监总煤装2010154号文件），2011、矿井概况1.1 矿井位置及范围梧桐庄矿井位于河北省邯郸市峰峰矿区东南部，磁县西部，漳河、岳城水库以北，北距邯郸市60 km，东南距河南省安阳市45 km。以北神岗村为中心，北距峰峰矿务局15km,东距磁县县城15km,东北距京广线马头站35km,地理坐标，北纬3619，东经11412。行政区划属邯郸市峰峰矿区及磁县管辖。国家南北大动脉京广线和107国道在矿井东部15km处穿过，与京

13、广线相接的矿区环形铁路马（头）磁（山）支线及峰磁（峰峰矿区磁县）公路从本井田北部通过，峰安（峰峰矿区河南安阳市）公路穿越本井田，交通便利。本井田为新生界组成的构造剥蚀丘陵地形，地面高程为+150+257.26m,相对高差为107m，丘顶大部分为红土卵石层，丘顶浑圆，山坡平滑，坡度为100左右，冲沟非常发育，矿区历年最高洪水位154.8m。井田范围：西隔以F25、F26两断层形成之地堑与峰峰三矿为界，西南以F53、F26-1断层与梧桐庄井田为界。西北及北均以上述地堑分别与新三矿井田及九龙井田为界，东至F5断层，南达28勘探线。南北长达11.5千米，东西最宽达5千米，形成一北狭南宽的近似等腰三角形

14、。有效面积39.64平方千米。矿井探明的地质储量为43769.6万吨，设计利用地质储量为42626.16万吨，其中，上组煤为25116.86万吨，下组煤为17509.3万吨。上组煤工业储量为21059万吨，可采储量13452万吨，其中2号煤可采储量为8700万吨。图1-1 梧桐庄地理位置图1.2 矿井开采基本概况矿井由煤炭工业邯郸设计研究院设计，于1989年4月开始筹建，1992年10月1日开工建设，2001年5月1日投入试运转，2003年10月1日正式投产，是峰峰集团利用国家开发银行专项贷款和自筹资金建设的大型现代化矿井，设计年生产能力120万吨，服务年限80年。矿井采用立井石门开拓方式，以

15、两个综采工作面达产。井下生产采用大功率电牵引采煤机组、综掘机组和胶带运输等比较先进的技术装备，并应用煤巷锚网索支护、“三掘三喷”和“三小”等大量的先进施工工艺。同时，建成潜水泵站、地面注浆站、光控水幕、瓦斯集中监控、安全网络化管理等系统，保证矿井安全生产。各系统逐步实现了机械化、网络化、集中控制。矿井的组建原则是新井新制，建设目标是高产高效。建成投产以来，围绕“素质一流，管理一流，效益一流”的争创目标，树立“团聚拼搏，求实创新”的企业精神，遵循“以人为本，安全健康”的企业宗旨和“水时煤利，物美人和”的经营哲学，坚持依靠制度创新、管理创新、技术创新，走新路、创新业，促进矿井实现跨越发展。2003

16、年成功实现了当年投产当年达产，矿井质量标准化达到并稳定在行业级水平，企业管理制度化、规范化、信息化程度不断提高，井上下面貌日新月异，2004年被授予“省级园林式企业”、“煤炭工业双十佳矿井”等荣誉称号。在此基础上，制定了依托资源优势，增产扩能，2005年年产156万吨，2006年年产180万吨，2008年年产210万吨的发展规划，不断做优、做大、做精、做强，不断超越自我，超越同行业先进水平，实现跨越发展。矿井为立井单水平开拓方式。水平划分为两个生产水平：即主水平-470m，辅助水平-800m。全矿井原共设计布置八个生产采区，扩能技改优化为6个采区。目前实际生产煤层为2号煤，煤质主要为肥煤类，次

17、为焦煤类。采用走向长臂后退式综合机械化采煤方法，布置二组综采工作面。通风方式为混合式通风，采用副井、主井进风，中央风井、西风井回风。井田采用立井石门开拓，采煤方法为走向长壁后退式综合机械化采煤，以两个综采工作面达产。1.3. 矿井地质概况1.3.1煤层1.3.1.1 煤层概况井田煤层埋藏较深，一般在5001000米之间。井田含可采煤层7层，目前实际可采煤层为2大煤，煤厚平均3米。煤层顶底板岩性：目前仅开采2#煤层，2#煤直接顶板为粉砂岩，厚25米，灰白色，不稳定，具波状层理；老顶为细粒砂岩，厚10米左右；直接底为粉砂岩，厚3.1米，灰黑色，含大量植物化石。煤层厚度平均3.5米。矿井2#煤层煤尘

18、具有爆炸性，煤尘爆炸指数16.7%。自燃倾向属于三类不易自燃煤层。本井田含煤系属于石炭二迭纪，包括本溪太原群及山西组。地层总厚200米，含煤26层，共厚17.08米，含煤系数8.5%，。其中可采煤层7层，共厚9.33米，含煤系数4.7%。本溪太原群总厚135米，共含煤16层，含煤系数11.4%，其中可采者六层，煤厚6.03米，含煤系数4.5%。山西组总厚65米，共含煤10层，煤厚7.43米，含煤系数11.43%，基中可采者一层，煤厚3.30米，含煤系数4.2%。1.3.1.2 主要可采煤层本溪-太原群为海陆交替相沉积，主要煤层易于对比。同时某些煤层的石灰岩顶板也是对比的依据。山西组虽属于陆相沉

19、积，底部沉积尚保持稳定性，中上部相变趋于频繁。可靠性差。全煤系为层（组）共分为十个编号自上面下为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10号煤，其中可采者为2、3、4、6、7、8、92号煤共七层。余者均非稳定煤层。现将可采煤层的主要特征列于表后，并说明如下：(1) 2号煤：井田上部主要可采煤层，煤层厚度0.73-5.80米，平均3.30米，分布稳定，局部地段含夹石1-3层，分布无一定规律，厚0.04-0.92米，（仅个别点超过0.60米）。岩性为泥岩或粉砂岩，东部2-10线之间有一南北向弧形冲刷带，煤层变为不可采或缺失。此外尚有冲刷影响的地段（直接顶板为砂岩），煤层略有变簿的趋势。2号煤由于厚度

20、较大，且有石盒子组底界砂岩控制，对比可靠。(2) 3号煤：上距2号煤27-40米，平均33米。煤厚0-1.23米，平均0.64米。为结构简单的（仅有四个孔见夹石，厚0.02-0.48米）不稳定煤层，神岗向斜一带可采。20线以南（2003、2407、2503、2602、2606孔）煤层尖灭。本煤层由2号煤或一座灰岩和野青灰岩控制，对比可靠。(3) 4号煤：上距3号煤8-13米，平均11米，煤厚0.25-1.21米，平均0.69米。16线以北除1202孔附近外均达可采厚度。14线以南出现夹石，特别是西南部，由于夹石的变厚（最厚可达2米）。煤分层达不到可采厚度，2301、2503孔探明煤层被冲刷。本

21、煤层顶板为一层稳定的石灰岩，厚度一般3米，对比可靠。(4) 6号煤：上距4号煤31-42米，平均35米。煤厚0.30-1.96米，平均1.31米。煤层稳定。略呈北厚南簿的趋势，结构复杂，常含2-3层，厚度0.04-0.61米，岩性为粉砂岩，在2201、2203、24-82、24-83及18-25孔一带，煤层被冲刷。本煤层顶板为石灰岩，间接底板为伏青灰岩，均为对比标志。(5) 7号煤:上距6号煤17-24米，平均19米。煤厚0.27-1.55米，平均厚度1.08米，在18-91、2201及2301孔三点未达可采厚度。大部地区含夹石一层，厚0.25米。7号煤本身标志明显，且有伏青石灰岩与大青石灰岩

22、控制，对比可靠。(6) 8号煤：上距7号煤8-29米，平均21米。煤厚由0.34-1.25米，平均0.85米，煤层稳定，结构简单。顶板为5-6米的大青石灰岩，对比可靠。7) 92号煤：为井田最下部可采煤层，上距8号煤4-7米，平均6米。煤厚0.58-5.55米，平均厚度1.46米。西北部一般超过1.50米，南部一般在1.20米左右。煤层稳定，结构复杂，含夹石2-4层，一般3层，厚度0.04-0.47米，岩性为粉砂岩，个别钻孔如18-660孔夹石厚度达1.10米。本煤层由91号煤层顶板泥灰岩和煤系基盘奥陶系控制，对比可靠。1.3.2煤质本井田处于肥煤带的边缘，并有向焦煤带过渡的趋势，属于较高挥发

23、份的低、中等变质程度的烟煤，主要为肥煤类，次为焦煤类，各煤层沿走向上无一定变化规律。山西组：2号煤属低硫、中灰煤，磷含量在0.01%以下，部分点高于0.01%以上。结焦性良好，基本符合炼焦用煤的要求。太原群：3、4、6号煤，属中-高硫，中灰煤。7、8、92号煤属中-富硫，中灰煤。硫经洗选仍在2.5%左右，磷除4、6、7、8号煤外，3、92号煤均大于0.01%。由于硫磷含量均高于炼焦用煤的要求，因此不能单独炼焦。关于本区主要煤层煤岩显微组分以凝胶化物质为主，含量50-90%，次为半丝炭化物质及半凝胶化物质，含量约为10-30%。各煤层的煤岩显微组分含量见表1-1所示：表1-1 煤岩定量汇总表煤层

24、号有机组分无机组分凝胶化组半凝胶化组半丝炭化组丝炭化组稳定组粘土类硫化铁类碳酸盐类氧化硅类180.93.315.91.41.96.70.51.80.4265.38.521.94.41.76.80.50.8/383.33.99.62.80.47.32.70.91.8456.89.531.03.01.13.61.31.60.3686.93.110.71.3/8.11.61.40.4787.52.48.31.4/15.81.50.30.7885.93.19.81.2/6.30.20.2/9282.62.812.81.8/9.20.40.7/注：凝胶化物质是以凝胶化基质为主，次为镜煤等。丝炭化物质以丝

25、炭、半丝炭为主，稳定物质以小孢子为主。1.4 水文地质梧桐庄井田位于鼓山东侧南端，奥陶系灰岩水为井田水文地质条件之主要矛盾。奥陶系灰岩为煤系基盘，总厚度约600m，根据构造特征，将鼓山东划分为四种迳流不同的迳流区（强迳流区、弱迳流区、半停滞区、停滞区），梧桐庄矿井位于鼓山东南端停滞区。煤系基底的中奥陶系石灰岩含水层水为井田水文地质条件之主要矛盾，奥陶系石灰岩总厚约600m，井田东界F5断层落差250-475m，井田奥灰含水层与对盘煤系地层对接成为相对隔水层，南界以28勘探线为界，含水层埋藏较深（938m），随埋深增加，富水性减弱，视为隔水边界，西侧及北侧为F25、 F26两断层组成的阻水地堑（

26、韦武庄地堑），唯西南角F26-1 断层落差为100m左右，使井田煤系地层与对盘奥灰七段对接，以微弱渗透形式补给井田煤系地层含水层。井田煤系地层含水层埋藏深，且无露头，不存在地表水与大气降水的补给条件。鼓山西部山区的地下水由西向东迳流，至黑龙洞群排泄，排泄点标高为125米，形成以黑龙洞泉群为中心的天然降低漏斗。1974年矿区奥灰水排泄量（米3/秒）：黑龙洞泉群7-9，矿井排水0.5，进上下吃水孔1.0，民用斜井0.57，合计9-11米3/秒。岭东地下水流向总的趋势指向东，水力坡度平均1.5%。，北部缓、南部陡，除位于黑龙洞排泄区形成一直径约为4000米的漏斗外，南端三矿处存在局部分水岭。根据构造

27、与水文地质特征，可将岭东划分为四种迳流强度不同的迳流区：1）、强迳流区处于露头边缘浅部，位于排泄区附近，陷落柱分布多，钻孔水量大，大者可大于50升/秋米，水质属重碳酸盐类，氡气含量一般不于1.5埃曼/升。2）、弱迳流区远离排泄区，虽位于浅部，因断层切割阻挡，补给条件不好，水质变坏为硫酸盐类。3）、半停滞区处于补给、排泄条件不良的地垒上，水温较高，水质以硫酸盐类为主。4）、停滞区处于羊渠河至北大峪断裂破碎带东侧的深部地垒上，岩溶发育差，水温高，水质属氯化物类型水，矿化度5克/升。梧东井田即位于岭东南端的停滞区。井田共划分为十个含水层，从下往上依次为奥陶系灰岩含水层（）；石炭系太原组大青（）、小青

28、（）、伏青（）、山青（）、野青（）灰岩含水层；二迭系山西组砂岩含水层（）、石盒子组砂岩含水层（）；石千峰组砂岩含水层（）；第三系、第四系含水层（）。除、号含水层，因含水性、富水性均差，对采煤无影响外，其余对煤层开采均有一定影响，其中对采煤威胁较大的含水层有奥灰含水层（）、大青含水层（）。梧桐庄矿开采煤层主要受底板含水层水威胁，其中野青灰岩含水层是对煤层开采构成直接威胁的含水层。野青灰岩含水层富水性好,与下伏奥灰含水层存在水力联系,梧桐庄矿矿井水文地质条件复杂。矿井正常涌水量12.3t/min,最大涌水量22.7t/min 。1.5 矿井通风与瓦斯：1.5.1 矿井通风矿井通风是保障矿井安全的最

29、主要技术手段之一。在矿井生产过程中，必须源源不断地将地面空气输送到井下各个作业地点，以供给人员呼吸，并稀释和排除井下各种有毒、有害气体和矿尘，创造良好的矿内工作环境，以保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。这种利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量的流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程成为矿井通风。因此，矿井通风的首要任务是保证矿井空气的质量符合要求。煤矿安全规程第一百条：井下空气成分必须符合下列要求：（一）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过0.5%。（二）有害气体的浓度不超过表1规定。表2-1 矿井有害气体最高允许浓度名称最高允许浓度

30、()一氧化碳CO0.0024氧化氮(换算成二氧化氮NO2)0.00025二氧化硫SO20.0005硫化氢H2S0.00066氨NH30.004矿井中所有气体的浓度均按体积的百分比计算。1.5.1.1 概况梧桐庄矿通风方式为中央并列式和中央分列式组成的混合式，通风方法采用为抽出式，副井、主井进风，中央风井、西风井回风。副井井口标高+196m，井底车场标高-470m，直径7m；主井井口标高+196m，井底车场标高-470m，直径5.5m；中央风井井口标高+196m，井底标高-450m,直径6m，西风井井口标高+212m，井底标高-254m ,直径5m。通风方法为抽出式，中央风井地面标高+194，井

31、下标高为-450；西风井地面标高212.3，井下标高为-253.8。中央风井地面安装2套同等能力的通风机装置，一套工作，一套备用。主要通风机型号为GAF31.5-18-1型，配套电动机功率1400KW，转速745r/min，风机效率63.59%，风叶角度为0度。中央风井承担一采区、二采区、四采区和三采区下部通风。西风井安装2台GAF23.7-15-1主要通风机，一台工作，一台备用，配套电动机功率800KW，转速990r/min，风机效率64.51%，风叶角度为-5度。西风井承担三采区中、上部通风。矿井回采工作面采用全风压通风，掘进工作面采用井下局部通风机实现压入式供风。局部通风机为矿用隔爆型压

32、入式对旋轴流局部通风机，各个掘进工作面以及需要局部通风的地区均布置有该类通风机。矿井总进风量17880m3/min，中央风井静压2700Pa，等级5.26m2，西风井静压2550Pa，等级孔1.9.m2，综合等级孔7.20m2，矿井风阻较小，属于通风容易矿井,充分满足生产要求。1.5.1.2 矿井风量分配情况：煤矿安全规程第一百零三条：矿井需要的风量应按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：（一）按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。（二）按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害

33、气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合本规程的有关规定。按实际需要计算风量时，应避免备用风量过大或过小。煤矿企业应根据具体条件制定风量计算方法，至少每5年修订1次。据冀中能源峰峰集团梧桐庄矿2010年矿井瓦斯防治、防治煤尘、防灭火安全措施计划介绍 182305工作面和182304工作面采用运顺进风，轨顺回风，通风方式为“U”型独立通风。其中182305综采面风量为1226 m3/min，回风流中的瓦斯浓度约0.02%；182304工作面风量为1230 m3/min，回风流中的瓦斯浓度约0.036%。由此可以看出矿井总风量较为富裕，采区回风巷道、矿井总回风道和采煤面回风流中正常情况下的瓦斯浓度

34、均较小。在梧桐庄矿实习期间，梧桐庄有3个回采工作面，分别为203工作面、205工作面、301工作面；有3个准备工作面，分别为309工作面、401工作面、403工作面。现将这六个工作面的通风参数列举如下表2-2所示：表2-2 各地区通风参数地点断面S（m3）风速V（m/s）风量Q(m3/min)CH4浓度 （%）CO2浓度(%）温度T()南翼运输大巷15.65.3750260021南翼主进风巷14.73.8934310021.5北翼运输大巷13.34.0332150022.5203工作面121.6211660.040.0424.6205回风巷6.81.235240023205运输巷120.825

35、900.060.0525301工作面120.8561200.0424309回风巷11.40.563830.020.0424.5309运输巷10.60.583690.020.0424.5401运输巷100.84800.020.0423.5403运输巷11.30.775220.020.0422.5403回风巷10.60.9862300.0424.2西风井总回风12.46.7350070.020.0424.51.5.2、矿井瓦斯通常情况下，在新矿井、新水平和新采区投产前，应该进行瓦斯涌出量预测，这可为矿井通风设计、瓦斯抽采设计和瓦斯管理提供必要的依据。梧桐煤矿自正式投产以来已有多年的开采历史，采掘地

36、点不断转移。积累了较为丰富的回采工作面瓦斯涌出资料、矿井地质资料以及丰富的瓦斯含量资料。矿井投产以来，历年瓦斯等级鉴定均属于低瓦斯、低二氧化碳矿井，绝对瓦斯涌出量3-5m3/min，相对瓦斯涌出量0.9-1.8m3/t。目前没有高瓦斯地区。矿井按规定组织矿井瓦斯等级鉴定工作，2009年鉴定结果为低瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出量为8.32m3/min，相对涌出量为2.06m3/t；二氧化碳绝对涌出量为9.44 m3/min，相对涌出量为2.34 m3/t。2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果：全矿井相对瓦斯涌出量为2.15m3/t，小于10m3/t，绝对瓦斯涌出量为8.58m3/min，小于40 m3/m

37、in。结合煤矿安全规程第一百三十三条：“矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10 m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40 m3/min，为低瓦斯矿井” 之规定,因此确定2010年度矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井。目前没有高瓦斯区域。据“2010年度梧桐庄矿井瓦斯等级鉴定报告”知1.5.2.1. 瓦斯来源分析据2010年度梧桐庄矿井瓦斯等级鉴定报告梧桐庄矿瓦斯主要来源于北翼二采区煤巷掘进工作面 ，其瓦斯涌出量占全矿井的38.5%，采煤工作面所占比重相对较低，为3.9%；二氧化碳的来源，二采区所占比重略大，其二氧化碳涌出量占全矿井的38%，采煤工作面所占比重相对较低，为4.9%。现分析如下：（一）18230

38、4、182305两个采煤工作面，均为综采工作面。其中瓦斯涌出量以182305综采工作面所占比重最大，182304综采面所占比例较低。原因为182305工作面为我矿主采面，月产煤均在12万吨以上，开采强度大，产量高，是瓦斯涌出的一个重要来源，另外182305综采面受地质构造条件影响，煤层本身瓦斯赋存含量相对较高，回采期间通过几个断层，其断层也赋存一定量瓦斯，是瓦斯涌出来源另一重要原因。182304综采面由于受向斜及断层的影响，煤层平均倾角为20，最大倾角达26，开采难度大，且受矿震及冲击地压影响，工作面总体推进速度缓慢，平均日产量较低，回采推进速度慢，瓦斯及二氧化碳涌出量与以往采煤工作面相比，变

39、化不大。（二）8个掘进工作面，其中182208回风掘进工作面、182205运输掘进工作面为我矿瓦斯及二氧化碳涌出的重点来源，该采区工作面掘进300m600m为我矿瓦斯涌出较大瓦斯带，虽然掘进工作面煤炭产量较低，但总体瓦斯涌出量所占比重较大。（三）对于二采区，随着182206、182204工作面的相继停采封闭，按照生产地区调整，二采区182201、182209部分运输巷道重新启封密闭，进行巷道整修；采空区的面积在逐年扩大，采空区存在漏风通道，是二采区瓦斯和二氧化碳涌出量增大的另一原因。1.5.2.2. 瓦斯突出情况 煤矿地下采掘过程中，在很短时间（数分钟）内，从煤（岩）壁内部向采掘工作面突然喷出

40、煤（岩）和瓦斯的现象，人们成为煤（岩）与瓦斯突出或突出。它是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象，它能摧毁井巷设施、破坏矿井通风系统，使井巷充满瓦斯和煤（岩）抛出物，能造成人员窒息、煤流埋人，甚至可能引起瓦斯爆炸与火灾事故，导致生产中断等，因此它是煤矿最严重的灾害之一。梧桐庄矿井自开采以来，未发生过符合煤与瓦斯突出矿井鉴定规范（AQ 1024-2006 5.1.1）中煤与瓦斯突出基本特征的瓦斯动力现象。1.5.2.3. 矿井瓦斯等级鉴定及生产情况鉴于2010年梧桐庄矿有一个生产水平：-470m水平，3个生产采区：二采区、三采区和四采区，7月份计划生产原煤19.1万t，实际完成17.8万t，其中

41、：回采计划产量：17万t 实际完成：17万t掘进计划产量：1.1万t 实际完成：0.8 万t2010年7月份鉴定月内，共有采煤工作面2个，均为综采面，掘进工作面8个，其中岩巷2个，煤巷6个，见表3-2所示。表3-2 七月份矿井采掘布局情况表采 区采煤工作面掘进工作面备注二采区无205运输顺槽 208运输顺槽三采区182305综采面182304综采面309运输顺槽 309回风顺槽四采区无-470南胶带大巷 -470南回风巷403回风顺槽 403回风联络巷矿井按规定组织矿井瓦斯等级鉴定工作，2009年鉴定结果为低瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出量为8.32m3/min，相对涌出量为2.06m3/t；二氧化碳

42、绝对涌出量为9.44 m3/min，相对涌出量为2.34 m3/t。没有高瓦斯区域。2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果：全矿井相对瓦斯涌出量为2.15m3/t，小于10m3/t，绝对瓦斯涌出量为8.58m3/min，小于40 m3/min。结合煤矿安全规程第一百三十三条：“矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10 m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40 m3/min，为低瓦斯矿井” 之规定,因此确定2010年度矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井。无高瓦斯区域。2010年度矿井瓦斯等级鉴定和二氧化碳测定结果如下表3-3；表3-4所示。2、瓦斯地质规律研究2.1 矿区构造演化及瓦斯赋存构造逐级控制特征峰峰矿区位于

43、华北断块区吕梁-太行断块太行山(前)断裂带影响范围内，属于典型的板内构造，中-新生代以来的拉张体制下形成的断裂断块格局构成区域构造的基本格架。峰峰矿区是华北晚古生代聚煤盆地的一部分，位于华北板块之内的太行山断隆区南缘山前断裂带，为太行山背斜的东南翼。本区构造受太行山隆起及山前断裂带的控制。峰峰矿区位于华北板块内部偏东，中生代以来由于特殊的深部构造环境，具有板内造山带的性质。从板块构造的相对位置来说，北部有晚古生代以后的西伯利亚板块长期对峙，东部则有中生代以来的太平洋板块强烈俯冲的影响，南部受到新生代以来的印度板块的楔入，在漫长的地质演化历程中，华北板块处于上述3大板块的“夹缝”之中(图2-1)

44、，其发生发展及演化强烈受控于上述3大板块的运动影响。（1）西伯利亚板块与古亚洲构造域西伯利亚板块位于华北板块北部，在中、新元古代期间二者之间以宽广的的中亚蒙古古大洋相隔。这一活动区是古亚洲构造域的一部分，对华北板块中、新元古代至古生代构造演化具有极为重要的影响。在古亚洲构造域不断开合聚敛裂解闭合的运动过程中，于晚古生代末，中亚蒙古古大洋关闭，华北古板块与西伯利亚古板块最终碰撞对接，两大板块连为一体，构成了规模宏大的欧亚板块。两大板块碰撞后，持续的南北向推挤作用实际上一直延续到中生代早期，本区印支运动即为这一区域构造背景下的产物。（2）太平洋板块与滨太平洋构造域中新生带以来，控制华北板块构造运动

45、的大地构造逐渐转移，太平洋板块与欧亚板块之间的相向运动占主导地位，滨太平洋构造域即指欧亚板块与太平洋板块之间广阔的大陆边缘活动带及其影响地区。侏罗纪以来，太平洋板块中的伊佐奈木板块以北北西向的挤压应力持续向欧亚板块俯冲，中国东部遂成为边缘活动带。实际上，滨太平洋构造域中板块构造活动最活跃的地方就是板块俯冲带，由于强烈的板块俯冲消减，在亚洲大陆东部，自西向东反映了大陆边缘弧后盆地岛弧海沟等一系列活动构造单元，属典型的B型俯冲模式。此时，由于受到上述构造环境的影响，华北板块内大量的北北东向构造线和规模宏大的北北东向燕山期花岗质岩浆岩带的广泛发育均为这一构造背景下的产物。图2-1 华北板块构造环境示

46、意图（3）印度板块与特提斯构造域特提斯构造域是指中、新生代以来，特别是新生代以来印度板块与欧亚板块之间相互运动和碰撞的广大区域。印度板块与欧亚板块的碰撞代表了冈瓦纳大陆与欧亚大陆的碰撞，形成了宽阔的青藏高原复杂构造带。印度板块向北推挤，自中生代晚期以来一直时强时弱持续至今。发生于第四纪的喜马拉雅构造事件（0.7Ma)即由于印度板块快速北移的结果，它使青藏高原的地壳大幅度增厚，地势强烈抬升，莫霍面下凹，岩石圈厚度巨大。同时也使中国东部普遍遭受到近南北向挤压及其派生的近东西向伸展作用，以至使本区北北东向延伸的太行山山脉的不断隆升和相伴而生的北北东向展布的华北断陷的沉降进一步加强。（4）欧亚板块、太平洋板块、印度板块对华北板块制约作用与关系新元古代至古生代期间，华北板块主要受到古亚洲构造域的影响，古亚洲洋壳的俯冲与华北板块边缘的裂解、拼合，古生代晚期，完成华北板块与西伯利亚板块的拼接，规模巨大的欧亚板块基本形成。燕山地区大量的东西向脆性断裂和逆冲推覆构造，均表明华北板内北部地区在古生代期间受到南北向挤压构造应力的强烈