钱矿二水平5煤突出危险性区域划分报告140619.docx
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钱矿二水平5煤突出危险性区域划分报告140619
开滦（集团）钱家营矿业分公司
二水平5煤层突出危险性区域划分报告
编号：
201407001
开滦（集团）钱家营矿业分公司
编制时间：
2014年07月07日
报告名称：
开滦（集团）钱家营矿业公司5煤层突出危险性区域划分报告
报告编号：
201407001
参加测定人员：
序号
测试人员
职务
职称
专业
1
于之江
安全副总
正高级工程师
通风
2
宋德旺
地测副总
高级工程师
地测
3
庞凤岭
防突副总
高级工程师
采矿
4
李风志
防突办公室副主任
工程师
通风
5
杨秀军
技术员
助理工程师
通风
6
张金国
技术员
助理工程师
地测
审批人
公司总工程师：
张金海职称：
高级工程师
公司经理：
郑庆学职称：
正高级工程师
钱家营矿业公司
编制时间：
2014年07月07日
目录
一．预测区域范围的划分1
二．煤层区域概况3
三．区域生产概况4
四．区域瓦斯地质状况分析6
五.区域5煤瓦斯地质特征7
六.区域突出危险性相关参数测定与分析8
七.区域预测结论14
八.附图15
根据国家安全生产检测技术中心鉴定报告结论，钱家营矿业公司5煤层为突出煤层，矿井为突出矿井，为确保5煤层的开采的安全，按照有关规定，公司组织相关技术人员，对钱家营矿业公司矿井二水平5煤层进行突出危险性区域划分。
一．预测区域范围的划分
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第三十四条、第四十三条，并结合钱家营矿近期开展的瓦斯地质研究成果和生产布局实际情况，为了更好地做好钱家营矿防突工作，现将钱家营矿二水平（上边界标高-600m，下边界标高-850m，西至井田边界，东临钱吕边界）5煤层进行突出危险性区域划分。
结合钱家营矿目前生产区域的地质特征，矿井瓦斯地质单元进行划分如下：
㈠地质单元划分原则和依据
⒈以矿井总的地质构造划分为依据。
⒉同一地质单元，地质特征及煤层赋存相近。
⒊同一地质单元，煤质、煤厚、煤层结构相近。
⒋同一地质单元，瓦斯压力、含量的分布遵从随埋藏深度由浅到深逐步增大的规律。
㈡地质单元划分
根据矿井地质报告以及二水平（上边界标高-600m，下边界标高-850m，西至井田边界线，东临钱吕边界）瓦斯地质情况、构造情况可知，钱家营矿字段矛盾___________________________________________________________________________________________________________________________二水平其断层F12H=15.0∠62°以东属于东北部褶曲区，包括高各庄向斜、南阳庄背斜、毕各庄向斜；断层F12H=15.0∠62°以西至断层F50H=15.0∠38°以东为中部单斜区，5煤层基本连续，煤层倾角变化不大，没有大的褶曲和断层，此区域中探明的断层落差小于5m；断层F50H=15.0∠38°以西属于西南部褶曲区，包括李新庄向斜、刘唐保背斜。
通过对二水平的煤系地层总体情况分析，二水平的断层F12和F50将二水平分割成了三个基本地质块段，即三个地质单元（详见下表1）。
表1地质单元区域划分情况
地质单元编号
位置
地质构造情况
煤层赋存情况
备注
地质单元Ⅰ
上边界为标高-600m，下边界标高-850m，东至钱吕边界，西至断层F12H=15.0∠62°
断层F12H=15.0∠62°以东属于东北部褶曲区，包括高各庄向斜、南阳庄背斜、毕各庄向斜，断层F50造成5煤层不连续，地质单元Ⅰ与地质单元Ⅱ被断层F12H=15.0∠62°明显分割
5煤层为较稳定煤层，厚度在0.98-2.24之间，煤层角度在7°左右，平均厚度为1.43m，
包括有十采区、十一采区
地质单元Ⅱ
上边界为标高-600m，下边界标高为-850m，东至断层F12H=15.0∠62°，西至断层F50H=15.0∠38°
断层F12H=15.0∠62°以西至断层F50H=15.0∠38°以东属于中部单斜区，5煤层为连续区域，煤层倾角变化不大，没有大的褶曲和断层，此区域5煤层中探明的断层落差小于5m，地质单元Ⅱ与地质单元Ⅲ被断层F50H=15.0∠38°明显分割，
5煤层为不稳定煤层，厚度在0-5.4之间，平均厚度为1.6m，煤层角度在8°左右。
包括有七采区、八采区
地质单元Ⅲ
上边界为标高-600m，下边界标高-850m，东至断层F50H=15.0∠38°，西至井田边界线
断层F50H=15.0∠38°以西属于西南部，包括褶曲区李新庄向斜、刘唐保背斜，断层F50造成5煤层不连续，
5煤层为不稳定煤层，厚度在0-2.07之间，平均厚度为1.43m，煤层角度在15°左右。
包括有九采区、十三采区，九采区和十三采区均为新采区
二．煤层区域概况
钱家营井田隶属开平煤田，位于开平向斜的东南翼。
开平煤田地层属华北型沉积，古生代地层广泛分布，其中石炭-二叠系为含煤岩系，各系、统间多以整合或假整合接触（表2）。
含煤地层大多为第四系黄土覆盖，但也有零星出露。
表2井田地层表
界
系
统
年代
组
厚度（m）
新生界
第四系
Q
-------不整合------
洼里组
0～890
上
古
生
界
二
叠
系
上统
280
古冶组
346
下统
唐家庄组
180
大苗庄组
79
石
炭
系
上统
赵各庄组
74
开平组
70
中统
C2
唐山组
-------平行不整合------
马家沟组
65
下
古
生
界
奥
陶
系
中统
O2
345
下统
亮甲山组
115
冶里组
203
寒
武
系
上统
凤山组
68
长山组
48
崮山组
82
中统
张夏组
120
下统
馒头组
150
景儿峪组
263
元
古
界
震
旦
系
上统
迷雾山组
1200
杨庄组
400
下统
高于庄组
600
大红峪黄崖关组
------不整合------
五台群
450
太古界
前震旦
Ar
钱家营井田含煤地层为石炭系上统和二叠系下统，基底为中奥陶统马家沟组灰岩，含煤地层总厚度约为500m。
含煤二十余层，煤层总厚度达19.83m，含煤系数3.97%。
可采与局部可采煤层总厚度达16.23m。
含煤地层中标志层也较明显，主要煤层层位相对较稳定，因此，煤层对比可靠。
井田内可采和局部可采煤层共8层，即5、61/2、7、8、9、11、12-1和12-2煤，其中主要可采煤层为7、9、12-1煤，均属复杂结构的中厚-厚煤层。
8煤仅局部可采，且煤厚变化较大，煤层灰分较高，伪顶发育，属不稳定煤层。
61/2、11和12-2煤绝大部分不可采，属极不稳定煤层。
5煤一水平西翼大部分不可采，井田内为不稳定煤层，平均厚度1.42m。
局部有夹矸1～2层，为复杂结构。
5煤顶板为伪顶为粘土岩，偶有炭质粘土岩，平均厚约0.3m；直接顶板在中部和西部为粉砂岩，东北部及东部为中、细砂岩，沿倾向大致在-800m深为中砂岩，以浅一般为粉砂岩，厚约3.5m，一般地段，顶板岩石完整、较坚固。
底板为粘土岩和粉砂岩，少数为细砂岩，厚约1.5m，一般地段，底板岩石完整、较坚固。
三．矿井通风瓦斯情况：
⒈矿井通风方式为两翼对角式，通风方法为抽出式，全矿井共有两个进风井（副井、主井）,两个专用回风井（东风井、西风井）。
东风井安装两台K4-73-01-ON32型离心式通风机，一台运行，一台备用，配套同步电动机功率为1600kw，转速500r/min，传动方式为传动轴直接传动。
西风井安装通风机两台GAF26.6/15.8-1轴流式风机，一台运行，一台备用，配套PD118/70-6型同步电动机，功率1600Kw，固定转速1000r/min，传动方式为传动轴直接传动。
矿井相对瓦斯涌出量为1.620m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为18.254m3/min。
⒉通风线路
东翼：
新鲜风流由付井进入，分三路；一路：
进入-450水平经井底车场、东翼大巷到采区运输石门，进入煤层工作面，第二路：
由-600井底车场、东翼轨道大巷到采区运输石门；进入煤层工作面。
第三路：
经由-600井底车场、-850暗立井、-850东大巷、-780大巷进入采区运输上山。
工作面的乏风流由各采区回风石门经回风上山回到-300回风大巷由东风井排出。
西翼：
新鲜风流由付井进入，分三路；第一路：
进入-450水平经井底车场、-478皮带下山、在-600西大巷一川处与-600西进风汇合。
第二路：
由-600井底车场、西翼大巷一川处与-478皮带下山汇合后，经西翼轨道、皮带大巷到采区运输石门；第三路：
经由-600井底车场、-850暗立井、-850西大巷、西副巷进入采区运输上山，进入煤层工作面。
冲洗工作面的乏风流由各采区回风石门经回风上山回到-450回风大巷由西风井排出。
⒊2013年11月份测定矿井总排风量436.65m3/s，其中西风井风机排风量169.20m3/s,负压3050Pa;东风井风机排风量267.45m3/s,负压3200Pa。
各采区均为分区通风，各工作面采用独立通风。
矿井总需风量为334.19m3/s，总进风量为424.65m3/s。
矿井有效风量率为93.19%，矿井等积孔为9.27m2。
⒋5煤层以往在掘进和回采中，工作面没有发生过瓦斯超限现象，根据历年瓦斯等级鉴定情况，5煤层绝对瓦斯涌出量为0.378m3/min，相对瓦斯涌出量为0.74m3/t，没有发生过任何瓦斯动力现象。
四．区域瓦斯地质状况分析
㈠通过物探和地质勘探对已开采的煤层统计，每个地质单元5煤层无火成岩侵入，根据历年瓦斯等级鉴定报告5煤层绝对瓦斯涌出量为0.378m3/min，相对瓦斯涌出量为0.74m3/t，由于瓦斯涌出量小，按规定配风后，工作面瓦斯不超限。
㈡除-850主副石门区域外，二水平5煤层在采掘过程中没有发生过瓦斯动力现象。
㈢区域5煤瓦斯地质特征
图15煤甲烷含量分布特征图图25煤甲烷浓度分布特征图
通过上图（图1）5煤的甲烷含量与浓度及各种勘探研究，并根据中国矿业大学所编制的5煤层瓦斯地质图表明，瓦斯风化带范围为-750～-950m，平均在-825m左右（详见表3“5煤层瓦斯风化带下限控制点坐标表”和5煤层瓦斯地质图）。
根据5煤层瓦斯地质图得出地质单元Ⅰ瓦斯风化带最浅部煤层底板标高-780m，地质单元Ⅱ瓦斯风化带最浅部煤层底板标高为-750m,地质单元Ⅲ瓦斯风化带最浅部煤层底板标高为-810m。
地质单元Ⅰ、地质单元Ⅱ、地质单元Ⅲ的下部（瓦斯风化带下限控制点见控制点坐标），在瓦斯风化带下限以下，其它区域在瓦斯风化带内。
从实际已开采或揭开的5煤层工作面也表明了瓦斯涌出量较小，在所揭露的工作面中，没有任何瓦斯动力现象。
表35煤层瓦斯风化带下限控制点坐标表
控制点
坐标X
坐标Y
坐标Z
A1
4388921.49
488269.47
-786.0
A2
4388550.17
487967.21
-786.0
A3
4388374.47
487713.20
-789.0
A4
4388326.53
487489.02
-810.0
A5
4388344.76
487288.20
-850.0
A6
4387912.33
486988.48
-850.0
A7
4387166.46
487463.66
-785.0
A8
4386550.38
487791.14
-815.0
A9
4386404.27
487833.26
-800.0
A10
4386131.92
487591.72
-780.0
A11
4385834.94
487290.25
-780.0
A12
4385561.96
487086.25
-750.0
A13
4385093.96
486803.97
-750.0
A14
4384625.15
486568.77
-750.0
A15
4384274.59
486308.33
-790.0
A16
4383898.14
485993.39
-810.0
A17
4383384.13
485556.86
-825.0
A18
4382810.81
485103.16
-810.0
A19
4382498.93
484861.41
-810.0
A20
4382067.80
484448.50
-825.0
A21
4381775.67
484141.32
-840.0
A22
4381681.22
483963.26
-850.0
A23
4379710.50
483252.16
-850.0
A24
4379508.83
482971.63
-828.0
A25
4379224.60
482789.98
-830.0
A26
4379003.88
482516.32
-825.0
A27
4378837.00
482175.87
-810.0
A28
4378643.81
481625.15
-825.0
A29
4378546.15
481162.20
-820.0
A30
4378074.95
480265.92
-820.0
A31
4377559.03
479473.64
-810.0
A32
4376908.84
478775.71
-830.0
五、二水平各地质单元相关参数测定参定、瓦斯地质情况分析和突出危险性划分
为了确保二水平的5煤层安全开采，对二水平的5煤层按地质单元进行了突出危险性相关参数测定，并结合瓦斯地质图对突出危险性进行了划分，具体情况如下：
㈠地质单元Ⅰ（东北部褶曲区）参数测定情况、瓦斯地质情况分析和突出危险性划分
⒈测点钻孔参数及其测定情况见表4、表5。
表4地质单元Ⅰ钻孔参数表
孔号
钻孔倾角
见煤点标高
孔深（m）
终孔层位
孔口位置
测点1
+25°
-705.4
40
5煤顶板
2075泄水石门
测点2
+30°
-745.0
73.8
5煤顶板
十采下部轨道平石门
测点3
+30°
-657.1
24.7
5煤顶板
十采四中运斜
测点4
+30°
-595.5
69.3
5煤顶板
十采上部新增运煤石门
测点5
+26°
-677.2
47.8
5煤顶板
十一采三中运斜石门
表5地质单元Ⅰ测定参数表
测点
位置
破坏类型
放散初速度（△p）
坚固性系数（f）
压力（MPa）
备注
临界值
、
、
≥10
≤0.5
≥0.74
测点1
2075泄水石门
7.8
0.32
0.08
测点2
十采下部轨道平石门
7.6
0.31
0.17
测点3
十采四中运斜
6.6
0.29
0.02
测点4
十采上部新增运煤石门
Ⅱ
4.8
0.36
0
测点5
十一采三中运斜石门
7.6
0.36
0
地质单元Ⅰ中十采下部运斜石门在岩巷掘进过程中揭露5煤层，见煤点标高为-713.3，没有发生过瓦斯超限积存现象，也没有发生瓦斯动力现象，除此之外5煤层没有采掘活动，通过对地质单元Ⅰ瓦斯地质图及其瓦斯参数测定情况分析得出，将地质单元Ⅰ划分为无突出危险区和按突出危险区管理区。
A）地质单元Ⅰ中所测参数的测点均布置在瓦斯风化带内，测定参数钻孔见煤点标高均在-750m以上，且瓦斯压力小于0.74MPa，由于瓦斯风化带下限标高全部在-780m以下，为了保障安全，将无突出危险区下限边界定为-750m标高线。
即，地质单元Ⅰ的上边界为-600m标高线、下边界为-750m标高线、东至钱吕边界、西至断层F12所围成的区域处于瓦斯风化带以内，定为无突出危险区。
B）地质单元Ⅰ的上边界为-750m标高线、下边界为-850m标高线、东至钱吕边界、西至断层F12所围成的区域，因该区域无突出危险性区域预测实测点，该区域按突出危险区管理，根据矿井安全生产规划安排，及时针对该区域编制开拓后区域预测方案，进行开拓后预测。
⒉地质单元Ⅰ突出危险性划分结论：
上边界为-600m标高线、下边界为-750m标高线、东至钱吕边界、西至断层F12所包含的区域为无突出危险区；上边界为-750m标高线，下边界为-850m标高线、东到钱吕边界、西至断层F12所包含区域按突出危险区管理。
地质单元Ⅰ5煤层突出危险性区域划分简图
㈡地质单元Ⅱ参数测定情况、瓦斯地质情况分析和突出危险性划分
⒈测点钻孔参数及其测定情况见表6、表7、表8、表9。
表6地质单元Ⅱ钻孔参数表
孔号
钻孔倾角
见煤点标高
孔深（m）
终孔层位
孔口位置
测点6
+30°
-760.2
196.2
5煤顶板
-850西大巷
测点7
+30°
-749.0
189.6
5煤顶板
-850下井口
测点8
+29°
-576.5
42.5
5煤顶板
七采上部平石门
测点9
+30°
-650.3
176.8
5煤顶板
七采皮带山
测点10
+30°
-804.5
64.9
5煤顶板
八采下部轨道平石门
测点11
+30°
-714.3
59.1
5煤顶板
八采二中
测点12
+28.5°
-755.9
180.2
5煤顶板
八采回风山
测点13
+30°
-756.8
178.9
5煤顶板
-850西大巷
表7地质单元Ⅱ测定参数表
测点
位置
破坏类型
放散初速度（△p）
坚固性系数（f）
压力（MPa）
备注
临界值
、
、
≥10
≤0.5
≥0.74
测点6
-850西大巷
8.2
0.28
0.4
测点7
-850下井口
8.3
0.25
0.3
测点8
七采上部平石门
Ⅱ
7.4
0.30
0.2
测点9
七采皮带山
Ⅱ
6.2
0.32
0.5
有水
测点10
八采下部轨道平石门
7.2
0.29
0.2
测点11
八采二中
7.3
0.26
0.5
有水
测点12
八采回风山
Ⅱ
6.9
0.31
0.2
测点13
-850西大巷
Ⅱ
6.3
0.28
0.42
表8地质单元Ⅱ-850主石门钻孔参数表
孔号
钻孔倾角
见煤点标高
孔深（m）
终孔层位
孔口位置
备注
1
+30°
-833.0
35.1
5煤顶板
-850主石门钻窝
顶钻
6
+26°
-833.8
31.7
5煤
-850主石门钻窝
顶钻
7
+30°
-829.0
44.0
5煤顶板
-850主石门钻窝
喷孔
8
+28°
-828.7
34.4
5煤
-850主石门钻窝
喷孔
表9地质单元Ⅱ-850主石门钻孔测定参数表
孔号
位置
破坏类型
放散初速度（△p）
坚固性系数（f）
压力（MPa）
备注
临界值
、
、
≥10
≤0.5
≥0.74
1
-850主石门钻窝
19.2
0.19
顶钻
6
-850主石门钻窝
18.6
0.39
顶钻
7
-850主石门钻窝
3.8
0.39
喷孔
8
-850主石门钻窝
0.35
17.3
喷孔
地质单元Ⅱ瓦斯风化带最浅部煤层底板标高为-750m。
该单元内-850主石门钻窝内施工探查钻孔时发生了顶钻、喷孔动力现象，发生动力现象钻孔见煤点标高最浅为-828.7m，动力现象点在瓦斯带内，在-750m标高线以下78.7m处。
该单元内的钻孔测点6、7、8、9、10、11、12、13所测参数的测点（见煤点）均位于瓦斯风化带内，且瓦斯压力小于0.74MPa，
通过对地质单元Ⅱ综合分析，为了满足《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条之规定“突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m及以下范围为突出危险区。
”的规定，并确保安全，将地质单元Ⅱ划分为无突出危险区和按突出危险区管理区域，将无突出危险区下限边界定为-750m标高线。
A）地质单元Ⅱ的上边界为-600m标高线、下边界为-750m标高线、东至F12断层、西至F50断层所围成的区域定为无突出危险区。
B）该地质单元的上边界为-750m标高线、下边界为-850m标高线、东至F12断层、西至F50断层所围成的区域，按突出危险区管理。
⒉地质单元Ⅱ突出危险性划分结论：
地质单元Ⅱ的上边界为-600m标高线、下边界为-750m标高线、东至断层F12、西至断层F50所围成的区域为无突出危险区；上边界为-750m标高线、下边界为-850m标高线、东至断层F12、西至断层F50所围成的区域按突出危险区管理。
地质单元Ⅱ5煤层突出危险性区域划分简图
㈢地质单元Ⅲ：
包括的采区有九采区、十三采区，九采区和十三采区均为新采区，目前没有工程。
⒈通过对地质单元Ⅲ瓦斯地质图分析得出，并结合《开滦（集团）有限责任公司关于钱家营矿业公司九采区5煤层开拓前突出危险性预测的批复》（总技字〔2013〕158号）文件的批复意见，将地质单元Ⅲ划分为无突出危险区和按突出危险区管理区域。
A）在地质单元Ⅲ，由于瓦斯风化带下限标高全部在-810以深，为了保障安全，将无突出危险区下限边界定为-810m标高线，即，地质单元Ⅲ的上边界为-600m标高线、下边界为-810m标高线、东至F50断层、西至井田边界线所围成的区域处于瓦斯风化带以内，定为无突出危险区。
B）地质单元Ⅲ的上边界为-810m标高线、下边界为-850m标高线、东至F50断层、西至井田边界线所围成的区域，按突出危险区管理。
⒉地质单元Ⅲ突出危险性划分结论：
地质单元Ⅲ的上边界为-600m标高线、下边界为-810m标高线、东至F50断层、西至井田边界线所围成的区域为无突出危险区；上边界为-810m标高线、下边界为-850m标高线、东至F50断层、西至井田边界线所围成的区域按突出危险区管理。
地质单元Ⅲ5煤层突出危险性区域划分简图
七.区域预测结论
根据钱家营矿井勘探、勘查资料，二水平的每个地质单元位于瓦斯风化带以上的5煤层，结合对本区域煤与瓦斯突出相关参数的测定情况，对照勘查结果，根据《煤与瓦斯突出规定》第四十三条之规定，钱家营矿业分公司矿井井田5煤层突出危险性区域划分如下：
二水平的地质单元Ⅰ中上边界为-600m标高线、下边界为-750m标高线、东至钱吕边界、西至断层F12所包含的区域为无突出危险区；上边界为-750m标高线，下边界为-850m标高线、东至钱吕边界、西至断层F12所包含区域暂按突出危险区管理。
二水平的地质单元Ⅱ的上边界为-60
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