平顶山十二矿山西组己_-煤层瓦斯地质图

河南省煤矿瓦斯地质图图集

平顶山十一矿瓦斯地质简介
一、矿井概况
平顶山十一矿位于平顶山煤田西部，距市中心约13km，是平煤集团的大型骨干矿井之一，是平煤集团唯一开采急倾斜煤层的矿井。井田东西走向长5.88km，南北倾向平均宽2.84km，面积16.68km2。矿区专用铁路与京广、焦枝线连接，公路与市区相连，交通十分便利。矿井1972年8月，开工兴建，1979年1月简易投产，设计生产能力60×104t/a。1995年进行改扩建，改扩建后核定年生产能力为120×104t/a,2001年达产。
矿井采用竖井分水平开拓，井田分两个水平开采，－450m 水平以上为一水平，以下至－800m 水平为二水平。该矿井开采石炭—二叠系含煤地层，可采和局部可采煤层8层，是一个高瓦斯矿井。
二、井田地质构造及控制特征
十一矿井田位于平顶山矿区西部，西邻NNE向的郏县断裂，地质构造位置为NW向展布的锅底山断裂的上盘、NW向展布的九里山逆断层的下盘，处于一个NW向展布的构造挤压复杂区。
井田内除锅底山正断层、凤凰岭断层、前凤凰岭正断层、余官营平移断层等分界断层外，落差大于20m的断层还有张庄逆断层、艾山逆断层、边庄逆断层和岳庄逆断层。落差2～20m的小断层受其附近大中型断层的影响，在走向上可以分为N W—SE和NE—SW 向两组，且以N W—SE向为主。在其分布方面，以戊组煤层内小断层最为发育，己组煤层次之，丁、庚组煤层最少。
三、矿井瓦斯地质规律
平顶山十一矿与五矿、七矿同时位于锅底山断裂上盘，锅底山断裂属于控制性断裂。受锅底山断裂的控制，十一矿井田尤其是井田东翼经历过锅底山断裂上盘的逆冲以及该断裂反转时的下降运动，煤层破坏强烈，构造煤发育，是一个构造复杂区，瓦斯富集的地带是煤与瓦斯突出危险地带。同时井田位于郏县断裂的东侧，受NNE、NE向展布的郏县断裂裂陷活动的影响，井田西部煤层瓦斯得到部分释放，而且厚度较薄，倾角更大，瓦斯较东部小。井田由浅至深，煤层由陡变缓，受煤层露头和煤层倾角的影响，煤层浅部瓦斯较小，随着埋藏深度的增加瓦斯增大的较快。
平顶山矿区NW和NWW向的构造较长时期受南西至北东方向的推挤作用，这个方向的断裂，瓦斯的储集性能较好；NNE、NE向的断裂，在燕山晚期至喜马拉雅早期构造应力场表现为张（扭）性，这个方向的构造对瓦斯的储集性能较差。受锅底山断层的影响，平顶山十一矿以NW方向构造为主，有利于瓦斯的储集。
四、瓦斯涌出特征
系统整理分析了平顶山十一矿已16-17煤层和戊9-10煤层历年回采工作面瓦斯涌出量，受煤层露头和倾角的影响，煤层浅部瓦斯涌出量较小，受构造的控制，西部比东部小，整体上具有随埋藏深度的增加而增大的趋势（图4-1）。戊9-10煤层底板标高－500～－630m，绝对瓦斯涌出量5～10m3/min，底板标高－630～－750m，绝对瓦斯涌出量10～15m3/min，底板标高－750m 以深，绝对瓦斯涌出量大于15m3/min；己16-17煤层底板标高－576～－771m，绝对瓦斯涌出量5～10m3/min；煤层底板标高－771～－967m,绝对瓦斯涌出量趋势值是10～15m3/min；煤层底板标高－967m 以深，绝对瓦斯涌出量大于15m3/min。

图4-1 己16-17煤层绝对瓦斯涌出量与标高回归分析

五、煤与瓦斯区域突出危险性划分
锅底山断裂是一个控制性断裂，在锅底山正断层的上盘的十一矿与五矿、七矿同属于一个瓦斯地质单元，经历过锅底山断裂上盘的逆冲以及该断裂反转时的下降运动，构造复杂，构造煤发育。平顶山矿区五矿主采煤层己16-17煤层共发生煤与瓦斯突出9次，其中8次发生在锅底山断裂的上盘，由此推断十一矿具有潜在突出危险性。根据测试资料，十一矿己二采区己16-17煤层的破坏类型西翼为Ⅱ、Ⅲ类，东翼由于受地质构造的影响，己16-17煤层的破坏类型局部可达Ⅳ、Ⅴ类，煤层瓦斯压力实测0.8～2.9MPa，瓦斯放散初速度△P为2～16,f值为0.13～3。随着开采规模的加大，开采深度的加深，瓦斯含量和压力会不断增加，根据五矿、七矿、及十一矿己组煤层的突出资料和参数，结合矿井瓦斯地质规律，将已16-17煤层回采工作面绝对瓦斯涌出量5m3/min以上区域、戊9-10煤层回采工作面绝对瓦斯涌出量10m3/min以上区域预测为突出危险区。

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平顶山五矿瓦斯地质简介
一、矿井概况
平顶山天安煤业股份有限责任公司五矿位于平顶山市西北约10km处，行政区划隶属平顶山市管辖。井田东邻四、七矿，西接九、十一矿，北临六矿，南为煤层露头。东西走向长约4.8km，南北倾向长约6.5km。矿井于1958年建成投产，原设计能力120×104t/a。2007年核定生产能力达到135×104t/a，是平煤集团主力矿井之一。矿井为立井多水平开采，一水平标高－80m，二水平标高－225m，三水平标高－650m。
井田内含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组、下石盒子组和上石盒子组，含煤地层厚556～1090m，平均为796m，含煤21～56层，其中可采和局部可采煤层为庚20、己16-17、己15、己14、戊9-10、戊8、丁5-6、和丙3等八层，分别赋存于太原组、山西组和下石盒子组中。
平顶山五矿为煤与瓦斯突出矿井，到目前为止全矿共发生煤与瓦斯突出9次，全部为己16-17煤层，始突深度为340m，始突标高为－224m,1989～2007年的瓦斯鉴定结果如下表。

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二、井田地质构造及控制特征
井田位于李口向斜的西南翼，总体为一走向N W—SE、倾向NE的单斜构造，地层走向85°～125°，倾向0°～30°，倾角一般为10°～15°，锅底山断层附近，由于断层影响，倾角变化较大。井田内褶皱较发育，主要有山庄向斜和诸葛店背斜，背、向斜仅发育在己煤段和庚煤段地层中。断裂构造极为发育，以走向NWW的锅底山正断层为主（落差100～200m），伴生和派生的压性（压扭性）和张性（张扭性）中、小构造并存的复杂构造格局，并显示距锅底山断层愈近，中、小构造愈发育的特点，断层破碎带较宽，受强烈挤压破碎，扭转成“麻花状”。锅底山正断层既有张性特点，又具压性特征，说明该断层在发生和发展过程中，曾经历了多期构造活动，并显示为正断层。
己煤段煤层，主要受锅底山正断层的影响，在断层旁侧分布一系列走向与其一致的中型正、逆断层，落差多为20～80m，这些正、逆断层主要为锅底山正断层的派生或同生次级构造，由于锅底山断层的多期活动，致使已煤段中小型断层都发育。远离锅底山断层，中型断层较稀疏，以小型断层为主。优势走向方位主要有NWW、NNW和NE向三组。以NWW向最发育，NNW向次之，这两组正、逆断层均有，分别占断层总条数的79.6%和20.4%,NE向则仅有正断层。断层在分布特征上有较明显的分区分带性，矿井两翼较中部发育，且西翼逆断层较多。
三、矿井瓦斯地质规律
锅底山正断层为平顶山五矿最大的断裂构造，呈NW—SE向展布，西起十一矿，贯穿整个五矿井田，向东南延伸至七矿。锅底山正断层为矿井的主要控气构造，控制着整个井田的瓦斯赋存分布规律。此断层虽宽度较大，但断层带被灰白色铝土质胶结物夹砂砾岩等充填，致使其成为阻水隔气断层，在开采过程中，断层两侧瓦斯涌出量较大。在锅底山断层的上盘，由于旁生断层较多，地质构造复杂，煤与瓦斯突出较严重，发生的9次煤与瓦斯突出中有8次发生在该区。受锅底山断层影响，下盘区域构造相对简单，发育有背斜构造，轴部瓦斯涌出量较两翼小，瓦斯涌出量变化不稳定。远离锅底山断层和背斜构造，瓦斯涌出变化渐趋稳定，与埋藏深度更加密切。同时，小断层数量增加，尤其是逆断层的存在，增加了煤与瓦斯突出危险性。
四、瓦斯含量分布
五矿是多煤层开采，各煤层瓦斯含量各不相同。根据地勘期间和生产过程中测定瓦斯含量分析，己煤段煤层瓦斯含量主要受煤层埋藏深度、煤层厚度和构造的影响。井田煤层瓦斯含量总体上呈现由浅至深增大的趋势，煤层厚度较大的矿井西翼，瓦斯含量也相对较大。中、小型构造发育地段，煤层瓦斯含量的横向差异性增强，如锅底山断层及旁侧中、小型构造的发育，大大干扰了这种趋势，使瓦斯含量在横向上的差异性加强，局部地段出现瓦斯含量值剧增和骤减的现象。
五、己16-17煤层瓦斯涌出特征
井田受锅底山断层影响，其上、下盘区域瓦斯涌出规律变化较大。
（1）锅底山上盘区。锅底山断层的上盘，地质构造复杂，煤层受挤压破坏强烈，构造煤发育。但受煤层露头、煤层倾角、开采规模等因素的影响，在同一标高下，瓦斯涌出量与下盘相比相对变小，但同时该区处于向斜部位，与十一矿相比，瓦斯涌出量较大。
（2）锅底山下盘区。锅底山断层下盘区域，构造相对简单，层理清晰，煤层硬度大，瓦斯涌出量较大，瓦斯涌出量具有随埋深增加而增加的整体趋势（图5-1），回采工作面绝对瓦斯涌出量Q 随埋深H（煤层底板标高表示，回归时取正值）的增加按式5-1变化的整体特征。
回归方程：
R2=0.78
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
结合平顶山五矿煤与瓦斯突出危险性参数、瓦斯地质规律和发生煤与瓦斯突出的实际资料，锅底山断裂的上盘煤层底板标高－224m 以深区域为煤与瓦斯突出危险区，锅底山断裂的下盘回采工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min的区域为楳与瓦斯突出危险区，其他区域为无突出区。

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平顶山十二矿瓦斯地质简介

一、矿井概况

十二矿位于平顶山矿区东部，距市区9km，地势平坦，交通便利。井田范围，东部自北而南以20号勘探线500m 平行线为界，西部以23号勘探线与十矿为界，南以己组煤露头线为界，北以己_15-17煤层李口向斜轴与八、十矿为界，井田走向长度5km，倾斜长3km，井田面积15km²。

十二矿始建于1958年，原设计生产能力为30×10⁴t/a，后经技改和扩建，2002年实际生产能力130×10⁴t。

矿井采用竖井分水平开拓，走向长壁式全部垮落采煤法。井田内的主要可采煤层和局部可采煤层8层，十二矿主要开采山西组的己₁₅、己₁₆、己₁₇煤层。

矿井自投产到1988年被鉴定为低瓦斯矿井，1989年1月3日，在己_15-17-16101风巷掘进施工中发生了建矿以来的第一次煤与瓦斯突出，同年鉴定为突出矿井。到2002年，全矿井共发生突出22次，其中己六采区16次，己七采区6次，最小突出强度煤7t，瓦斯1122m³，最大突出强度煤293t，瓦斯25704m³，突出总煤量1526t，涌出总瓦斯量118096m³，始突位置标高－268m，埋深363m。

二、井田地质构造及控制特征

十二矿井田位于平顶山矿区东部，东邻八矿，西接十矿。井田内存在牛庄向斜和郭庄背斜两个次级褶皱，牛庄逆断层、F₂逆断层和原十一矿逆断层三条大、中型逆断层，均为N W—SE向展布的压扭性构造。整个井田被N W—SE向展布的牛庄向斜和郭庄背斜两个压扭性褶曲构造所贯穿，控制着井田的一、二水平；三水平处于李口向斜轴东部收敛端的过渡区，属于应力集中带，中、小断层较发育，受其控制。十二矿属平顶山矿区的构造复杂区。

三、矿井瓦斯地质规律

平顶山十二矿是一个高瓦斯严重突出的矿井，这与其所处的构造位置有着密切关系。几乎所有的煤与瓦斯突出都与高构造应力带的强挤压、剪切作用有关。受N W—SE向展布的郭庄背斜、牛庄向斜和牛庄逆断层、F₂逆断层和原十一矿逆断层等一系列压扭性构造带的控制，将井田分成牛庄向斜南翼区、牛庄向斜和郭庄背斜的共翼区及郭庄背斜北翼区。

（1）牛庄向斜南翼区。属单斜构造，易于瓦斯的排放，瓦斯含量低，压力小，相对瓦斯涌出量一般为5～10m³/t，为低沼区，也没发生过煤与瓦斯突出。

（2）牛庄向斜和郭庄背斜的共翼区。位于牛庄向斜北翼、郭庄背斜的南翼，两者共为一翼，受牛庄向斜、郭庄背斜、原十一矿逆断层、F：逆断层和牛庄逆断层的控制，瓦斯含量高，压力大，尤其是己六采区，相对瓦斯涌出量一般为10～20m³/t，为高瓦斯区，并存在着牛庄－F₂逆断层挤压破坏带及牛庄向斜挤压破坏带，煤与瓦斯突出严重，己六采区发生的16次煤与瓦斯突出全部发生在挤压破坏带内。

（3）郭庄背斜北翼区。位于郭庄背斜轴北翼，地质条件较为简单，煤层产状、构造煤分布、瓦斯涌出及煤与瓦斯突出主要受郭庄背斜和李口向斜的控制。郭庄背斜为一直立开阔褶皱，受其影响导致浅部－300m 水平以浅煤层顶底板张性断裂发育，煤层普遍遭到破坏，构造煤发育，但瓦斯已被释放，相对瓦斯涌出量一般2～10m³/t，形成低瓦斯区。在－300m 以深的中深部，瓦斯压力大，含量高，构造破坏带即为煤与瓦斯突出危险带，如在已七采区已₁₅-17160和已₁₅-17170两采面附近有一煤层倾角变陡带，走向与煤层走向基本一致，倾角一般为30°～38°以上，构造煤发育，己七采区发生的6次煤与瓦斯突出事故有4次发生在该变陡带内。三水平及以深主要受李口向斜控制，属于应力集中带，中、小断层较发育，煤与瓦斯突出危险性大。

四、瓦斯涌出特征

由历年的瓦斯涌出数据分析，已_16-17煤层回采工作面瓦斯涌出量具有随埋深增加而增大的整体趋势，不同瓦斯地质单元的瓦斯涌出特征具有差异性。

（1）郭庄背斜轴北翼工作面瓦斯涌出特征。背斜轴北翼己七采区主要受郭庄背斜的控制，煤层厚度大，瓦斯压力高，瓦斯梯度大，致使瓦斯涌出量普遍较高，远离向斜轴部瓦斯涌出量大，并且随着靠近背斜轴，瓦斯涌出量明显减小。由瓦斯涌出量与标高之间的回归分析（图4-1），工作面绝对瓦斯涌出量随着煤层埋深增加而增加，呈正相相关关系（回归分析时标高取正数）。

（2）牛庄向斜与郭庄背斜共翼区工作面瓦斯涌出特征。己六采区位于牛庄向斜与郭庄背斜公共翼，原十一矿逆断层、F₂逆断层和牛庄逆断层的尖灭端，小断层发育，构造复杂，煤层赋存条件变化大，构

图5-1 郭庄背斜轴北翼己七采区工作面绝对瓦斯涌出量与标高的回归分析

造煤发育。由牛庄向斜的仰起端向深部瓦斯涌出量逐渐增大，上分层回采工作面16161绝对瓦斯涌出量高达11.38m³/min。

（3）牛庄向斜南翼己₄、己₅采区工作面瓦斯涌出特征。该区位于牛庄向斜轴南翼，属单斜构造，是浅部开采，受煤层露头影响，瓦斯大部分得到释放，瓦斯涌出量较小，在5m³/min以下。

五、煤与瓦斯区域突出危险性划分

从十二矿发生的22次煤与瓦斯突出来看，表现有以下几方面的特点：

（1）突出地点主要集中在己六采区、己七采区的机巷、风巷和切眼，回采工作面没有发生过煤与瓦斯突出。

（2）煤与瓦斯突出主要发生在高瓦斯赋存和构造煤发育地带。己六采区发生的16次煤与瓦斯突出都位于牛庄向斜、郭庄背斜的公共翼及原十一矿逆断层、F：逆断层、牛庄逆断层的尖灭部位，瓦斯含量高，构造煤发育。己七采区发生的6次煤与瓦斯突出中，4次发生在煤层倾角变陡的构造煤发育地带，该采区在标高－360m 处，瓦斯压力达2.06MPa，瓦斯含量16.5m³/t。

（3）煤与瓦斯突出受地质构造的控制。地质构造控制着瓦斯赋存和构造煤的分布，高瓦斯赋存和一定厚度的构造煤是煤与瓦斯突出发生的必要条件。

依据矿井瓦斯地质规律、煤与瓦斯突出点分布与地质构造的关系以及煤层瓦斯压力，将绝对瓦斯涌出量大于5m³/min的区域预测为煤与瓦斯突出危险区。三水平及以深属于煤与瓦斯突出危险区，凡是构造煤发育，煤厚变化、煤层倾角变化、小褶皱、小断层、层间滑动等受构造作用而强烈变化和发育的地带，应严防煤与瓦斯突出。