1、分類號(hào)： 密級(jí)： UDC: 編號(hào)： 山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)河南理工大學(xué)河南理工大學(xué)2011 年年 03 月月前 言一、山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司參與兼并重組的核準(zhǔn)文件，參與兼并重組各礦井名稱及隸屬關(guān)系，兼并重組后礦井名稱及隸屬關(guān)系。2010 年 7 月 2 日，根據(jù)山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室文件晉煤重組辦發(fā)201043 號(hào)文關(guān)于山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司新桃園煤礦等 10 處煤礦企業(yè)重組整合方案（調(diào)整）的批復(fù)，批準(zhǔn)山西銀宇煤業(yè)有限公司為單獨(dú)保留礦井，兼并重組整合后經(jīng)山西省工商行政管理局核準(zhǔn)企業(yè)名稱為山西華潤(rùn)煤業(yè)有

2、限公司銀宇煤礦，其兼并重組整合主體企業(yè)為山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司。批準(zhǔn)礦井生產(chǎn)能力由 0.3 Mt/a 提升為 0.6 Mt/a，凈增生產(chǎn)能力 0.3 Mt/a。重組后，該礦兼并主體企業(yè)為山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司。山西省國(guó)土資源廳于 2010 年 12 月 31 日換發(fā)采礦許可證，證號(hào)為：1400002009121220047765，批準(zhǔn)開(kāi)采 2+3#、4#、7#、8#、9#煤層。2007 年 3 月，山西省第三地質(zhì)工程勘察院提交了山西銀宇煤業(yè)有限公司資源整合礦井地質(zhì)報(bào)告，2010 年 7 月，中礦國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限公司提交了山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦兼并重組初步設(shè)計(jì)，據(jù)此銀宇煤礦委托河南理工大

3、學(xué)編制山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)。二、編制瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告的依據(jù)。1）山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦“預(yù)測(cè)委托書(shū)”；2）山西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤瓦發(fā)2010707 號(hào)關(guān)于規(guī)范礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)工作的通知；3）山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室晉煤重組辦發(fā)201043號(hào)關(guān)于山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司新桃園煤礦等 10 處煤礦企業(yè)重組整合方案（調(diào)整）的批復(fù)；4）山西省國(guó)土資源廳 2010 年 12 月 31 日山西省國(guó)土資源廳為該礦換發(fā)了兼并重組整合后的采礦許可證，證號(hào)：1400002009121220047765；5）山西省第三地質(zhì)工程勘察院 2007 年編制的山

4、西銀宇煤業(yè)有限公司資源整合礦井地質(zhì)報(bào)告；6）2010 年 7 月，中礦國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限公司提交了山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦兼并重組初步設(shè)計(jì)；7）煤層瓦斯含量井下直接測(cè)定方法（GB/T23250-2009）；8）2010 版煤礦安全規(guī)程、礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ1018-2006）、等國(guó)家及省地各級(jí)政府有關(guān)瓦斯治理的方針、政策、法律、法規(guī)；9）礦方提供的該礦井及相鄰礦井的有關(guān)資料；10）相關(guān)的政府批文等。三、礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)主要技術(shù)參數(shù)。1）礦井生產(chǎn)能力 0.60 Mt/a；2）結(jié)合礦井開(kāi)采技術(shù)條件和管理水平，設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式為斜井開(kāi)拓，達(dá)產(chǎn)時(shí)布置有 3 個(gè)井筒，即主斜井、副斜井和

5、回風(fēng)立井；3）根據(jù)各煤層賦存條件，8、9 號(hào)煤層采用綜采一次采全高采煤法。首采工作面布置在 8 號(hào)煤層中。礦井達(dá)產(chǎn)時(shí) 8 號(hào)煤層布置一個(gè)綜采一次采全高回采工作面，設(shè)計(jì)工作面長(zhǎng) 150 m，采煤機(jī)割煤并裝煤，采用綜采液壓支架管理頂板。4）根據(jù)煤層賦存特征，2010 年 7 月，中礦國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限公司提交了山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦兼并重組初步設(shè)計(jì)，2+3 號(hào)、4 號(hào)煤層基本采空。8 號(hào)煤層和 9 號(hào)煤層間距平均 8.67 m，設(shè)計(jì)確定布置一個(gè)水平開(kāi)拓整個(gè)井田。水平設(shè)在 9 號(hào)煤層中，水平標(biāo)高+992 m，開(kāi)采 8、9 號(hào)煤層。首采區(qū)為801采區(qū)，布置1 個(gè)綜采工作面保證礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能

6、力。 工作面采用后退式布置方式，先采東翼后采西翼。5）根據(jù)煤層賦存及開(kāi)采技術(shù)條件，801 采區(qū)膠帶巷沿 8 號(hào)煤層底板布置，801 采區(qū)軌道巷沿 9 號(hào)煤層底板布置，總回風(fēng)巷和 801 采區(qū)回風(fēng)巷沿 8 號(hào)煤層頂板布置。901 采區(qū)膠帶巷、901 采區(qū)軌道巷沿 9 號(hào)煤層底板布置，901 采區(qū)回風(fēng)巷沿 9 號(hào)煤層頂板布置。采區(qū)接替按801、802、901順序進(jìn)行。 801采區(qū)內(nèi)工作面布置和回采方向均采取后退式。802、901 采區(qū)內(nèi)工作面布置采取前進(jìn)式。回采方向采用后退式。四、存在的主要問(wèn)題與建議隨著煤層開(kāi)采深度的加大，要加強(qiáng) 9 號(hào)煤層及其鄰近層的瓦斯含量和瓦斯組分的測(cè)定工作，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果

7、檢驗(yàn)和修正礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果。目目 錄錄1 礦井概況礦井概況11.1 交通位置11.2 井田地質(zhì)構(gòu)造21.3 煤層賦存及煤質(zhì)特征41.4 礦井開(kāi)拓方式81.5 礦井通風(fēng)與瓦斯涌出現(xiàn)狀112 煤層瓦斯含量分布規(guī)律煤層瓦斯含量分布規(guī)律152.1 煤層瓦斯含量測(cè)定152.2 煤層瓦斯含量分布特征172.3 煤層處于瓦斯風(fēng)化帶的主要原因分析213 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)233.1 影響礦井瓦斯涌出量的主要因素233.2 預(yù)測(cè)方法及預(yù)測(cè)參數(shù)取值233.3 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果283.4 瓦斯涌出來(lái)源構(gòu)成分析314 結(jié)論和建議結(jié)論和建議32附件附件33山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#

8、煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)11 礦井概況1.1 交通位置交通位置山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦位于古交市梭峪鄉(xiāng)白家溝村東，距古交市約 9 km，其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：11207091120743，北緯：375819375843。山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室晉煤重組辦發(fā)201043 號(hào)關(guān)于山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司新桃園煤礦等 10 處煤礦企業(yè)重組整合方案（調(diào)整）的批復(fù)以及 2010 年 12 月 31 日山西省國(guó)土資源廳為該礦換發(fā)的1400002009121220047765 號(hào)采礦許可證，山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦批準(zhǔn)開(kāi)采 2+3、4、7、8、9 號(hào)煤層，井田走向長(zhǎng)約 2.08

9、km，傾斜長(zhǎng)約 0.84 km，呈不規(guī)則多邊形，井田面積 1.6356 km2。見(jiàn)井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)表 11。表表 11 井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)表井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)表礦區(qū)范圍 1954 年北京坐標(biāo)系礦區(qū)范圍 1980 年西安坐標(biāo)系序號(hào)XYXY備注14204785.0019598153.004204736.7819598082.9224206005.0019599850.004205956.7919599779.9134206536.0019599491.004206487.7919599420.9144206650.0019598905.004206601.7919598834.9154206200.0

10、019598940.004206151.7819598869.9164206194.0019598891.004206145.7819598820.9174206384.0019598715.004206335.7819598644.9184206070.0019598510.004206021.7819598439.9194206050.0019598530.004206001.7819598459.91104205965.0019598440.004205916.7819598369.91114205575.0019598180.004205526.7819598109.911242053

11、20.0019597780.004205271.7819597709.91開(kāi)采深度由 1140.01 米至 1050.01 米標(biāo)高山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦北部、東部、南部為西山煤電集團(tuán)西曲煤礦，西部為玉峁煤礦，西北為陵足溝煤礦。井田交通較為方便，距太佳公路約山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)22.5 km，距鎮(zhèn)城底鐵路專用線約 3.5 km。與礦區(qū)有簡(jiǎn)易公路相通。 （見(jiàn)交通位置圖 11）圖圖 11 交通位置圖交通位置圖1.2 井田地質(zhì)及構(gòu)造井田地質(zhì)及構(gòu)造井田內(nèi)溝谷縱橫，大面積為黃土覆蓋區(qū)，僅在井田西側(cè)零星出露二下疊系石盒子組，結(jié)合鉆孔資料，現(xiàn)將本區(qū)地層由

12、老至新分述如下：1、奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）本組為煤系沉積之基底，巖性為深灰色、青灰色厚層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r間夾泥灰?guī)r或鈣質(zhì)泥巖，致密堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育，上部夾 23 層石膏層，厚層約110 m。2、石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）下部以山西式鐵礦及鋁土巖為主，厚 5 m 左右，上部為灰色、灰黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉細(xì)砂夾煤線及薄層夾巖。與奧陶系呈平行不整合接觸。厚度約 25 m。3、石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）本組底界為晉祠砂巖（K1）之底，頂界為 K3 砂巖之底，連續(xù)沉積于下伏本溪組地層之上，巖性為深灰色、灰黑色砂質(zhì)泥質(zhì)、泥巖、淺灰色石灰?guī)r、砂山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)

13、河南理工大學(xué)3巖及煤層。三層灰?guī)r層位穩(wěn)定，厚度變化不大，8、9 號(hào)煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采的中厚煤層。本組厚 120 左右。4、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）本組底界為 K3 砂巖（北岔溝砂巖）之底，K3 砂巖厚約 13.66 m，巖性為灰白色粗粒砂巖、砂質(zhì)泥巖和煤層，成分以石英、長(zhǎng)石為主，連續(xù)沉積于下伏太原組地層之上。含 03、1、2+3、4 號(hào)，其中 2+3、4 號(hào)煤全區(qū)穩(wěn)定可采，本組厚 42 m 左右。5、二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）本組頂界為 K6 砂巖（駱駝脖子砂巖）之底，連續(xù)沉積于下伏山西組地層之上，巖性為灰綠、灰色砂質(zhì)泥巖及灰白色厚層狀中粗粒砂巖，含薄層煤線。本組厚 100.00 m 左

14、右。6、二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）本組底界為 K6 砂巖，連續(xù)沉積于下伏地層之上。巖性為黃色砂質(zhì)泥巖與粉砂巖互層。砂質(zhì)泥巖中含有暗紫色斑點(diǎn)，往上紫色增多，漸變?yōu)榘底仙百|(zhì)泥巖夾層。K6 砂巖為灰綠色中粗砂巖，底部含一層透鏡狀礫巖，K6 由三層砂巖組成砂巖帶，呈透鏡體展布，其間夾紫斑泥巖（俗稱桃花泥巖），可作為上、下石盒子組分界的輔助標(biāo)志，厚度約 30 m。7、上第三系（N2）不整合覆蓋于基巖之一，厚度不均，一般下部為砂礫巖，半膠結(jié)。中部為淺線色粉質(zhì)粘土、粉土夾不穩(wěn)定砂層及砂土；上部為深紅色粘土，厚 057 m。平均 25m 左右。8、第四系中、上更新統(tǒng)（Q2+3）礦區(qū)山梁及山頂寬緩部位廣泛

15、分布。厚度變化較大，巖性為淺紅色、黃色砂質(zhì)粘土、粉土，含鈣質(zhì)結(jié)核及現(xiàn)代沖洪積物。厚 040 m。本井田區(qū)位于西山煤田西北部，區(qū)域構(gòu)造位置處于馬蘭向斜西翼，地層總體走向?yàn)楸北睎|，傾向南東的單斜構(gòu)造，伴生有較多的斷層。礦區(qū)區(qū)域構(gòu)造處于呂梁山東翼、太原西山煤田的北部，西山復(fù)式向斜東東翼上，地層走向北西南東，傾角 413。礦區(qū)內(nèi)斷層不發(fā)育，周邊斷層較發(fā)育。山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)4斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未見(jiàn)巖漿巖，地質(zhì)構(gòu)造屬簡(jiǎn)單類型。（詳見(jiàn) 8、9 號(hào)煤層底板等高線及資源/儲(chǔ)量估算平面圖）1.3 煤層賦存煤層賦存及煤質(zhì)特征及煤質(zhì)特征1.3.1 煤層賦存本井田的含

16、煤地層主要為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，太原組為典型的海陸交互相含煤礦建造，山西組為陸相含煤建造。含煤地層總厚162。含煤 10 層，煤層總厚 13.5 m，含煤系數(shù) 8.3，可采煤層 2+3 號(hào)、4 號(hào)、8 號(hào)、9 號(hào)，5 層總厚 12.1 m，含煤系數(shù) 7.5。太原組地層厚 120，含煤 5 層，煤厚總厚 12.1 m，含煤系數(shù) 3.9。其中 8 號(hào)煤穩(wěn)定可采，平均厚 1.8 m，含煤系數(shù) 1.5；9 號(hào)煤平均厚 2.3 m，含煤系數(shù) 1.9，6、7、10 號(hào)局部可采或不可采。山西組地層厚 42 m，含煤 5 層，煤層總厚度 8.8 m，含煤系數(shù) 21。其中2+3 號(hào)工業(yè)基礎(chǔ)平均厚

17、度 3.8 m，含煤系數(shù) 9.0；4 號(hào)煤平均厚 4.2 m，含煤系數(shù) 10；03 號(hào)、1 號(hào)煤不可采。纖細(xì)情況見(jiàn)地層綜合柱狀圖 12。區(qū)內(nèi)可采煤層為 2+3、4、8、9 號(hào)煤層，其特征分述如下：一、2+3 號(hào)煤層位于山西組中下部，上距下石盒子組底砂巖（K4）約 25 m，下距底部 K3砂巖約 17 m，煤層厚 0.504.53 m，平均厚 3.11 m，穩(wěn)定可采。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，夾 12 層夾矸。頂板多為砂質(zhì)泥巖，老頂為灰白色厚層粉砂巖，成分以石英為主，泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)。底板一般為砂質(zhì)泥巖。二、4 號(hào)煤層位于山西組下部，下為 K3 砂巖，煤層厚 2.123.55 m，平均厚 3.06 m，穩(wěn)定

18、可采。屬中厚煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單中等，含 12 層夾矸。頂板巖性為砂質(zhì)泥巖，底板為砂質(zhì)泥巖或砂巖。三、7 號(hào)、8 號(hào)煤層位于太原組上部，頂板為 L4 灰?guī)r，煤層厚芳 0.11.1 m，平均厚度 0.6 m，屬不穩(wěn)定煤層局部可采。屬薄煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，頂板巖性為灰?guī)r，底板為砂質(zhì)花巖。山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)58 號(hào)煤層位于太原組下段頂部，上距 4 號(hào)煤層 56.5160.35 m，平均 57.83 m。煤厚 2.154.35 m，平均 3.50 m。全區(qū)穩(wěn)定可采，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有時(shí)含 1 層夾石。為井田主要穩(wěn)定可采煤層之一。頂板為泥灰?guī)r或石灰?guī)r。底板為砂質(zhì)泥巖或粉

19、砂巖。山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)6圖圖 12 地層綜合柱狀圖地層綜合柱狀圖四、9 號(hào)煤層位于太原組中下部，上距 8 號(hào)煤層底板 8.67 m 左右，下距 K1 砂巖頂約 40 m，煤層厚度 0.792.18 m，平均 1.78 m，層位穩(wěn)定簡(jiǎn)單。頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖；底板為黑色泥巖。五、煤層對(duì)比井田內(nèi)含煤地層沉積穩(wěn)定，巖性組合特性及物性規(guī)律明顯，標(biāo)志層及工業(yè)基礎(chǔ)層特征明顯，變化規(guī)律清晰，為煤層對(duì)比提供了可靠的依據(jù)，主要標(biāo)志層有 L1、K2、L4 等幾層灰?guī)r及 K1、K3、K4 砂巖。各標(biāo)志層層間距穩(wěn)定，煤層對(duì)比準(zhǔn)確、可靠。1.3.2 煤質(zhì)特征山西省第

20、三地質(zhì)工程勘察院 2007 年編制的山西銀宇煤業(yè)有限公司資源整合礦井地質(zhì)報(bào)告中煤巖類型和物理性質(zhì)資料，結(jié)合礦井煤層煤樣肉眼觀察，對(duì)井田煤層煤巖類型特征敘述如下：1.物理性質(zhì)煤的顏色為黑色，玻璃光澤，偶有絲絹光澤，斷口參差狀、貝殼狀，以條帶狀結(jié)構(gòu)為主，并有線理狀、透鏡狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)造以層狀構(gòu)造為主，也有塊狀構(gòu)造。宏觀煤巖組分以亮煤、暗煤為主，鏡煤次之，絲炭少量。宏觀煤巖類型以半亮型、半暗型煤為主，暗淡型、光亮型煤較少。本井田各可采煤層煤巖有機(jī)顯微組分以鏡質(zhì)組為主，絲質(zhì)組次之，半鏡質(zhì)量或極少量。無(wú)機(jī)顯微組分以粘土類為主，有硫化鐵類少量或極少量；無(wú)機(jī)顯微組分以分散狀、充填狀、團(tuán)塊狀、粒狀分布于煤層中。2

21、.化學(xué)性質(zhì)2+3 號(hào)煤煤質(zhì)特征如下：1、灰分（Ad）：原煤灰份為 18.8520.63，平均 19.74，屬中灰煤；浮煤灰份為 9.4310.17，平均 9.80；2、全硫（St.d）：原煤全硫含量為 0.841.00，平均 0.92，屬低硫煤；山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)7浮煤平均 0.67；3、揮發(fā)份（Vdaf）：原煤揮發(fā)份為 24.9524.99，平均 24.97；浮煤揮發(fā)份為 23.3524.90，平均 24.13；4、煤的元素組成：根據(jù)鄰礦資料，煤中的元素組成以碳為主，約占 94其次為氫約占 3。膠質(zhì)層最大厚度（Y）：2122.55 mm4

22、號(hào)煤煤質(zhì)特征如下：1、灰分（Ad）：原煤灰份為 21.6325.53，平均 23.69，屬中灰煤；浮煤灰份為 7.0010.12，平均 9.01；2、全硫（St.d）：原煤全硫含量為 0.370.57，平均 0.47，屬低硫煤；浮煤平均 0.53；3、揮發(fā)份（Vdaf）：原煤揮發(fā)份為 22.6526.86，平均 24.41；浮煤揮發(fā)份為 21.1425.85，平均 23.42；膠質(zhì)層最大厚度（Y）：1532 mm7 號(hào)煤煤質(zhì)特征如下： 1、灰分（Ad） 原煤灰份為 1012，屬低灰煤；2、全硫（St.d）原煤全硫含量為 0.85，屬低硫煤；3、磷含量（Pd）：原煤磷含量 0.028，屬高磷煤；

23、4、煤的元素組成 根據(jù)鄰礦資料，煤中的元素組成以碳為主，約占 94其次為氫約占 3。8 號(hào)煤煤質(zhì)特征如下：1、灰分（Ad）：原煤灰份為 20.4621.59，平均 21.02，屬中灰煤；浮煤灰份為 6.0616.58，平均 10.35；2、全硫（St.d）：原煤全硫含量為 1.032.65，平均 1.94，屬低硫煤；浮煤平均 0.53；3、揮發(fā)份（Vdaf）：原煤揮發(fā)份為 22.3724.35，平均 23.26；浮煤揮發(fā)份為 19.8322.43，平均 21.47；膠質(zhì)層最大厚度（Y）：9.521 mm9 號(hào)煤煤質(zhì)特征如下：山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)

24、81、灰分（Ad）：原煤灰份為 22.9642.65，平均 32.81，屬中灰煤；浮煤灰份為 6.676.89，平均 6.78；2、全硫（St.d）：原煤全硫含量為 0.941.54，平均 1.24，屬低硫煤；浮煤平均 0.61；3、揮發(fā)份（Vdaf）：原煤揮發(fā)份為 22.0126.75，平均 24.38；浮煤揮發(fā)份為 19.7321.15，平均 20.44；膠質(zhì)層最大厚度（Y）：17 mm按中國(guó)煤炭分類（GB5751-86），本區(qū)的煤可分為貧煤、瘦煤、貧瘦煤和焦煤。由于地質(zhì)報(bào)告未體現(xiàn)水分值，所以該項(xiàng)參數(shù)依據(jù)本次預(yù)測(cè)工作人員采樣后帶回河南理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，8 號(hào)煤 0.95%、9 號(hào)煤 0.

25、62%。依據(jù)太原市煤炭工業(yè)局文件，并煤行發(fā)2007212 號(hào)文件關(guān)于山西銀宇煤業(yè)有限公司資源整合地質(zhì)報(bào)告的批復(fù)本井田 2+3、4、8、9 號(hào)煤層均為焦煤。3.煤的爆炸性及自燃傾向性本井田煤層揮發(fā)分（Vdaf）含量為 22.0126.86%，煤塵爆炸指數(shù)為28.9547.66%，據(jù) 2006 年本礦煤塵爆炸定性分析結(jié)果：該礦 4 號(hào)煤層煤塵云最大爆炸指數(shù)為 7.976，有爆炸危險(xiǎn)性。吸氧量為 0.6848 cm3/g，自燃等級(jí)，為不易自然煤層；本礦相鄰礦井陵足溝煤礦開(kāi)采 8 號(hào)煤層，依據(jù)并安監(jiān)礦發(fā)200674 號(hào)文，陵足溝礦有煤塵爆炸性，煤層自燃傾向性等級(jí)為級(jí)，為自燃煤層。在開(kāi)采下組煤中應(yīng)加強(qiáng)煤

26、層自燃發(fā)火的預(yù)防措施以及因地壓作用使采空區(qū)產(chǎn)生裂縫，致使有毒有害氣體涌入巷道的防治措施。據(jù)調(diào)查，礦井地面及井下尚未發(fā)現(xiàn)原煤自燃情況。但是仍要做好防止煤的自燃防治工作，經(jīng)常清除井巷和工作面的浮煤，加強(qiáng)通風(fēng)管理，確保生產(chǎn)安全。1.4 礦井開(kāi)拓方式礦井開(kāi)拓方式1.4.1 兼并重組前各礦開(kāi)拓現(xiàn)狀2010 年 7 月 2 日，根據(jù)山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室文件晉煤重組辦發(fā)201043 號(hào)文關(guān)于山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司新桃園煤礦等 10處煤礦企業(yè)重組整合方案（調(diào)整）的批復(fù)，批準(zhǔn)山西銀宇煤業(yè)有限公司為單山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)9獨(dú)保留礦井。批準(zhǔn)礦井生

27、產(chǎn)能力由 0.3 Mt/a 提升為 0.6 Mt/a，凈增生產(chǎn)能力 0.3 Mt/a。該礦是依據(jù)山西省煤炭資源整合和有償使用工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室以晉煤整合辦字200630 號(hào)文，批復(fù)和核準(zhǔn)了（古交市煤炭資源整合和有償使用工作方案的核準(zhǔn)意見(jiàn)），由原黃河煤礦有限公司和原興安煤業(yè)有限公司于 2006 年進(jìn)行資源整合而成。原黃河煤礦有限公司于 1996 年建井，1998 年投產(chǎn)，斜井開(kāi)拓。建井投產(chǎn)后先開(kāi)采 2+3 號(hào)煤層，斜井開(kāi)拓，礦車運(yùn)輸，絞車提升，倉(cāng)房式采煤，生產(chǎn)能力 6 萬(wàn) t/a，于 2000 年采空?qǐng)?bào)廢，并向 4 號(hào)煤層延深；2001 年開(kāi)始開(kāi)采 4 號(hào)煤層。2005 年經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，采用皮帶運(yùn)

28、輸，壁式采煤，核定生產(chǎn)能力 15 萬(wàn) t/a原興安煤業(yè)有限公司于 1993 年建井，1994 年投產(chǎn)，斜井開(kāi)拓，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 6 萬(wàn) t/a。建井投產(chǎn)后主要越界開(kāi)采井田東南部 2+3 號(hào)煤層。1.4.2 兼并重組后井田開(kāi)拓1）工業(yè)場(chǎng)地位置的選擇本次兼并重組主要考慮開(kāi)采 8、9 號(hào)煤層。該礦 2+3、4 號(hào)煤層基本采空，僅在井田西南角剩余很少資源，不能布置正規(guī)機(jī)械化采煤工作面。故本次設(shè)計(jì)首先開(kāi)采 8 號(hào)煤層。根據(jù)現(xiàn)有工業(yè)場(chǎng)地條件，考慮利用黃河煤業(yè)有限公司原主斜井刷大后作為兼并重組后礦井的主斜井，利用資源整合時(shí)新開(kāi)鑿的斜井作為兼并重組后的副斜井，在原黃河煤業(yè)有限公司場(chǎng)地（距主斜井井口 264 m）

29、新掘回風(fēng)立井作為兼并重組后的專用回風(fēng)井。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，原黃河煤業(yè)有限公司工業(yè)場(chǎng)地地形較平坦，地面工業(yè)、生活建筑比較齊全，且具有一定規(guī)模，可以滿足礦井整合后 0.6 Mt/a 生產(chǎn)能力的要求。2）開(kāi)拓方式選擇批準(zhǔn)該礦開(kāi)采 2+3、4、7、8、9 號(hào)煤層，根據(jù) 2010 年 7 月，中礦國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限公司提交了山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦兼并重組初步設(shè)計(jì)，只對(duì) 8、9 號(hào)煤層進(jìn)行開(kāi)拓布置。結(jié)合礦井開(kāi)采技術(shù)條件和管理水平，設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式為斜井開(kāi)拓，達(dá)產(chǎn)時(shí)布置有 3 個(gè)井筒，即主斜井、副斜井和回風(fēng)立井。山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)101.主斜井：利用

30、黃河煤業(yè)有限公司原主斜井刷大后作為兼并重組后礦井的主斜井。井筒斜長(zhǎng) 507 m（至 9 號(hào)煤層下方 74 m 處），傾角 24，半圓拱斷面，凈寬 3.4 m，凈斷面 9.6 m2。裝備大傾角膠帶輸送機(jī)。擔(dān)負(fù)礦井的煤炭提升任務(wù)。井筒內(nèi)設(shè)扶手、行人臺(tái)階，兼作礦井的進(jìn)風(fēng)井和安全出口。2.副斜井：利用資源整合時(shí)開(kāi)鑿的斜井作為兼并重組后的副斜井。井筒斜長(zhǎng) 471 m（至 9 號(hào)煤層），傾角 22，半圓拱斷面，凈寬 3.6 m，凈斷面 10.5 m2。井筒內(nèi)裝備單鉤串車，擔(dān)負(fù)礦井的人員升降及全部輔助提升任務(wù)，兼作礦井的進(jìn)風(fēng)井和安全出口。3.回風(fēng)立井：新掘井筒。凈直徑 4.0 m，凈斷面 12.56 m2，

31、垂深 185 m（至8 號(hào)煤層中）。裝備行人梯子間。為礦井的專用回風(fēng)井兼作礦井的安全出口。井田內(nèi)的其它井筒一律按照“六條標(biāo)準(zhǔn)”實(shí)施關(guān)閉。3）水平劃分及標(biāo)高根據(jù)井田內(nèi)各可采煤層賦存條件，2+3 號(hào)、4 號(hào)煤層基本采空。8 號(hào)煤層和9 號(hào)煤層間距平均 8.67 m，設(shè)計(jì)確定布置一個(gè)水平開(kāi)拓整個(gè)井田。水平設(shè)在 9號(hào)煤層中，水平標(biāo)高+992 m，開(kāi)采 8、9 號(hào)煤層。4）大巷布置主斜井進(jìn)入 9 號(hào)煤層后延伸 74 m 設(shè)井底煤倉(cāng)，從煤倉(cāng)上口向東北方向利用已有巷道作為 801 采區(qū)膠帶巷（沿 8 號(hào)煤層底板布置），至東南邊界境界煤柱。另向西北方向沿 9 號(hào)煤層底板布置 901 采區(qū)膠帶巷，至井田西北邊界

32、境界煤柱。在主井井底布置清理撒煤斜巷。副斜井進(jìn)入 9 號(hào)煤層后沿 9 號(hào)煤層底板平行東南境界煤柱布置 801 采區(qū)軌道巷，并布置主水泵房、主變電所、水倉(cāng)等硐室。801 采區(qū)軌道巷和主井清理撒煤斜巷連通。向北和 901 采區(qū)膠帶巷平行布置 901采區(qū)軌道巷。回風(fēng)立井見(jiàn) 8 號(hào)煤層后，沿 8 號(hào)煤層頂板以 145的方位角向東南掘進(jìn) 66 m，然后以 54的方位角向東北掘進(jìn) 304 m 布置 801 總回風(fēng)巷。從 801總回風(fēng)巷向東北和西北分別布置 801、901 采區(qū)回風(fēng)巷，東北和西北方向的三條巷道在境界煤柱處貫通，形成一水平開(kāi)拓系統(tǒng)。巷道間距均為 30 m，兩側(cè)煤柱各留設(shè) 30 m。5）采區(qū)劃分

33、及開(kāi)采順序山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)11根據(jù)井田開(kāi)拓布置，按照 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 要求，并結(jié)合工作面技術(shù)裝備和管理水平，煤層開(kāi)采順序?yàn)樽陨?而下依次開(kāi)采。井田共劃分為3個(gè)采區(qū)，即801、802、901采區(qū)。首采區(qū)為801采區(qū)，布置1個(gè)綜采工作面保證礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。首采面布置在 801采區(qū)東翼井田邊界。采區(qū)接替按801、802、901順序進(jìn)行。 801采區(qū)內(nèi)工作面布置和回采方向均采 取后退式。802、901采區(qū)內(nèi)工作面布置采取前進(jìn)式?；夭煞较虿捎煤笸耸?。采區(qū)接替順序見(jiàn)表12。表表12 采區(qū)接替表采區(qū)接替表采區(qū)名稱開(kāi)采煤層可采儲(chǔ)量（Mt）服務(wù)年限

34、（a）接替采區(qū)80182.272.780280281.6481.9690190191.7592.09小計(jì)6.0156.751.4.2 井筒設(shè)計(jì)及運(yùn)輸方式1.井筒設(shè)計(jì)根據(jù)開(kāi)拓布置，達(dá)產(chǎn)時(shí)布置有 3 個(gè)井筒，即主斜井、副斜井和回風(fēng)立井。（一）主斜井：用黃河煤業(yè)有限公司原主斜井刷大后作為兼并重組后礦井的主斜井。井筒斜長(zhǎng) 507 m（至 9 號(hào)煤層下方 74 m 處），傾角 24，半圓拱斷面，凈寬 3.4 m，凈斷面 9.6 m2。裝備大傾角膠帶輸送機(jī)。擔(dān)負(fù)礦井的煤炭提升任務(wù)。井筒內(nèi)設(shè)扶手、行人臺(tái)階，兼作礦井的進(jìn)風(fēng)井和安全出口。（二）副斜井：利用資源整合時(shí)開(kāi)鑿的斜井作為兼并重組后的副斜井。井筒斜長(zhǎng) 4

35、71 m（至 9 號(hào)煤層），傾角 22，半圓拱斷面，凈寬 3.6 m，凈斷面10.5 m2。井筒內(nèi)裝備單鉤串車，擔(dān)負(fù)礦井的人員升降及全部輔助提升任務(wù)，兼作礦井的進(jìn)風(fēng)井和安全出口。（三）新掘井筒。凈直徑 4.0 m，凈斷面 12.56 m2，垂深 185 m（至 8 號(hào)煤層中）。裝備行人梯子間。為礦井的專用回風(fēng)井兼作礦井的安全出口。2.井筒井壁結(jié)構(gòu)（一）主斜井：表土段采用鋼筋混凝土支護(hù)，基巖段采用錨網(wǎng)噴支護(hù)。（二）副斜井：表土段采用鋼筋混凝土支護(hù)，基巖段采用錨網(wǎng)噴支護(hù)。山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)12（三）回風(fēng)立井：表土段采用鋼筋混凝土支護(hù)，基巖段采用混

36、凝土砌碹支護(hù)。3.運(yùn)輸方式根據(jù)礦井開(kāi)拓布置和運(yùn)量的要求，井下煤炭運(yùn)輸采用帶式輸送機(jī)的運(yùn)煤方式。帶式輸送機(jī)運(yùn)量大，運(yùn)輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單，用人少，效率高，事故少，生產(chǎn)潛力大，便于實(shí)現(xiàn)集中和自動(dòng)控制，使運(yùn)輸提升連續(xù)化，可以充分發(fā)揮綜采設(shè)備的生產(chǎn)能力，確保礦井高效穩(wěn)產(chǎn)。根據(jù)運(yùn)輸條件及礦方提供資料，膠帶巷選用 DTL800/45/2160 和DTL100/58/190 型帶式輸送機(jī)。井下輔助運(yùn)輸采用 JD-1 型調(diào)度絞車牽引礦車運(yùn)送材料，根據(jù)巷道布置情況，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)井下輔助運(yùn)輸技術(shù)裝備發(fā)展現(xiàn)狀和輔助運(yùn)輸量情況，設(shè)計(jì)推薦輔助運(yùn)輸方式為調(diào)度絞車牽引礦車運(yùn)輸。采區(qū)膠帶巷采用矩形斷面，錨噴支護(hù)，寬 3.4 m，凈高

37、2.6 m，凈斷面 8.5 m2，采區(qū)軌道巷采用矩形斷面，錨桿支護(hù)，寬 3.6 m，凈高 3.4 m，凈斷面 11.9 m2。軌道大巷內(nèi)安裝調(diào)度絞車，鋪設(shè)軌型 30 kg/m、軌距 600 mm 的單軌。采區(qū)軌道巷和采區(qū)運(yùn)輸巷道在 8 號(hào)煤層布置，坡度 68。1.5 礦井通風(fēng)與瓦斯涌出現(xiàn)狀礦井通風(fēng)與瓦斯涌出現(xiàn)狀礦井通風(fēng)方式為中央分列式，風(fēng)機(jī)工作方法為抽出式。礦井采用主斜井和副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)，局部通風(fēng)采用局部通風(fēng)機(jī)，主通風(fēng)機(jī)工作方法為抽出式的通風(fēng)系統(tǒng)，局部采用壓入式通風(fēng)。礦井移交生產(chǎn)及達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，布置有進(jìn)風(fēng)井 2 個(gè)，回風(fēng)井 1 個(gè),即主斜井和副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)。主斜井、副

38、斜井和回風(fēng)立井均服務(wù)于全井田，服務(wù)年限 7.43 年，主斜井、副斜井、和回風(fēng)立井均為礦井的安全出口。掘進(jìn)工作面采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，選用局扇為 FBDNo5.6/211 型。通風(fēng)方式采用壓入式。選用 FBCDZ-8-22B 型對(duì)旋防爆軸流風(fēng)機(jī) 2 臺(tái)，配 YBFe355S4-8 型電機(jī)，功率 2160 kW，電壓 380V，轉(zhuǎn)速 740 r/min。1 臺(tái)工作，1 臺(tái)備用。山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)13根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局文件晉煤安發(fā)20072030 號(hào)文關(guān)于 2007 年度年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸及以上煤礦礦井瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)，礦井瓦斯

39、相對(duì)涌出量為 2.44 m3/t，礦井二氧化碳相對(duì)涌出量為 3.65 m3/t，經(jīng)計(jì)算，該礦以 0.6 Mt/a 開(kāi)采 8 號(hào)煤層時(shí)，瓦斯絕對(duì)涌出量為3.08 m3min，二氧化碳絕對(duì)涌出量為4.6 m3min。該礦屬于低瓦斯礦井。礦井四鄰關(guān)系圖見(jiàn)圖 13。2006、2007 年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果見(jiàn)表 13鄰近礦井歷年來(lái)礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果見(jiàn)表 14。表表13 礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果表礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果表瓦斯二氧化碳煤礦開(kāi)采煤層絕對(duì)涌出量(m3/min)相對(duì)涌出量(m3/t)絕對(duì)涌出量(m3/min)相對(duì)涌出量(m3/t)鑒定等級(jí)銀宇礦（2006）2+3、4低瓦斯銀宇礦（2007）2+3、4

40、0.160.24低瓦斯玉峁煤礦（2007）2+3、40.311.291.034.28低瓦斯玉峁煤礦（2008）2+3、40.410.34低瓦斯表表14 鄰近礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果表鄰近礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果表瓦斯二氧化碳煤礦絕對(duì)涌出量(m3/min)相對(duì)涌出量(m3/t)絕對(duì)涌出量(m3/min)相對(duì)涌出量(m3/t)鑒定等級(jí)西曲礦（2006）23.813.639.141.34低瓦斯（存在高瓦斯區(qū)域）西曲礦（2007）18.072.958.671.41低瓦斯（存在高瓦斯區(qū)域）8、9號(hào)煤層開(kāi)采地段為井田淺埋區(qū)，屬低瓦斯礦井。推測(cè)井田深埋處，煤層瓦斯含量會(huì)增高。因此在今后的生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)以加強(qiáng)瓦斯的監(jiān)

41、測(cè)預(yù)報(bào)和通風(fēng)管理工作，預(yù)防瓦斯聚集，同時(shí)杜絕明火，嚴(yán)格遵守煤礦安全生產(chǎn)規(guī)程，以確保安全生產(chǎn)。山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)14圖圖 13 礦井四鄰關(guān)系圖礦井四鄰關(guān)系圖山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)152 煤層瓦斯含量分布規(guī)律煤層原始瓦斯含量是指單位質(zhì)量原始煤體所含有的瓦斯量（換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積），常用 m3/t 或 ml/g 作為計(jì)量單位。它是礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)的重要依據(jù)參數(shù)，煤層瓦斯含量的測(cè)定方法可分為直接方法和間接方法。2.1 煤層瓦斯含量煤層瓦斯含量測(cè)定測(cè)定項(xiàng)目實(shí)施期間，項(xiàng)目組人員在銀宇煤礦具備測(cè)試條件的

42、地點(diǎn)（原測(cè)繪礦原有回風(fēng)斜井下井到原 8#煤回風(fēng)大巷），采用井下鉆屑解吸法（直接方法）對(duì)8、9#煤層的瓦斯含量進(jìn)行了測(cè)定。2.1.1 測(cè)定方法簡(jiǎn)介鉆屑解吸法測(cè)定煤層瓦斯含量的原理是：井下采集新鮮原始煤樣，實(shí)測(cè)煤樣瓦斯解吸量，根據(jù)煤樣瓦斯解吸規(guī)律推算取樣過(guò)程煤樣的損失瓦斯量，然后在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定煤樣的殘存瓦斯量，最后根據(jù)煤樣的取樣損失瓦斯量、井下瓦斯解吸量、殘存瓦斯量和煤樣重量計(jì)算煤層瓦斯含量。鉆屑解吸法井下測(cè)定煤層瓦斯含量的步驟如下：在原有 8 號(hào)煤層回風(fēng)大巷，用煤電鉆垂直煤壁打一個(gè) 9 m 左右深42mm 的鉆孔，由于 9 號(hào)煤層沒(méi)有揭露不具備打鉆條件，但是距離8 號(hào)煤層較近（平均 8.67 m）

43、，所以，工作人員在原有 8 號(hào)煤層回風(fēng)大巷向下傾斜 45，打穿層鉆孔 13 m 左右直至 9 號(hào)煤層，當(dāng)鉆孔鉆到預(yù)定位置時(shí)開(kāi)始取樣，并記錄采樣開(kāi)始時(shí)間 t1；將采集的新鮮煤樣裝罐并記錄煤樣裝罐后開(kāi)始解吸測(cè)定的時(shí)間t2，用 FHJ-2 型瓦斯解吸速度測(cè)定儀（圖 21）測(cè)定不同時(shí)間 t 下的煤樣圖圖 21 瓦斯解吸速度測(cè)定儀示意圖瓦斯解吸速度測(cè)定儀示意圖1量管 2吸氣球 3溫度計(jì) 4水槽 5夾子 6彈簧夾 7排水管 8膠管 9針頭 10密封罐 11螺帽山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)16累計(jì)瓦斯解吸量 Qt，一般測(cè)定 2 個(gè)小時(shí)，解吸測(cè)定停止后擰緊煤樣罐以保證

44、不漏氣，送實(shí)驗(yàn)室測(cè)定煤樣殘存瓦斯量；損失量計(jì)算將不同解吸時(shí)間下測(cè)得資料按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積 Q0t：（21）05273.2()1.013 10 (273)asttPP QQt式中 Q0t-算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的解吸瓦斯體積，ml； Qt-不同時(shí)間解吸瓦斯測(cè)定值，ml；Pa-測(cè)定地點(diǎn)大氣壓力，Pa；Ps-測(cè)定地點(diǎn)氣溫下飽和水蒸汽壓力，Pa；t-測(cè)定地點(diǎn)氣溫，。把不同時(shí)間的煤樣累計(jì)解吸量 Qt換算為不同時(shí)間的瓦斯解吸速度 qt，對(duì)全部測(cè)點(diǎn)(t0+t)，qi按照進(jìn)行回歸計(jì)算，如圖 22 所示，求出 k 和，再kt0qq e0q由計(jì)算取樣過(guò)程中的漏失瓦斯量。0-kt01V(1-e)qk將解吸測(cè)定后的

45、煤樣連同煤樣罐送實(shí)驗(yàn)室測(cè)定其殘存瓦斯量、水分、灰等；根據(jù)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煤樣損失瓦斯量、解吸瓦斯量、殘存瓦斯量和煤的質(zhì)量，可求出煤樣的瓦斯含量。X=(V0+V1+V2)/G0 （22）式中 Vo-煤樣瓦斯解吸量，ml；V1-煤樣損失瓦斯量，ml；V2-煤樣殘存瓦斯量，ml；G0- 煤樣可燃質(zhì)重量，g；X-煤樣可燃質(zhì)瓦斯含量，ml/g.r。山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)17圖圖 22 煤屑解吸瓦斯速率煤屑解吸瓦斯速率 V 與解吸時(shí)間與解吸時(shí)間 t 的回歸曲線的回歸曲線2.1.2 煤層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果利用上述方法對(duì)銀宇煤礦 8、9#煤層的瓦斯含量進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)

46、實(shí)測(cè)，測(cè)定結(jié)果如表 21、表 22 所示（8 號(hào)煤層測(cè)點(diǎn)沿原有 8 號(hào)煤層回風(fēng)大巷布置，由于 9號(hào)煤層沒(méi)有揭露，不能直接布置測(cè)點(diǎn)，但是距離 8 號(hào)煤層較近，所以工作人員將 9 號(hào)煤層測(cè)點(diǎn)沿原有 8 號(hào)煤層回風(fēng)大巷布置）。表表 21 銀宇煤礦銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果煤層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果試樣中氣體組分（%）可燃值瓦斯含量測(cè)定地點(diǎn)煤層埋深（m）CH4CO2N2（m3/t.r）80101 回風(fēng)順槽8#1513.3514.0479.590.6280101 運(yùn)輸順槽8#1634.7612.1582.90.45原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷 250 m 處8#1807.4113.6778.910.65原

47、 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷 400 m 處8#2046.559.8883.571.04原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷 550 m 處8#2239.0815.6975.230.95901 采區(qū)軌道巷9#2610.3121.6073.651.82原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷 400 m 處9#2383.7413.8682.311.70原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷 600 m 處9#2071.2115.9982.371.44原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷 750 m 處9#1638.516.4684.311.31原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷 900 m 處9#1785.4316.1778.31.62表表 22 銀宇煤礦銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯含量測(cè)

48、定結(jié)果煤層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果坐標(biāo)解析量損失量殘存量原煤瓦斯含量測(cè)定地點(diǎn)煤層X(jué)YZ（m3/t）（m3/t）（m3/t）（m3/t）80101 回風(fēng)順槽8#42060121959968211130.220.10.160.4880101 運(yùn)輸順槽8#42055881959953211060.120.090.140.35原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷250 m 處8#42057631959944510820.170.130.210.51原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷400 m 處8#42057511959925310630.350.160.30.81原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷550 m 處8#420562319599108104

49、00.320.180.240.74901 采區(qū)軌道巷9#42054861959881410020.820.170.221.21原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷400 m 處9#42055781959906310250.740.160.231.13原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷600 m 處9#42057731959926410570.520.250.190.96原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷750 m 處9#42059671959948711020.570.190.110.87原 8 號(hào)煤回風(fēng)大巷9#42060121959965310920.820.110.151.08山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)

50、 河南理工大學(xué)18900 m 處對(duì)銀宇礦 8、9 號(hào)煤層瓦斯含量進(jìn)行線性回歸，如圖 23、圖 24 所示，銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯含量均較低，對(duì)瓦斯含量進(jìn)行線性回歸，瓦斯含量縱向上，有隨著埋深增加而增大的趨勢(shì)，線性相關(guān)性較明顯，橫向上，井田范圍內(nèi)由東北向西南逐漸增大。依據(jù)表 21、22，回歸分析 8、9 號(hào)煤瓦斯含量（y）與埋藏深度（x）的關(guān)系（圖 23、24），相關(guān)系數(shù)分別為：R2=0.7309、R2=0.6799。建立了如下數(shù)學(xué)模型： （23）0.0056 -0.4449yx （24）0.0027 +0.4757yx式中 y瓦斯含量，m3/t.daf；y = 0.0056x - 0.44

51、49R2 = 0.730900.10.20.30.40.50.60.70.80.9140160180200220240煤層埋深（m）瓦斯含量（m3/t）圖圖 23 8#煤層瓦斯含量與埋深關(guān)系圖煤層瓦斯含量與埋深關(guān)系圖y = 0.0027x + 0.4757R2 = 0.67890.80.911.11.21.3150200250300埋藏深度（m）瓦斯含量（m3/t）圖圖 24 9#煤層瓦斯含量與埋深關(guān)系圖煤層瓦斯含量與埋深關(guān)系圖山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)19x煤層埋深，m；r相關(guān)系數(shù)。銀宇礦 8、9 號(hào)煤層瓦斯含量隨埋深增長(zhǎng)梯度分別為 0.56 m3

52、/t/100m、0.27 m3/t/100m。根據(jù)以上的內(nèi)容預(yù)測(cè)銀宇煤礦 8#煤層不同埋深的煤層瓦斯含量分別為：煤層埋深 240 m 處的瓦斯含量趨勢(shì)值是 0.90 m3/t；煤層埋深 250 m 處的瓦斯含量趨勢(shì)值是 0.96 m3/t；煤層埋深 260 m 處的瓦斯含量趨勢(shì)值是 1.01 m3/t；煤層埋深 270 m 處的瓦斯含量趨勢(shì)值是 1.07 m3/t。根據(jù)以上的內(nèi)容預(yù)測(cè)銀宇煤礦 9#煤層不同埋深的煤層瓦斯含量分別為：煤層埋深 260 m 處的瓦斯含量趨勢(shì)值是 1.18 m3/t；煤層埋深 270 m 處的瓦斯含量趨勢(shì)值是 1.20 m3/t；煤層埋深 280 m 處的瓦斯含量趨勢(shì)

53、值是 1.23 m3/t；煤層埋深 290 m 處的瓦斯含量趨勢(shì)值是 1.26 m3/t。根據(jù)瓦斯含量回歸方程推測(cè) 8、9 號(hào)煤層最大埋深瓦斯含量分別是 1.07 m3/t；1.26 m3/t，運(yùn)用 sufer 軟件，繪制銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯含量等值線圖。2.2 煤層瓦斯含量分布特征煤層瓦斯含量分布特征當(dāng)煤層具有露頭或煤層處于沖積層之下時(shí)，煤層瓦斯會(huì)出現(xiàn)垂直分帶現(xiàn)象，即煤層瓦斯沿垂向可以分為兩個(gè)帶：瓦斯風(fēng)化帶和甲烷帶；依氣體組分的差異，瓦斯分化帶還可細(xì)分為：二氧化碳氮?dú)鈳А⒌獨(dú)鈳Ш偷獨(dú)饧淄閹?。?23 為煤層瓦斯垂直分帶劃分標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，煤層瓦斯的垂直分帶現(xiàn)象具有連續(xù)性，如圖 25

54、所示，即：二氧化碳氮?dú)鈳幱诿簩拥淖顪\部，其次是氮?dú)鈳?，之后是氮?dú)饧淄閹?，最后是甲烷帶。在一些特定條件和特定環(huán)境下，煤層瓦斯的垂直分帶特性也可能是如下二種情形：氮?dú)鈳幱诿簩拥淖顪\部，之后是氮?dú)饧淄閹?，最后是甲烷帶；或者是氮?dú)饧淄閹幱诿簩拥淖顪\部，然后是甲烷帶。瓦斯風(fēng)化帶下界深度根據(jù)下列指標(biāo)中的任何一項(xiàng)確定：1）煤層的相對(duì)瓦斯涌出量等于 23 m3/t 處；2）煤層內(nèi)的瓦斯組分中甲烷及重?zé)N濃度總和達(dá)到 80%（體積比）；山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)203）煤層內(nèi)的瓦斯壓力為 0.10.15 MPa；4）煤的瓦斯含量達(dá)到下列數(shù)值處：長(zhǎng)焰煤 1.01.5

55、 m3/t（C.M.），氣煤1.52.0 m3/t（C.M.），肥煤與焦煤 2.02.5 m3/t（C.M），瘦煤 2.53.0 m3/t（C.M.），貧煤 3.04.0 m3/t（C.M.），無(wú)煙煤 5.07.0 m3/t（C.M.）（此處的 C.M.是指煤中可燃質(zhì)既固定碳和揮發(fā)分）。本井田 2+3、4 號(hào)煤層在井田東北部出露，據(jù)西曲礦地質(zhì)資料，風(fēng)氧化深度約 30 m 左右，由于本井田東北部基巖面較平緩，風(fēng)氧化帶寬度比較寬，最寬達(dá)到 400 m 左右。據(jù)地質(zhì)報(bào)告批復(fù)文件得知，銀宇煤礦 8、9#煤層最大埋深小于 300 m，均處于瓦斯風(fēng)氧化帶內(nèi)，且均為焦煤。表表 23 煤煤層層瓦瓦斯斯垂垂直直

56、分分帶帶劃劃分分標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)組分含量（%）帶名稱亞帶名稱CH4N2CO2二氧化碳氮?dú)鈳?1520802080氮?dú)鈳?201580020瓦斯風(fēng)化帶氮?dú)饧淄閹?0802080020甲烷帶甲烷帶80100020015AB1234060 (%) 01020 (m /t)3CH4CH4N2N2圖圖 25 煤煤層層瓦瓦斯斯分分帶帶及及其其帶帶序序 A含量，m3/t B占總瓦斯成分的百分比；1二氧化碳氮?dú)鈳?2氮?dú)鈳?3氮?dú)饧淄閹?4甲烷帶結(jié)合鄰近礦井西曲礦井地質(zhì)資料，據(jù)銀宇煤礦 8#煤層瓦斯含量測(cè)點(diǎn)所測(cè)得的瓦斯組分結(jié)果（表 21、表 22），煤層瓦斯中的甲烷（CH4）組分為3.359.08%，二氧化碳（CO2

57、）組分為 9.8815.69%，氮?dú)猓∟2）組分為75.2383.57%，對(duì)照表 23 和瓦斯風(fēng)化帶下界深度確定指標(biāo)，可以看出：銀宇煤礦 8#煤層的瓦斯組分以氮?dú)猓∟2）山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)21和二氧化碳（CO2）為主，甲烷（CH4）很少，且瓦斯含量小于 2.5 m3/t.r，處于瓦斯風(fēng)化帶的二氧化碳氮?dú)鈳?，由煤層瓦斯垂直分帶的連續(xù)性可知，二氧化碳氮?dú)鈳б韵聲?huì)有氮?dú)鈳?、氮?dú)饧淄閹?，而井田范圍?nèi) 8#煤層的最大埋藏深度僅為 270 m 左右，由此推斷井田范圍內(nèi) 8#煤層處于瓦斯風(fēng)化帶。9#煤層瓦斯中的甲烷（CH4）組分為 0.318.51%，二氧

58、化碳（CO2）組分為6.4621.60%，氮?dú)猓∟2）組分為 73.6584.31%，對(duì)照表 23 和瓦斯風(fēng)化帶下界深度確定指標(biāo)，可以看出：銀宇煤礦 9#煤層的瓦斯組分以氮?dú)猓∟2）和二氧化碳（CO2）為主，甲烷（CH4）很少，且瓦斯含量小于 2.5 m3/t.r，處于瓦斯風(fēng)化帶的二氧化碳氮?dú)鈳?，由煤層瓦斯垂直分帶的連續(xù)性可知，二氧化碳氮?dú)鈳б韵聲?huì)有氮?dú)鈳?、氮?dú)饧淄閹В锓秶鷥?nèi) 9#煤層的最大埋藏深度僅為 280 m 左右，由此推斷井田范圍內(nèi) 9#煤層處于瓦斯風(fēng)化帶。2.3 煤層處于瓦斯風(fēng)化帶的主要原因分析煤層處于瓦斯風(fēng)化帶的主要原因分析煤層瓦斯含量受諸如煤層埋藏深度、煤層和圍巖的透氣性、

59、煤層傾角、煤層露頭、地質(zhì)構(gòu)造、煤化程度及開(kāi)采狀況等因素的影響，地質(zhì)構(gòu)造往往是影響瓦斯存儲(chǔ)最重要的條件之一。1）有利于煤層瓦斯逸散的煤田地質(zhì)從植物的堆積一直到煤炭的形成，要經(jīng)歷長(zhǎng)期復(fù)雜的地質(zhì)變化，這些變化對(duì)煤中瓦斯的生成和排放都起著一定的作用。煤層中瓦斯生成量、煤田范圍內(nèi)瓦斯含量的分布以及煤層瓦斯向地表的運(yùn)移，歸根到底都取決于煤田的地質(zhì)史。礦區(qū)位于呂梁山中段東緣，地貌類型屬剝蝕、侵蝕低中山區(qū)，地勢(shì)總體東高，西低。最高點(diǎn)高程 1300 m，位于礦區(qū)東南部，最低點(diǎn)高程 1160，位于礦區(qū)西部溝內(nèi)。區(qū)內(nèi)地形切割強(qiáng)烈，最大相對(duì)高差 140 m，溝谷呈“V” ，溝坡較陡，植被發(fā)育較差。地表覆蓋層相對(duì)疏松，

60、孔隙發(fā)達(dá)，局部有基巖裸露，為煤層瓦斯的散逸提供了良好的通道。2）有利于煤層瓦斯逸散的地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造中的斷層會(huì)破壞煤層的連續(xù)完整性，使煤層瓦斯排放條件發(fā)生變化；一般而言，張性正斷層屬開(kāi)放型斷層，利于煤層瓦斯的排放。從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造來(lái)看，銀宇煤礦井田范圍內(nèi)的斷層不發(fā)育，但是邊緣有較多小型斷層，有利于煤田瓦斯的逸散。山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦 8、9#煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 河南理工大學(xué)223）煤層埋藏深度與露頭風(fēng)化剝蝕煤層埋藏深度是決定煤層瓦斯含量大小的重要因素，銀宇煤礦 8、9 號(hào)煤層埋深較淺，井田西北部遭受風(fēng)化剝蝕，且有煤層露頭，具有良好的瓦斯逸散通道，有利于煤層瓦斯的逸散。4）已采采空區(qū)對(duì)瓦斯