庇山矿隐蔽致灾报告

PAGEPAGE671绪论1.1目的平顶山市瑞平煤电有限公司庇山煤矿原为汝州市庇山一号井田，矿井于1995年动工兴建，建设期间由于缺乏资金，矿井时建时停。2002年6月庇山煤矿由天瑞集团铸造有限公司收购，更名为天瑞集团铸造有限公司庇山煤矿，2002年10月开工建设，2006年9月通过验收投产，设计生产能力30万吨/年；2011年开始进行产业升级改造，设计生产能力85万吨/年，2014年3月通过产业升级改造竣工验收，目前实际生产能力在100万吨/年以上。为保证矿井安全生产工作持续稳定，进一步查明井田范围内的隐蔽致灾地质因素，做出相应预测预报，及时处理煤矿地质灾害，从根本上遏制煤矿事故的发生，根据《煤矿地质工作规定》要求，庇山煤矿组织了矿井地质、测量、防治水、通风、防突各专业技术人员，对井田范围内及相邻区域开展了隐蔽致灾地质因素普查工作，并编制成《平顶山市瑞平煤电有限公司庇山煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告》。1.2任务（1）查明采空区老空区的分布、形成时间、范围、积水状况；（2）查明废弃老窑和封闭不良钻孔；（3）查明矿井内主要褶曲形态，查明矿井边界断层和井田内落差大于1m的断层，收集矿井裂隙发育资料、总结规律；（4）查明矿井内的陷落柱；（5）查明煤层瓦斯含量及赋存状况；（6）查明煤层顶底板导水裂缝带高度；（7）查明影响矿井安全开采的各种地下含水体，导水通道等，预测煤矿正常和最大涌水量；（8）查明火区范围、密闭、气体成分等情况；（9）查明古河床冲刷带、天窗的分布情况；（10）提出矿井对隐蔽致灾地质因素的防范措施及建议。2矿井基本情况2.1位置及范围庇山煤矿位于庇山矿区东南，东南距汝州市12km，北距洛阳市约50km，东距平顶山市约80km。行政区划属汝州市陵头乡。井田南部距焦枝铁路最近之王堂车站3km，距洛（阳）～临（汝）公路约5km，东距临（汝）～郑（州）公路约4km，交通十分方便。详见交通位置图2－1。庇山煤矿井田范围：东起F3断层，西至F1断层，南起各煤层露头，北至各煤层-700m等高线。井田走向长约2.7～2.9km，倾斜宽约1.6～2.2km，面积6.1456km2。按照河南省国土资源厅对庇山煤矿开采范围的批复，本井田范围由以下22个拐点座标连线圈定而成，拐点座标见表2－1。表2-1井田境界拐点座标表拐点号XY拐点号XYA3790250.0038385300.00L3791090.0038389300.00B3790575.0038385950.00M3790900.0038389520.00C3790735.0038386325.00N3790215.0038389350.00D3791265.0038387070.00O3789950.0038388980.00E3791420.0038387175.00P3789915.0038388840.00F3791585.0038386875.00Q3789770.0038388625.00G3792015.0038387385.00S3789535.0038387855.00H3792100.0038387570.00T3789495.0038387523.00I3791310.0038388410.00U3789380.0038387140.00J3791125.0038388850.00V3789450.0038386500.00K3791150.0038389120.00W3789640.0038386000.00共有22个拐点圈成，开采深度283～-700m，限采一8、二1煤层2.2自然地理（1）地形地貌井田属低山丘陵地带，主要由狼牙山和庇山组成。区内在庇山、狼牙山出露有三叠系、二叠系地层，其余大部分地区老地层出露零星，多被第四系粘土夹砾石层及坡积物覆盖，F6断层以东拗陷区沉积有巨厚层新生界沉积物，650孔揭露厚度639.58m。全区地势北高南低，最高点庇山为486.99m。（2）水系本区属淮河流域，汝河水系，流经矿区边缘的荆河、杨寨溪沟、水泉河，均自北向南东注入汝河，流量随季节性变化，具有暴雨剧增旱季锐减的特点。本区最高洪水位标高为+280m。大张水库位于矿区西南部，是庇山矿区所属范围内最大的地表水体，其最大库容量为150×104m3，平均为70×104～80×104m3，占地面积300亩。近年来季节性连续干枯，荆河为其最主要的补给来源。陆浑灌渠由南部绕向东南，是区内最大的人工水系，只在天气干旱时放水，经庇山煤矿防渗漏处理后对矿井影响不大。区内还有规模较小的地表水7个，一般呈串珠状或零星分布，季节性变化较大，对矿井开采没有影响。（3）气象本区属大陆性半干旱气候。据汝州市气象站1957～1984年观测资料，年平均气温14.2℃，最低气温-18℃。历年平均降雨量653.7mm，年最大降雨量1170.9mm，最小降雨量332.8mm，大气降水集中在7、8、9三个月，历年平均蒸发量1834mm，年最大蒸发量2250.4mm，年最小蒸发量1421.1mm。年平均绝对湿度12.6mba，平均相对湿度67.2%。本区夏季多东南风，冬季西北风，最大风速24m/s。冻土期从当年11月至来年3月，最大冻土深度18cm。（4）地震根据汝州市志记载，1809年夏地震，汝水溢，伤人无数。1827年3月23日曾发生过地震。经国家地震局河南省物测队鉴定，前一次地震烈度小于Ⅵ度，后一次为有感地震。1972年5月开始对地震进行系统观测，在1972年12月2日和1973年12月图2-2河南地震动峰值加速度区划图2.3煤矿生产情况2.3.1矿井采用斜井立井综合开拓，单水平上、下山开采，水平标高为-50m水平，-50m标高以上为一采区，-50～-320m为二上采区，-320m标高至井田深部边界为二下采区。一采区2007年正式生产，二下采区各安全生产系统于2015年10月全部形成。矿井掘进分为掘进机掘进和放炮掘进，采煤方法全部为走向长壁式综合机械化采煤，回采方向为后退式，顶板管理为全部跨落法。目前，矿井布置有两个采煤工作面，分别为二12-12060采面和二1-12051采面。2.3.2矿井各大生产系统情况1.矿井通风系统矿井通风系统为三进一回，主、副斜井和乘人斜井（即原回风斜井）进风，回风立井回风，中央分列抽出式通风。回风立井装配2台FBCDZ-10-No31型对旋轴流通风机，每台风机配2台专用防爆电机，功率400kW，电压6kW，一台工作，一台备用。风机额定风量为8400～11880m3/min，额定负压为1150～3800Pa，目前风机双级运行，风叶角度-5ｏ，进风量8448m3/min，负压2219Pa。目前完全能够满足矿井生产需要。2.提升运输系统主提升：主斜井斜长810mm，倾角26°，断面11m2，铺有800mm宽大倾角高强皮带，提升高度325m，电动机：YB2400L-4，N=450kW，运输能力为230t/h，最高运转速度3.15m/s，运转正常，能够满足矿井生产需要。副提升：副斜井斜长810m，目前兼作运料及运送人员的副斜井配备双滚筒2JK-3.0×1.5/30E绞车，双钩串车提升，采用XRC15-6/6型人车运人，1吨矿车运料，铺设30kg/m轨道，轨距600mm。乘人斜井猴车：从井口到-50m标高，设计长度880m，平均-25°。计划2014年11月份开始安装，一部猴车于2014年12月底投运。3.矿井排水系统矿井排水系统为两级，一级从-630m泵房排水到-50m中央泵房，二级从-50m排水到地面。井底-50m中央泵房中央泵房安装有2台D280-65×6型水泵和2台D450-60×7型水泵，-50m水仓容积2350m³，有四趟排水管路通至地面；-630m泵房安装4台MD420-96B×9型高扬程离心泵，-630m水仓容积3300m³，两趟排水管路沿回风下山直接排至-50m标高中央水仓。4.供电系统矿井生活区有35kV变电所一座，双回路供电，一回路引自汝州市电业局范集变电站，另一回引自杨庄变电站，正常情况下两回架空线路分列运行。35KV变电站已安装两台SZ11-10000/35，10000kVA主变压器，正常情况下，两台主变一台工作，一台备用。5.矿井监测、监控系统监测监控系统选用煤科总院常州自动化研究院研发的KJ95N监测监控系统，2011年下半年对该系统进行了全面升级改造，符合上级有关规定和标准，监测范围能够覆盖全矿井。6.矿井通讯系统通讯联络系统于2010年11月份进行升级改造，选用苏州市山友通信技术有限公司的CR-95D型数字触摸屏调度机，交换机装机容量320门，已安装300门，现使用130门，可扩展1000门，电话录音、强插、强拆等功能正常，电话录音可存储1年。目前该系统辐射整个矿井，稳定可靠。7.人员定位系统矿使用的井下人员定位系统是杭州创联生产的KJ222A煤矿人员定位系统，系统主、备机设在矿井办公楼调度室内，本系统已运行3年多时间，系统性能稳定。2012年5月9日，经集团安监局验收合格，现运行正常。8.矿井压风系统现在矿井压风机房安装3台SRC-180A型和1台SRC-330A型空压机，SRC-180A型空压机额定排气量22m³/min，排气压力0.8Mpa；SRC-330A型空压机额定排气量为40m³/min，排气压力1.0MPa。正常生产2台工作，2台备用，两台总供气量为62m³/min，压风主管路为主井与风井两条管路并列向全矿井供风9.供水施救系统在风井口设200m3静压水池两座，做为井下供水水源。供水管路为￠108mm管路，分别由主斜井和乘人斜井入井，每50米设有一个闸阀，支管路为2吋钢管，每50m设1个小闸阀供水，井下各巷道内均有水管，构成了全井下供水网络。10.紧急避险系统矿井永久避难硐室设在-200m片盘内，与采区皮带下山相连，生存室净高3.5m、净宽4.0m，空间能够满足需要。采掘头面超过1000m的巷道均设置临时避难硐室；职工佩戴自救器防护时间均为30分钟，并定期进行检验。2.4地层及煤层2.4本区为丘陵地形，基岩为第四系所覆盖。据钻探工程和生产矿井揭露，地层由老至新依次为寒武系上统崮山组（∈3），石炭系上统本溪组（C2b）、上统太原组（C2t），二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s）、石千峰组（P3sh）、三叠系刘家沟组（T1l）、二马营组、延长组以及新近系和第四系，现由老至新分述如下：寒武系（Є）上统崮山组（Є3g）：灰、深灰色，微带肉红色白云质灰岩、白云岩，局部见紫红色条带，厚层状，间夹泥灰岩、铝土泥岩薄层。发育缝合线构造。底部具细鲕状结构。本组与下伏地层整合接触，厚94～189m。2.石炭系（C）（1）上统本溪组（C2b）浅灰色、灰绿色，局部深灰色、紫红色铝土泥、铝土岩，夹砂质泥岩及不稳定薄煤层。鲕状结构，含较多黄铁矿结核，致密块状。厚0.77～7.33m，平均6.58m。与上寒武统崮山组地层平行不整合接触。（2）上统太原组（C2t）即含煤地层第一含煤段，底界止于铝土泥岩层顶面，顶界止于L8灰岩或L8灰岩上部黑色泥岩顶面。厚33.51～59.47m，平均41.27m。本组依据岩性组合分为：①下部灰岩段由L1～L3三层深灰色生物碎屑泥晶灰岩、砂质泥岩和薄煤层（一1、一2、一3）组成。L1、L2发育较差，局部相变为泥灰岩或砂质泥岩取代，L3灰岩较稳定，局部含燧石结核，其与L6不同的是燧石结核较小且少，裂隙不甚发育。厚约7.22m。②中部砂泥岩段有灰色、深灰色砂质泥岩、粉砂岩、中粒砂岩组成。中部夹一薄层灰岩，含3～4层不稳定薄煤层。③上部灰岩段由3～4层深灰色生物碎屑泥晶灰岩、泥晶灰岩、燧石灰岩、粉砂岩及2～3层薄煤层组成。其中L5灰岩单层厚度1.00m右，局部见变为泥质灰岩，L6灰岩厚度较大，上部含燧石结核，下部含少量或不含燧石结核，一8煤层顶板是良好标志层之一。L7、L8不稳定，仅在27勘查线附近发育。厚13.88～27.35m，平均14.69m。一8煤层平均厚度0.83m，煤层结构简单，平均含有一层夹矸，岩性为炭质泥岩和泥岩，厚0.02～0.16m，顶板为厚层状燧石灰岩，很少或没有伪顶，底板为黑色砂质泥岩或泥岩，局部可见伪底。一8煤层为大部可采煤层。3.二叠系（P）（1）下统山西组（P1sh）为含煤地层第二含煤段，与太原组整合接触。主要岩性由浅灰色、深灰色细～中粒岩屑石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成。根据岩性组合和含煤特征，本组分为三个岩性段：下段（太原组顶界～大占砂岩顶面），厚15.35～43.18m，平均31.53m。其下部以粉砂岩为主夹薄层菱铁质泥岩，发育波状、透镜状、脉状层理，生物潜穴为黄铁矿充填。中部以煤层为主夹砂质泥岩、粉砂岩薄层，含较多黄铁矿结核，发育水平层理。上部为大占砂岩，麻灰色，含较多云母片及炭屑和少量的泥砾，是确定二1煤层的良好标志层。二1煤层位于山西组下部，，10勘查线以西深部出现一层夹矸，岩性为炭质泥岩或泥岩。二1煤层全区可采。本组总厚75.01～96.20m，平均91.90m。共含煤7层，一般2～4层（），煤层总厚7.75m，含煤系数8.43%，其中二1（包括二11和二21）煤层为主要可采煤层，但厚度变化较大，常出现分岔、合并现象，且无一定规律。（2）下统下石盒子组（P1x）根据岩性组合和含煤特征分为三、四、五、六煤段，与下伏地层整合接触。厚225.74～354.00m，平均294.41m。本段顶界止于田家沟砂岩（St）底，厚58.03～115.84m，平均92.53m，共含煤2层，其中以六2煤层比较稳定。（3）中统上石盒子组（P2s）本组根据岩性组合和含煤特征分为七、八、九含煤段，其与下伏地层整合接触，厚137.95～195.55m，平均174.94m,多为薄煤线及炭质泥岩。含海绵骨针水云母泥岩（硅质泥岩），层位稳定，为该煤段区域性标志层之一。（4）上统石千峰组（P3sh）①一段—平顶山砂岩段（P3sh1）零星出露于井田内东、西牛蛋山，岩性为浅灰、灰白色，略呈肉红色中粗粒～巨粒长石石英砂岩，间夹细砂岩、砂质泥岩薄层。与下伏地层整合接触。厚88.61～98.88m，平均93.48m。②二、三段（P3sh2+3）由浅灰、灰绿、暗紫色砂质泥岩、粉砂岩和灰白色中、细粒砂岩组成，顶部砂质泥岩、粉砂岩，常具同生砾结构。本段揭露厚179.04～213.23m，平均196.14m。区内揭露下部地层，依据庇山矿区1236钻孔揭露厚181.62m，与下伏地层整合接触。4.三叠系（T）（1）下统刘家沟组（T1l）核查区内仅出露下三叠统刘家沟组（T1l）地层。岩性为紫红色中、细粒砂岩，普遍含铁质鲕粒、豆粒，风化后显示氧化铁“红斑”。底部为灰白色，常含石英砾。上部为紫红色、暗紫色灰绿色长石石英砂岩与暗紫色粉砂岩互层，夹泥岩薄层，含较多泥砾及白云母片，斜层理及水平层理发育，常见砂质包体及钙质结核。厚85.20～106.06m，平均89.20m。与下伏地层整合接触。（2）中统二马营组（T2er）由紫红色、灰绿色长石、石英砂岩，与暗紫色粉砂岩、泥岩互层。含泥砾及白云母片，显斜层理及水平层理，下部夹数层砾岩。该层位于下鲁正断层以西，被第四系覆盖。（3）上统延长组（T3y）由灰色、灰绿色-紫红色中细粒含长石、石英砂岩，与泥岩、砂质泥岩互层。砂岩呈薄层状，具清晰的波状交错及水平层理。局部含细小白云母片、菱铁质结核、泥砾。矿区西部河西陈区夹有黑色泥岩及薄层灰质泥岩和煤线。该层位于下鲁正断层以西，被第四系覆盖。5.新近系（N）由棕红色粘土、砂质粘土、钙质结核层和砾石层组成，部分岩层呈半胶结状，厚0～101.66m，平均41.42m，与下伏地层不整合接触。6.第四系（Q）由粘土夹冲积、坡积砾石层以及粘土、砂质粘土组成，厚0～27.60m，平均17.52m，与下伏地层不整合接触。2.4.2含煤地层本区地层属典型的华北地层，主要含煤地层为二叠系和石炭系，包括二叠系下统山西组和二叠系下统下石盒子组、石炭系上统太原组，其具体特征叙述如下：1.石炭系（C）（1）下统本溪组（C2b）浅灰色、灰绿色，局部深灰色、紫红色铝土泥、铝土岩，夹砂质泥岩及不稳定薄煤层。鲕状结构，含较多黄铁矿结核，致密块状。厚0.77～7.33m，平均6.58m。与上寒武统崮山组地层平行不整合接触。（2）上统太原组（C2t）即含煤地层第一含煤段，底界止于铝土泥岩层顶面，顶界止于L8灰岩或L8灰岩上部黑色泥岩顶面。厚33.51～59.47m，平均41.27m。本组依据岩性组合分为：下部灰岩段：由L1～L3三层深灰色生物碎屑泥晶灰岩、砂质泥岩和薄煤层（一1、一2、一3）组成。灰岩中产腕足类、筳科、海百合茎等动物化石，L1、L2发育较差，局部相变为泥灰岩或砂质泥岩取代，L3灰岩较稳定，局部含燧石结核，其与L6不同的是燧石结核较小且少，裂隙不甚发育。厚约7.22m。中部砂泥岩段：有灰色、深灰色砂质泥岩、粉砂岩、中粒砂岩组成。中部夹一薄层灰岩，含3～4层不稳定薄煤层。砂岩含较多的云母碎片，泥、钙质胶结，砂质泥岩、粉砂岩一般微波层状，发育波状层理，层面含较多炭屑和植物化石碎片，局部见完整植物化石，灰岩中含腕足类、海百合茎、筳科动物化石及其碎屑。厚10.32～23.52m，平均12.78m。上部灰岩段：由3～4层深灰色生物碎屑泥晶灰岩、泥晶灰岩、燧石灰岩、粉砂岩及2～3层薄煤层组成。其中L5灰岩单层厚度1.00m右，局部见变为泥质灰岩，L6灰岩厚度较大，上部含燧石结核，下部含少量或不含燧石结核，一8煤层顶板是良好标志层之一。L7、L8不稳定，仅在27勘查线附近发育。灰岩中产有孔虫、形虫、海百合茎、海胆、腕足类、海绵骨针等动物化石碎屑。厚13.88～27.35m，平均14.69m。一8煤层平均厚度0.83m，煤层结构简单，平均含有一层夹矸，岩性为炭质泥岩和泥岩，厚0.02～0.16m，顶板为厚层状燧石灰岩，很少或没有伪顶，底板为黑色砂质泥岩或泥岩，局部可见伪底。一8煤层为大部可采煤层。2.二叠系下统山西组（P1sh）为含煤地层第二含煤段，与太原组整合接触。主要岩性由浅灰色、深灰色细～中粒岩屑石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成。根据岩性组合和含煤特征，本组分为三个岩性段：下段（太原组顶界～大占砂岩顶面），厚15.35～43.18m，平均31.53m。其下部以粉砂岩为主夹薄层菱铁质泥岩，发育波状、透镜状、脉状层理，生物潜穴为黄铁矿充填。中部以煤层为主夹砂质泥岩、粉砂岩薄层，含较多黄铁矿结核，发育水平层理。上部为大占砂岩，麻灰色，含较多云母片及炭屑和少量的泥砾，是确定二1煤层的良好标志层。二1煤层位于山西组下部，下距一8煤层19.37m，上距砂锅窑砂岩（Ss）71.40m。厚度0.85～7.65m，平均2.60m，顶板岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩，底板为黑白相间的粉细砂岩互层。煤层结构较简单～复杂，含夹矸1～3层，一般为2层，上部夹矸为炭质泥岩或少量泥岩，厚0.2m左右，下部夹矸为炭质高岭石泥岩，厚度一般不大于0.05m。二12煤层为二1煤分叉煤层，分布范围约在+100m以上及矿井西南部，厚1.11～3.36m，平均2.03m，顶板岩性为黑色泥岩或砂质泥岩，局部有伪顶；底板岩性为黑色碳质泥岩或泥岩，煤层结构较简单，10勘查线以西深部出现一层夹矸，岩性为炭质泥岩或泥岩。二1煤层全区可采。中段（大占砂岩Sd顶面～香炭砂岩Sx顶面）：厚10.42～64.16m，平均37.20m。以灰色、深灰色泥岩、粉砂岩为主，中夹较多镜煤化植物茎杆化石，顶部为浅灰色含菱铁矿中细粒砂岩（Sx）。上段（Sx顶面～Ss底）：即小紫泥岩段，厚8.65～35.57m，平均23.17m。以浅灰绿色、紫红色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰绿色细砂岩、粉砂岩薄层，局部具密集菱铁质细小鲕粒。本组总厚75.01～96.20m，平均91.90m。本组共含煤7层，一般2～4层（），煤层总厚7.75m，含煤系数8.43%，其中二1（包括二11和二12）煤层为主要可采煤层，但厚度变化较大，常出现分岔、合并现象，且无一定规律。3.二叠系下统下石盒子组（P1x）根据岩性组合和含煤特征分为三、四、五、六煤段，与下伏地层整合接触。厚225.74～354.00m，平均294.41m。三煤段和四煤段：主要岩性为浅灰、灰绿色，局部紫红色的细—中粒岩屑和石英砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。底界砂锅窑砂岩为中、粗粒岩屑石英砂岩，其上为大紫泥岩。另外，本段中上部依次还发育有老君庙砂岩、S4砂岩。煤层主要发育在煤段下部，煤段上部一般不发育紫斑，以灰色砂质泥岩、泥岩为主夹菱铁质粉砂岩。本套地层止于四、五煤段分界砂岩（S5）底，厚123.60～145.36m，平均134.29m。共含煤8层，通常3～5层，以四0、四1、四3煤层较为稳定。煤层发育较好厚度在临界可采厚度左右，以高灰煤为主。五煤段：由灰色、深灰色砂质泥岩、粉砂岩和浅灰色中～细粒石英砂岩、长石岩屑砂岩和煤层组成；底部S5砂岩质上泥岩，砂质泥岩通常发育紫斑；本组顶界止于S6砂岩底，厚44.11～92.80m，平均67.59m。含煤6层，主要发育在煤段中上部，一般1～2层，其中五3煤层为本区大部可采煤层，其余为薄煤层或炭质泥岩。六煤段：下部为灰、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩及砂岩组成。底部S6砂岩为灰白色、灰绿、浅灰色含砾中、粗粒石英砂岩；中部为灰、浅灰色砂质泥岩和砂岩，夹1～2层薄煤层（六2、六3）。其中六2煤层底板砂岩发育较好，为浅灰、灰白色中、细粒岩屑石英砂岩；上部以灰绿、紫红色泥岩夹透镜状砂岩组成；本段顶界止于田家沟砂岩（St）底，厚58.03～115.84m，平均92.53m，共含煤2层，其中以六2煤层比较稳定。4.二叠系中统上石盒子组（P2s）本组根据岩性组合和含煤特征分为七、八、九含煤段，其与下伏地层整合接触，厚137.95～195.55m，平均174.94m。七煤段：由灰色、深灰色、紫红色砂质泥岩和浅灰色长石石英砂岩、煤层组成。煤段顶、底泥岩、砂质泥岩大部分具紫斑和鲕状结构。底界田家沟砂岩（St）为浅灰、灰色、灰白色中粗粒石英砂岩；中部发育薄煤层七1、七2；顶界止于七、八煤段分界砂岩（S8）底，厚58.13～115.84m，平均98.62m。共含煤2～4层，以七2煤层比较发育，偶见可采点。八、九煤段：顶界平顶山砂岩底，底界S8砂岩底，厚51.66～127.29m，平均76.32m。由灰色、绿灰色中细粒砂岩，及灰色、灰绿色、紫花色砂质泥岩、泥岩及不稳定煤层组成。上部泥岩中含紫斑，中下部见1～2层，厚0.1～0.05m，多为薄煤线及炭质泥岩。含海绵骨针水云母泥岩（硅质泥岩），层位稳定，为该煤段区域性标志层之一。2.41.含煤性井田内含煤地层为石炭、二迭系，属华北型含煤沉积。共分8个含煤段。煤系地层总厚618.38m，含煤约42层，煤层总厚约26.98m，含煤系数4%，其中二迭系山西组的二1煤（包括二11，二12）煤层为主要可采煤层。下石盒子组的四7煤层、三10煤层，山西组的二2煤层，上石炭统太原组的一8煤层均为大部或局部可采煤层。2.可采煤层由于庇山煤矿采矿许可证只允许开采二1煤（包括二11，二12）煤层和一8煤层，所以只对以上煤层进行叙述。（1）石炭系太原组含煤地段（一煤段）厚度平均41.27m，含煤1～8层，常见4～6层，煤层总厚3.27m，含煤系数为8%。其中一8煤为局部可采煤层。一8煤位于太原组上段下部，上距二1煤19.37m，下距寒武系地层顶界面平均27.92m。煤层平均厚度0.83m，煤层结构简单，平均含有一层夹矸，岩性为炭质泥岩和泥岩，厚度0.02～0.16m，顶板为厚层状燧石灰岩，很少或没有伪顶，底板为黑色砂质泥岩或泥岩，局部可见伪底，煤厚方差为0.24，变异系数为28.24%，全区大部可采，主要可采范围在－8～12勘探线和13～15勘探线之间两个块段。不可采块段呈有规律分布，基本为北北西和近东西向展布，不可采指数30%。（2）二迭系山西组含煤地层（二煤段）厚度平均78.06m，含煤1～7层，一般为2～4层，煤层总厚7.75m，含煤系数10%，其中二1煤（包括二11，二12）煤层为本区主要可采煤层，全井田均可采，但煤厚变化较大，且无规律可循，在井田浅部煤层分叉成二11煤层和二12煤层，深部合并为一层（二1煤）。煤层分叉后总厚度增大，钻孔见分叉最大间距10.32m（1251孔）。①二1、二11煤层二1煤层不分叉时，只有一层煤二1煤；分叉时分为二11煤层和二12煤层。位于山西组下部，下距一8煤层19.37m，上距砂锅窑砂岩（K8）71.40m。厚度0.85～7.65m，平均2.60m，煤厚方差为1.50，变异系数为50.34%，顶板岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩，8～9勘探线之间出现细砂岩或粉砂岩，9～15勘探线之间可见伪顶，厚度0.04～1.09m，底板为黑白相间的粉细砂岩互层。煤层结构较简单～复杂，含夹矸1～3层，一般为2层，上部夹矸为炭质泥岩或少量泥岩，厚0.2m左右，下部夹矸为炭质高岭石泥岩，厚度一般不大于0.05m。该煤层全区发育。但煤层厚度沿走向及倾向变化较大，无一定规律可循，向深部有变厚的趋势。从《二1及二11煤厚等值线图》中可以看出，7-13线中深部有一近东西方向的厚煤带，8线和12线深部出现两个煤厚大于5m的块段，但10线第一水平却出现区内最薄点（1003孔0.80m）F3断层以东之后备区煤厚变化亦无规律，但变化幅度较小。②二12煤层为二1煤分叉煤层，分布范围约在+100m以上，厚度1.11～3.36m，平均2.03m，煤厚方差为0.9，变异系数为40%。顶板岩性为黑色泥岩或砂质泥岩，局部有伪顶。底板岩性为黑色砂质泥岩或泥岩，见有伪底，煤层结构较简单，10勘探线以西深部出现一层夹矸，岩性为炭质泥岩或泥岩。矿井可采煤层主要特征详见表2-2。表2-2可采煤层特征表煤层名称煤层夹石全区厚度(m)可采点厚度(m)结构可采指数（%）可采范围层间距(m)层数岩性名称两极值平均值平均值平均值一8二1二122.5区域地质构造临汝煤田位于秦岭东西向构造带北亚带中断嵩山—箕山隆起带南侧，新华夏第二沉降带西缘，淮阳山字形西翼。自太古代以来，区内发生了多次地壳运动，形成了不同形式、不同级别的构造形迹。其中发生在太古代末的嵩阳运动，是太古界地层产生线状紧闭型褶皱及区域变质。早元古代末期的吕梁运动（中岳运动）再次是本区产生强烈的褶皱、断裂、变质并伴有酸性岩浆活动，形成了煤田的基底构造。震旦纪发生的阿森特（少林）运动，早期有火山活动、晚期地壳相对稳定接受沉积。古生代的加里东、海西运动基本表现为平缓的升降运动。中生代的燕山运动是区内最大的一次地壳运动，是区内中生界及其以下的地层均发生了褶皱和断裂:中晚期还伴有岩浆活动。喜马拉雅山期主要是断裂并有基性岩将喷发。区内由于受各期构造的影响，构造比较复杂，但基本轮廓仍以秦岭纬向构造带北亚带为基础格架，新华夏系及淮阳山字形构造复合迭加其上，构造形迹既有纬向构造带的成分，亦有新华夏系的痕迹，许多断裂构造具有夺其活动的特点，但未见岩浆活动。现把矿区附近的主要区域形构造简述如下：2.5.1褶皱1.箕山背斜位于矿区北部，被建新庄断层切错为东西两部分。东段位于临汝密腊山～下红寨，西段在临汝神沟至陈窑一带。呈近东西向展布，总长约47公里。核部为太古界登封群，下元古界嵩山群及震旦系组成，两翼为古生界地层。北翼地层产状倾角14～25°，南翼地层受北东、北西和东西向三组断裂切割而被破坏。2.临汝向斜位于临汝北东部，轴向西北，西端在临汝县城北，向东倾没在郏县一带。延展长度达36公里。南翼地层较完整，有南西向北东依次出露寒武系、二叠系、三叠系地层，北翼受黄庄断层破坏，仅在武家窑、风穴寺出露有零星古生界寒武系、二叠系地层。两翼岩层倾角较缓，一般30～45°，翼部多发生高角度正断层，轴部为第三、四系所覆。在临汝以东据物探资料表明，第三、四系厚度达1700m以上。2.5.2断层1.夏店正断层位于临汝县(汝州市)夏店一带，向东交于建新庄断层，走向近东西，向南倾，倾角42～72°。长26公里。北盘出露登封群片麻岩，南盘为古～中生界地层。落差大于1000m。断层带宽15m左右,石英岩近直立并破碎,地貌标志明显,形成断层崖.2.梅庄正断层为矿区北部边界断层,由西向东经扈寨、范窑村北边、龙王庙沟横穿全区走向北西西，倾向南西西，南盘下降，落差300～500m，郭庄井田东至梁庄,地面出露较好,位置可靠,西段被黄土覆盖,且无钻孔控制,位置摆动范围可能较大.3.大张正断层位于矿区东南。向北东延至梁庄以南和黄庄正断层相交，向西经大张、弯子街后没入汝河，为第四系覆盖。走向北东～近南北～北东，倾向基本为南东，倾角70°左右。庇山一号井田650孔在655.46m穿见破碎带宽10.86m，三叠系紫红色砂质泥岩覆于寒武系张夏组之上，落差大于1000m。庇山煤矿（井田）属汝州煤田一部分。汝州煤田区域构造特征详见图2-3。图2-3汝州煤田地质图3隐蔽致灾地质因素普查2015年1月~2015年10月，庇山煤矿组织了矿井地质、测量、防治水、通风、防突各专业技术人员对井田范围内及相邻区域开展了隐蔽致灾地质因素普查工作，主要采用地面野外地质调查、井下实测调查、查阅地面物探资料、查阅矿井及历史生产勘探地质瓦斯资料等手段，查明了采空区、废弃老窑（井筒）、封闭不良钻孔，断层、裂隙、褶曲，瓦斯富集区，导水裂隙带，地下含水体，井下火区，古河床冲刷带、天窗等不良地质体情况，现分述如下。3.1采空区普查隐蔽采空区不仅会影响煤矿采掘设计和工程施工，而且会引发突水、瓦斯爆炸、火灾等煤矿事故，是煤矿生产的重大安全隐患，及时做好隐患探查，是预防事故的前提。本次采空区的探查工作通过调查矿井及历史生产小窑资料，以矿井采掘工程平面图为依据，对采空区分布范围进行调查统计。3.1.1本矿采空区分布平顶山市瑞平煤电公司庇山煤矿于2006年11月17日经过省煤炭工业局验收,开始正式生产。开采煤层为二12和二1煤层，一8煤层未采。为详细叙述矿井采空区分布情况，在以矿井采掘工程平面图为底图的基础上，对以往采空区进行了详细的圈定，具体拐点坐标见表3-1、表3-2。表3-12000年以往采空区拐点坐标工作面名称拐点号XY面积（m2）二1—11000采面（炮）137899123838820843089237898643838822433789809383881464378977738388062537897373838805263789727383880287378972838387966837896553838784493789638383877721037897083838774011378975138387780123789806383879081337898093838800614378990738388166表3-22005年至2015年10月采空区拐点坐标工作面名称拐点号XY面积（m2）二12—11020采面（炮）137899373838792539606237898623838795833789723383876914378972238387677537896483838755663789642383885347378970638387503二11—11020采面（炮）1379002738388081172812378992338388124337898473838778943789929383879495378996138387967二11—11020采面（综）1379006538387992214492379000538388020337899063838784143789835383878725378971638387668637897563838764573789734383876078378981338387561二12—11060采面（炮）1379020638387986709372379011938388021337897563838740043789785383873145378980838387305二12—11060采面（综）13790109383880096519223790014383880493378987838387811437898683838777053789675383874386378974738387393二12—11080采面（综）1379027738387787104194237901753838791833789817383873044378985638387237二12—11100采面（综）1379035238387614114161237902263838768933789827383870084378995338386934二12—12060采面（综）137902433838713761480237901093838719233789897383868324379002138386759二12—12080采面（综）里137901313838667469238237900043838671533789742383862734378985738386205二12—12080采面（综）外137904923838729175475237903823838736033790085383868534379019738386788二1—11051采面（综）13790568383890385422923790043383890953379036638388930437904113838890653790277383886136379035138388567二1—11071采面（综）137907583838911912092223790650383891193379035138388550437903603838854753790263383883386379036538388276二1—11091采面（综）137908373838905988858237907673838912933790357383882414379045038388217二1—11111采面（综）137909043838886596802237907803838892333790480383882704379060938388228二1—11131采面（综）里13791029383888142435237909243838888433790915383888724379102038388794二1—11131采面（综）外13790979383887067972523790864383887623379061538388232437906263838822753790610383881946379071638388142二1—12011采面（综）1379103038388473114258237909193838853433790540383877264379064538387649二1—12031采面（综）1379115038388351146404237910163838843033790617383875774379075138389497合计1342646经调查查明，本矿采空区总面积为1385735m2。3.1.2老窑老空区分布小煤窑和生产矿井多分布在8～12线浅部，老窑采空区总面积为153420m2。矿井范围内的老窑老空区具体拐点坐标见表3-3。表3-3老窑老空区拐点坐标工作面名称拐点号XY面积（m2）老庇山矿137906333838929883589237904443838938233790325383893344379030838389234537903353838919563790208383890217379026038388858837903283838884993790337383889831037904083838914911379055438389201县办庇山矿13790254383887926983123790131383888213378998338388423437901613838836353790238383886076379020938388662合计1534203.1.3老空与老窑水分布状况2015年8月份，对矿井采空区积水及老窑积水情况进行了排查，老窑积水已经上部采面进行疏放，对矿井安全生产不存在威胁，只有本矿老空积水区两处，积水面积1980m2，预计积水量3822m3，详细情况见表3-4。表3-4庇山煤矿老空积水情况表积水区地点积水面积(m2)积水标高（m）积水量(m3)最大水头高度(m)采取措施二12—12080机巷J15～J20间1650-216294016预测预报，超前探放二12—12080机巷J25～J28间330-2008826.4预测预报，超前探放3.1.41．本矿回采结束的工作面，积水位置、范围和积水量清楚，为防止老空水对矿井安全生产构成危害，本矿已经配备有探放水专用钻机，生产过程中采取了预测预报，钻探超前探放水措施，实践证明，效果良好。2．教育职工熟悉突水征兆，即牢记：煤层发潮、挂红、挂汗、淋水、工作面气温降低、出现雾气、有臭鸡蛋味等，这些都是可能出水的征兆。３．对已查明的积水区，采掘工作接近时，要事先划定警戒范围，并安排好应急水仓、排水设备等，制定好安全措施后、再进行探放，待彻底排空积水后，才允许掘进或回采。４．对可疑积水区，要严格执行“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，坚持探放水制度，按煤矿防治水规定水患不排除坚决不生产。５．对于老窑采空区积水，一是对积水情况进行动态观测；二是留设防隔水煤柱，以防与矿井巷道沟通。3.2废弃老窑（井筒）和封闭不良钻孔普查3.2.1废弃老窑（井筒）普查庇山煤矿现有正在使用的井筒包括：主斜井、副斜井、乘人斜井、立风井，浅部停产关闭的小煤矿废弃井筒5个。详细情况见表3-5。表3-5庇山煤矿井筒及废弃老窑（井筒）统计一览表井筒名称坐标井口高程Z（m）井底标高（m）是否废弃XY主斜井3789752.4338388333.20+283.86-50否副斜井3789767.3738388364.06+289.76-50否乘人斜井3789740.9038388315.43+288.11-50否立风井3790302.1138387876.26+338.97-30.9否县办庇山矿主斜井3789916.3038388518.78+294.55是县办庇山矿副斜井3789961.4838388619.38+292.91是老庇山矿3#立井3790435.7138389203.35+291.01+414是老庇山矿4#立井3790307.8638389147.95+288.58+361是老庇山矿5#立井3790223.8538389023.36+291.21+367是3.2.2封闭不良钻孔普查井田内多数施工钻孔均揭穿煤层上部和下部含水层，在封闭不良或没有封闭的情况下，这些钻孔可成为沟通含水层的通道，当开采接近或揭露这些钻孔时，会造成涌水乃至突水。调查资料钻孔资料，在矿井范围内的封闭不良钻孔有1003、1501、1505三个钻孔，详细情况见表3-6。表3-6庇山煤矿封闭不良钻孔普查统计一览表孔号坐标（m）钻孔性质孔深（m）施工单位竣工时间封孔结论XYZ1003379051338388054347.37地质孔371.74129队1972.1.2未封1501378951738386434280.06地质孔276.04129队1960.9.10未封1505378939538386806272.86地质孔207.06129队1973.9.9未封3.2.3废弃老窑（井筒）和封闭不良钻孔防范和治理措施1．对废弃井筒、地面塌陷裂隙进行定期检测，以防填埋不实或新的地裂缝构成大气降水入渗的通道。2．井田范围内所有封闭不良钻孔资料绘制到采掘工程平面图上和充水性图上。３．在做采区巷道之前，必须对所有钻孔资料进行查阅，全面了解钻孔封闭情况；在回采或巷道施工过程中，在距钻孔20-30m时，必须进行探放水工作，以确保安全生产。４．对钻孔资料不详、模糊的钻孔，必须以“封闭不良钻孔”对待，在设计说明中必须明确提出来，作为安全隐患来处理。５．在设计中明确告知施工单位，所要揭露的钻孔数量及位置，以及钻孔的封闭情况，施工单位提前做好应对措施。3.3断层、裂隙和褶曲普查庇山井田位于庇山矿区东南隅，井田的基本构造形态为一走向北东，北西倾斜的单斜构造。地层走向北东60º～75º，一般为60º，倾向北西，地层倾角19º～32º，由东向西地层渐陡，8线以西倾角大于25º，至井田西部边缘地带为30º左右，深部稍缓。井田内构造简单～中等，区内未见褶皱，主要为断裂构造，以斜交断层为主，F4为走向正断层。北西向主断层倾角不大，F3断层为30º～45º，F1为8º～18º；东西向主断层倾角较陡，一般在60º～70º之间。主要断裂往往伴生次一级断裂，如F1两侧之F2、F25、F26。F3两侧之F5、F55、F54、F52等，且多发育在井田边缘对煤层影响不大。3.3.1大中型构造1.下鲁正断层（F1）为本井田西部边界断层，基本上为黄土覆盖。南西盘下降，走向北西46º～64º，南西倾，倾角8º～18º。自水泉东北经前户、八里王向北西方向延伸。南端交与大张断层（F6），延展长度大于4公里，区内有1504孔、1505孔、1524孔、1601孔、1654孔等五个钻孔分别穿见，上盘均为三叠系地层，下盘除1505孔为寒武系崮山组地层外，均为二叠系四煤段以上地层。地层缺失1000m以上，落差大于1000m。地表1502孔附近表现为平顶山砂岩和三叠系延长群地层相接触。由172、310、314点控制断层在172点和310点间及314点西部通过，172点和314点为断层下盘，岩性为石千峰组下段、平顶山砂岩和石千峰上段金斗山砂岩，岩石破碎。310点为断层上盘，岩性为三叠系延长群之土黄色粉砂岩。该断层控制严密可靠（见表3～7）表3-7F1正断层钻孔控制情况表孔号穿见止深（m）破碎带厚度(m)缺失层位断距（m）落差（m）倾角1504171.85～175.423.57T2中～S6下>1025>100018º1505200.16～206.306.14T2下～∈3g上>10701524128.60～149.4020.80T2上～六2下>1100>100018º1601-317.120T2中～四7下>1058>100013º1654391.10～402.5011.40T3下～P22-1下>10002.F2正断层位于-12～15线中浅部，全为黄土覆盖。西端交于F1正断层，断层走向近东西向，倾向微偏南，倾角60°，南盘下降。通过二12-11060采面掘进揭露，F2断层东端在F1以北约260m左右。落差15～90m，延展长度约1100m。区内有1308、1504两个孔穿见，一12线1250、1251两孔间接控制；1308孔45.30m穿见，破碎带3.50m，缺失K4砂岩上、下地层约30m，落差25m。1504孔272.20m穿见，破碎带4.40m，缺失三9煤层下部至K3砂岩下部地层约100m，落差90m，落差由西向东渐小至12线尖灭。该断层控制可靠，（见表3～8）表3-8F2正断层钻孔控制情况表孔号穿见止深（m）破碎带厚度（m）缺失地层断距（m）落差（m）倾角130841.80～45.303.50三6下～Ss上302560°1504267.80～272.204.40三9下～Ss下1009060°3.陵头正断层（F3）为井田内西部精查区和东部后备区分界断层，位于井田东北部。断层走向北西60º，倾向南西，倾角30º～45º。自高庄、经陵头向稍偏北方向延入庇山二号井田，东南端交于F6断层。延展长度大于4Km，是一条区域性断层。从701、725、810、826、905等五个钻孔揭露的资料来看。地层缺失均在200m左右，落差130～225m。一般为150m左右。由南东向北西逐渐加大。701孔298.89m穿见，破碎带中有白云质灰岩角砾，缺失层位山西组底部至寒武系崮山组大于200m，落差150m；725孔211.96m穿见。破碎带厚度为6.96m，三10煤上部与二1煤顶板接触，缺失约180m，落差130m，810孔198.50m穿见，破碎带厚度1.60m，K6砂岩上部于四7煤下部接触，地层缺失50m，257.50m穿见破碎带14.10m，三13煤层下部覆于二2煤层上部，缺失160m。两个断层点共断失210m地层，落差约170m，905孔440.50m见15.60m的破碎带，四7煤层下部于K2砂岩上部接触。缺失地层300m，落差225m。地表在9线909孔附近，平顶山砂岩顶部界面明显错开。(见表3-9)表3～9F3正断层钻孔控制情况孔号穿见止深（m）破碎带厚度（m）缺失层位断距（m）落差(m)倾角701268.91～298.8929.98P¦底～20015045º810243.43～257.5014.10三13下～二2上60905424.90～440.5015.60四7下～K2上22022541º725205.00～211.966.96三10上～二1顶18013035º826452.59～453.951.36二1底～20016530º4.F4正断层位于12～15线之深部，全为残坡积物和黄土覆盖。断层走向北东45°～70°，呈一弧形展布，向北东方向渐大，延至12线深部消失。北西倾，倾角60°～70°，北西盘下降，落差80～90m。1524孔242.20m穿见，破碎带1.20m，缺失五2煤层下部至K5砂岩上部地层约60m，落差80m，1328孔和1330孔在剖面上明显不连续，F4断层从中通过，落差为90m，此外，以1328孔西部TC13～1槽380点揭露情况看，断层带厚4.60m，上盘为上石盒子组顶部，产状N70°E/NW30°下盘为上石盒子组八煤段下部，产状：N65°E/NW27°缺失地层约30m，断层产状：N65°E/NW60°，破碎带中岩性为碎裂状铁质中粒长石石英砂岩，断层位置确定无疑，1305孔636.8m穿见了该断层，因385m孔斜34°30′以下无测斜资料，无法确定断点准确位置。该断层控制可靠（见表3～10）。但神火庇山矿的生产揭露显示其存在一定的疑问，需加强勘查。表3-10F4正断层钻孔控制情况表孔号穿见止深（M）破碎厚度（M）缺失断层断距（M）落差（M）倾角1524241.00～242.201.20五2下～S5上608070°380点槽探控制4.60P22～1～七八分界上7460°1305628.10～636.808.70SS底～二3上405.F5正断层位于井田内9线深部，黄土覆盖，地表表现为905孔附近平顶山砂岩底界面明显错开。断层走向由北东76°转北西85°～33°，经1004孔南200m向北西方向延展至阎湾、西店街后消失，倾向南西至南，倾角77°，南西盘下降，落差为85m左右，延展长度大于3000m。908孔在690.15m穿见，二1煤底直接与寒武系崮山组地层接触，地层缺失100m，落差85m。对井田内可采煤层深部第二水平以下有影响。该断层仅有一孔控制，为初步了解。6.大张正断层（F6）为本井田东部边界断层，全为黄土覆盖，走向北东55º～25º，倾向南东，倾角65º，南东盘下降，自郭庄北，经高庄至孟庄向北东方向延伸。延展长度大于5km，是一条区域断层。501孔458.52处，651孔304.90m终孔。未穿过三叠系地层，650孔655.46m穿见断层破碎带，厚10.86m，缺失三叠系至寒武系中统张夏组间地层，落差大于1000m。7.F9正断层经过生产揭露，在14-8勘探线之间，该断层落差约为18m-50m左右。二12-12080采面风机巷及回风下山均有揭露控制，断层走向北北东10-21º，倾向西北，倾角约为80º，向北东方向延伸到矿外，延展大于2000m。神火集团庇山矿下山和采面均对其揭露并进行了控制，控制可靠，其影响着采面的布置。8.F54正断层位于井田东部七线附近。723孔在孔深201.50m和257.10m分别见有1.80m和1.62m的破碎带。共缺失山西组顶部至太原组下部地层60m。落差50m。断层走向北西55º，倾向南西，倾角35º，延展长度约400m。综上所述，本井田的断层控制程度较高，构成井田边界的F1、F3、F6断层虽然全部或大部分为黄土掩盖，但均有钻孔控制。这些断层向井田外的延展方向，系根据区域构造资料勾绘，摆动范围不大。井田内主要断层F2、F4、F9、F54等控制严密，断层产状、性质、延展长度、落差大小均已查明，井田外或深部断层如F5、F25、F26、F56控制较差。3.3.2生产揭露小断层矿井生产揭露的落差大于1m的断层约为64条，揭露小断层走向主要NE、NW以及近EW向。矿井西北小构造较西部发育，小构造的发育破坏了其附近的煤体结构，造成局部的薄煤带，甚至影响了局部岩石岩石破碎（图3-1、3-2）。近年来井下实际揭露的全部小断层详细统计情况见表3-11。表3-11井下实际揭露的部分小断层统计表序号揭露地点断层编号走向（o）倾向（o）倾角（o）落差（m）断层性质1二1-11051F121291703.3正2二1-11071F110919503.5正3二1-11091F110280301.5正4二1-11111F111828402.5正5二1-12011F184174501.7正6F231301452.3正7F385355703.5正8F421291502.6正9F545135411.8正10F6413117016正11二1-12031F169339602.0正12F212737704.0正13F317287602.0正14二1-12051F179349701.2正15F283353802.0正16F3110200601.8正17F4110200501.5正18F5127217502.3正19二11-11020F1911704.5正20F2100190202.5-5.0逆21F329119251.5正22F410919451.9正23F585355854.5正24F685175301.5正25F712636333.5正27二12-11060（炮）F126116602.5-6正28F210414601.5正29F327117502.0正30F415262502.0正31F5999703.0正32二12-11060（综）F1126216502.0正33F225295603.0正34二12-11080F1111201503.0正35F2110200701.2正36二12-11100F111323603.0正37F2191502.5正38F3113203501.5正39F426116702.5正40二12-12060F165335653.5正41F265335601.4正42F34031015-454.5正43F4166256152.5正44F5155245502.0正45F6150240601.3正46F740310601.3正47F87234215-601.8正48F928298451.2正49F106276402.6正50F1111727451.4正51F1238308301.2正52二12-12080F110818603.2正53F210717602.5正54F3170260601.5正55F410121701.2正56中四车场F157327604.5正57中五车场F211020504.5正58二上皮带下山F31425255-906.0-13正59二上皮带下山F489359607.0正60二上皮带下山F573343607.0正61二上行人下山F663353602.8正61二下轨道下山F790180602.5正62回风下山-585mF815161704.0正63回风下山-587mF974164602.0正64回风下山-590mF10393602.0正图3-1生产揭露小断层剖面示意图图3-2层间滑动构造局部示意图3.3.31．加强矿井地质工作，在采掘过程中及时收集地质资料填绘图纸，并进行分析。2．在导水断层和井田边界附近严格按照《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》留设安全保护煤柱，严禁开采防隔水煤柱。3．利用地质物探、钻探、巷探等相结合的探测方法，研究和掌握小断层、滑动构造地质变化规律，以便正确指导安全生产。4．采掘过程对导水断层编制专项设计和探断层安全技术措施，在断层破碎带处，要加强顶板管理，预防水害和瓦斯异常，用物探加钻探措施探明地质异常，并采取针对性措施。3.4陷落柱普查据现有资料显示，庇山煤矿自开采以来，未揭露陷落柱。3.5瓦斯富集区普查我国瓦斯灾害呈现出区域性分区分带的特点，这与煤的形成及保存条件、形成时代、煤岩结构、煤层厚度、顶底板岩性、构造环境、构造发育程度、构造现今活动特征、地应力集中程度以及地下工程状况、岩石力学性质、外界激发因素等有关。煤矿瓦斯突出、瓦斯爆炸等瓦斯事故时煤矿发生重大恶性事故的表现之一，它具有突发性强、波及范围广、危害程度高等突出特点。本次瓦斯富集区隐蔽致灾因素普查通过收集煤炭勘查、煤层气勘探的瓦斯测试资料，以及煤矿生产过程中测试的相关瓦斯参数资料、矿井通风数据、瓦斯等级鉴定等，开展瓦斯赋存规律的研究。3.5.1煤层瓦斯参数1.煤层瓦斯含量依据矿井资料，本矿二1煤层瓦斯含量在0～7.49m3/t，平均为3.55m3/t（表3-12），瓦斯采样标高在-100～-630m，瓦斯成分以CH4为主，次为N2和CO2。表3-12实测矿井瓦斯含量统计表采样点煤层标高瓦斯含量m3/t-100车场二1-1002.69-200车场二1-2002.21-320泵房外口二1-3203.40-380钻场1#二1-3605.82-380钻场2#二1-3604.65-380皮带检修道二1-3804.95-420钻场1#二1-4205.36-420钻场2#二1-4205.89回风下山-440钻场二1-4407.49-500钻场1#二1-5002.04-500钻场2#二1-5001.86-570钻场1#二1-5704.32-570钻场2#二1-5702.15-630钻场1#二1-6303.54-630钻场2#二1-6304.212.矿井瓦斯涌出量依据矿井资料，本矿二1-12031回采工作面瓦斯相对涌出量为1.56~8.67m3/t，平均为3.44m3/t，绝对涌出量为1.67~5.31m3/min，平均为3.12m3/min；二12-12060回采工作面瓦斯相对涌出量为3.18~9.49m3/t，平均为5.94m3/t，绝对涌出量为2.07~4.99m3/min，平均为3.25m3/min。（表3-13）。表3-13矿井采煤工作面瓦斯涌出量统计表回采工作面日期相对涌出量m3/t绝对涌出量m3/min回采工作面日期相对涌出量m3/t绝对涌出量m3/min二1-12031采面2014.033.023.91二12-12060采面2014.109.492.62014.042.333.582014.114.923.692014.0522.62052014.061.561.852015.014.994.392014.0722.722015.029.283.432014.082.152.782015.037.763.212014.091.912.792015.048.013.612014.11.912.72015.058.44.992014.113.775.232015.065.132.072014.121.9222015.075.422.842015.011.851.782015.083.942.632015.023.681.672015.093.782.522015.038.672.762015.103.182.712015.047.323.612015.113.662.562015.056.555.312015.064.394.56平均3.443.125.943.25表3-14矿井瓦斯和二氧化碳来源分析表瑞平公司庇山矿2015年7月旬别项目开采区域煤层采区回采区掘进区采空区二1煤二采区绝对涌出量m3/min占总量比%绝对涌出量m3/min占总量比%绝对涌出量m3/min占总量比%绝对涌出量m3/min占总量比%绝对涌出量m3/min上旬CH46.5859.602.8826.091.5814.3111.04100.0011.04CO22.2870.590.9228.480.030.933.23100.003.23中旬CH46.2660.243.2831.570.858.1910.39100.0010.39CO21.9765.670.9933.000.041.333100.003.0下旬CH46.5968.042.7027.880.404.089.69100.009.69CO22.5169.921.0428.970.041.113.59100.003.59分析矿井瓦斯和二氧化碳来源分析表（表3-14），可知道甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）主要来源于矿井的回采区，占总量的五分之三以上；工作面的甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）主要来源于二1煤层。3.5.2矿井瓦斯等级鉴定河南省工信厅对庇山矿2010年瓦斯等级鉴定结果批复为高瓦斯矿井，2010～2015年矿井瓦斯鉴定数据详见表3-15。通过分析比较可以看出，2012、2013年的瓦斯涌出量有较明显的下降趋势，主要原因是2011年8月份北风井主扇挂网运行，新风井投入使用后矿井风量增大，各地点风量配备充足，使矿井瓦斯涌出量较低；2014年后矿井向深部开采，主采面全部在二采区，瓦斯涌出量有逐年上升高趋势。表3-15庇山矿矿井瓦斯等级历年鉴定情况汇总表区域项目时间全矿井二1煤层一8煤层绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t瓦斯等级绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t瓦斯等级绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t瓦斯等级10年CH418.659.03高18.659.03高11年CH411.6812.18高11.6812.18高12年CH410.36.63高10.36.63高13年CH47.175.24高7.175.24高14年CH49.455.0高9.455.0高15年CH411.212.22高11.212.22高3.5.3矿井瓦斯赋存规律现有矿井相对涌出量及深部瓦斯涌出量预测影响瓦斯赋存的因素,在漫长的地史时期是复杂多样的,并且各期也不尽相同。经过勘探阶段和生产阶段的的分析只能是根据现存迹象加以推断,得结论与实际情况不可避免地有一定误差,只能供作参考。1.煤层瓦斯含量和煤层埋深的相关性众所周知，瓦斯的赋存，一般情况下，在同一煤层中，随着埋深的加深，瓦斯含量加大，但对本井田二1煤层瓦斯赋存规律的研究，却得出相反的结论。井田深部的1330、1026孔甲烷含量分别为0.65m3/t和1.05m3/t，而井田浅部的951、1151孔甲烷含量却高达6.47m3/t和6.16m3/t，从《平顶山市瑞平煤电有限公司庇山矿二1煤瓦斯地质图》可以看出，瓦斯赋存在一水平的规律是井田浅部含量高，深部反而含量低，在走向上井田中部较两侧含量高的条带带分布。然而在煤层底板等高线-50水平以下瓦斯赋存随埋深的增加而逐步增大，符合瓦斯赋存一般规律（图3-3）。在煤层走向上煤田边界瓦斯低、中间高。图3-2.断层构造对瓦斯赋存的影响（1）二煤组煤层一般为“构造煤”，其特征是结构疏松，煤粉含量高，据有相关研究“构造煤”微观结构的研究表明，“构造煤”的显微角砾岩化和蜂窝状孔洞的产出，为瓦斯贮集提供了场所，同时也为瓦斯的运移提供了通道。（2）从构造分析可知，庇山矿区成煤期后曾经受多期构造运动，区内断裂发育，F3正断层走向北西，倾向南西，南盘相对于北盘下降，该断层平面上呈缓波状延展，与其次生之F10断层盛“入”字型构造，与F3所夹锐角指向北西，F10位于主干断层北侧，扩大了瓦斯在煤田边界的逸散通道；F1、F2、F4、F5以及新揭露的F9等断层均属正断层，推测它们对于瓦斯的逸散是有利的。从区内总的构造情况看，井田内F1、F2、F3正断层的存在，为瓦斯的逸散提供了通道，致使井田两侧瓦斯得以逸出而含量降低。井田内含煤地层为一单斜构造，通过庇山煤矿绘制的二煤瓦斯地质图上可以看出，瓦斯的压力随着埋深的增加而减小，这可能与深部张性正断层的伸展性有关；井田深部F4、F5正断层的存在，一方面使井田深部瓦斯得以逸散，同时也阻断了更为深部的煤层瓦斯向浅部运移补充，同时也重新分配了深部的构造应力。在浅部，由于瓦斯压力的增加，瓦斯的吸附量增加，加之煤层风化带的圈闭作用以及地表盖层等影响，使瓦斯逸散受到一定的阻滞，因此井田浅部甲烷含量反比深部较高，从现场瓦斯解吸资料可以看出，深部钻孔解吸量甚微，煤层所含瓦斯以吸附型为主，而浅部钻孔解吸量（包括损失量）一般在200毫升以上。3.顶、底板岩性对瓦斯赋存的影响二11煤层顶板岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩，有时出现细砂岩和粉砂岩，底板为黑白相间的粉细砂岩互层。不利于瓦斯释放，对瓦斯赋存影响大，在煤层变质生成过程中的瓦斯没有释放的条件，全部赋存在煤层中。二12煤层顶板为黑色泥岩或砂质泥岩，局部有伪顶。底板为黑色砂质泥岩或泥岩，不利于瓦斯释放，对瓦斯赋存影响大，在煤层变质生成过程中的瓦斯没有释放的条件，全部赋存在煤层中。3.5.4矿井瓦斯涌出量预测庇山矿瓦斯地质规律较为特殊，在煤层底板等高线-50m以浅区域瓦斯涌出量随着埋深而减小，在底板等高线-50m以深区域总体趋势为瓦斯随着埋深而增加，故此预测瓦斯涌出量可以采用线性回归法对二1煤层工作面瓦斯涌出量（取单月平均数据）及回采深度（采用工作面中点垂深值）进行统计分析，通过确定回归方程式，对深部煤层绝对瓦斯涌出量进行预测。图3-利用工作面瓦斯涌出量统计数据进行回归分析（图3–4），回采工作面绝对瓦斯涌出量回归统计分析所得到的预测关系式为：Y=-0.0148X+4.5049相关系数r=0.9912式中Y—绝对瓦斯涌出量，m3/min；X—煤层底板标高，m。依据上式对庇山煤矿深部的瓦斯涌出量进行预测，结果见表3–16。表3–16二1煤层绝对瓦斯涌出量预测成果表开采标高（m）绝对瓦斯涌出量（m3/min）-1005.98-1506.72-2007.46-2508.20-3008.94-3509.68-40010.42-45011.16-50011.90-60013.383.5.5煤与瓦斯区域突出危险性预测1.预测方法根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十二条规定：区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行，也可以采用其他经试验证实有效的方法。因此，采用煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行预测。庇山矿主要根据煤层瓦斯压力P和煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值见表3-17。表3-17根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值瓦斯压力P（MPa）瓦斯含量W（m3/t）区域类别P＜0.74W＜8无突出危险区除上述情况以外的其他情况突出危险区2.预测结果结合庇山煤矿现有的瓦斯资料（表3-18二1煤层瓦斯压力实测表）可知，区内构造较为发育，未采区瓦斯含量测定均在8m3/t以下，瓦斯压力最大值为0.52MPa，亦既在0.74MPa以下；因此预测庇山矿无突出危险区。但在二1煤层不同深度处多次测量过瓦斯压力，实测点在矿井采区下山一线分布较多，构成-条瓦斯压力剖面，并得到瓦斯压力p（mpa）和深度H（m）有一定的正相关性（图3-5），推测随着开采深度的增加瓦斯压力有增大到0.74MPa以上的可能性。然而影响瓦斯压力实测结果的因素较多，此相关性仅反映瓦斯压力和深度之间的趋势性变化关系。表3-18二1煤层瓦斯压力实测表测试地点标高（m）瓦斯压力（MPa）-100车场-1000.35-200车场-2000.30回风下山-260钻场-2600.35-320泵房外口-3200.5-380钻场1#-3600.3-380钻场2#-3600.06-380皮带检修道-3800.52-420钻场1#-4200-420钻场2#-4200.34回风下山-440钻场-4400.40-500钻场1#-5000.02-500钻