板石煤礦19層瓦斯參數(shù)測定

1、板石煤礦19#煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定報告報告名稱：板石煤礦19煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定報告審核黃敬恩 公司總工程師 高級工程師 樸承浩 公司副總工程師 通風(fēng)工程師課題組負責(zé)人 劉春江 通風(fēng)部部長 通風(fēng)工程師報告撰寫人 王 偉 化驗室主任 注冊安全工程師 課題組工作人員 黃敬恩 公司總工程師 高級工程師 樸承浩 公司副總工程師 通風(fēng)工程師 劉春江 公司通風(fēng)部部長 通風(fēng)工程師 任立君 板石煤礦總工程師 高級工程師 田 野 板石煤礦通風(fēng)科科長 助理工程師王 偉 化驗室主任 注冊安全工程師 劉 庫 化驗員 張嘉坤 化驗員 前 言受琿春礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司板石煤礦的委托，集團公司化驗室承擔(dān)板石煤業(yè)有限公司

2、19煤層垂深超過沈陽煤科院測定范圍50m地點的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定工作?；炇胰藛T于2013年1月18日開始進駐現(xiàn)場，在琿春礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司板石煤業(yè)公司有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的協(xié)助下，完成現(xiàn)場瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定工作。本項目歷時1個多月，完成了瓦斯參數(shù)測定，現(xiàn)提交板石煤業(yè)有限責(zé)任公司19煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定報告。目 錄1 井田概況11.1 交通位置11.2 自然地理11.3 井田境界及煤炭儲量21.4 礦井地質(zhì)與煤層賦存31.5 礦井生產(chǎn)情況131.6 礦井通風(fēng)方式及瓦斯情況142 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定152.1 煤的瓦斯吸附常數(shù)測定與煤的工業(yè)分析152.2 煤層瓦斯含量172.3 瓦斯放散初速度212.4

3、 煤的堅固性系數(shù)223 主要結(jié)論23琿春礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司化驗室1 井田概況1.1 交通位置板石一井井田位于吉林省東部延邊朝鮮族自治州琿春市境內(nèi)，行政區(qū)隸屬琿春市板石鎮(zhèn)。其地理座標(biāo)為東經(jīng)：130°1556至130°2042，北緯42°4555至42°4933。井田北距琿春市約12km，距圖門市約65km，井田東部有琿春至敬信中俄邊境國防公路，井田東北部邊界有琿春到中俄邊境長嶺子口岸公路。井田中部有板石至河口的砼公路?，q春至圖門的鐵路于1996年6月份正式通車。礦區(qū)鐵路專用線與國鐵圖琿線的七戶洞車站接軌，礦區(qū)專用線全長14.45km，己建成通車，交通

4、條件十分便利。交通位置見圖1-1。本井田的交通十分便利，也為該井田開工建設(shè)創(chuàng)造了十分便利的運輸條件，從大型設(shè)備到施工的設(shè)備、設(shè)施、原材料等進入現(xiàn)場，運輸條件均已具備。圖1-1 板石煤礦位置示意圖1.2 自然地理1.2.1地形地貌本井田位于琿春盆地西南部邊緣地帶，井田南部邊界為石炭二迭系及海西期花崗巖組成的低山，西與西北被圖門江和琿春河圍繞，區(qū)內(nèi)大面積為沖積平原，地面標(biāo)高為+30m+50m。本區(qū)制高點為南部小盤嶺，海拔標(biāo)高為+51.4m，最低點為西崴子一帶，海拔標(biāo)高為+20m。井田內(nèi)地表水系發(fā)育，河流、人工渠縱橫交錯。井泉到處可見?，q春河在井田西部邊界通過，琿春河為一老年期河流，下游河道寬闊。切

5、割不深，河道部分地帶淤塞，曲率系數(shù)1.5，洪水期河流易于改道。平時流量8020m3/s，洪水期猛漲圖門江水倒灌。據(jù)歷史記載，50年內(nèi)最大一次洪水淹沒標(biāo)高約35.2m。1.2.2 水文區(qū)內(nèi)根據(jù)水文地質(zhì)特征共劃分5個含水巖組，2個相對隔水巖組。故對本井田破碎帶應(yīng)引起重視。另外，本井田有26條斷層，落差大于50m有13條，它們切割溝通各斷層，有可能成為礦井的導(dǎo)水通道。該井田水文地質(zhì)為二類二型，工程地質(zhì)類型為一類偏復(fù)雜型，環(huán)境為二類偏復(fù)雜型。礦井設(shè)計正常涌水量為294.25m3/h。1.2.3 氣象與地震本區(qū)地下中緯度，屬中溫帶近海型大陸季風(fēng)氣候。常年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)和西北風(fēng)，風(fēng)力一般為56級。氣溫3

6、6.8 -32.5。降水量848.9mm416.2mm，年平均積雪量30mm，凍結(jié)期11月上旬至翌年4月上旬，最大凍土深度為1.5m。該地區(qū)地震裂度為度，屬弱震區(qū)。1.3 井田境界及煤炭儲量1.3.1 井田境界板石一礦東以22勘探線為界，南以煤層露頭為界，西以1勘探線為界，北以琿春河北防洪堤為界。井田西北邊界與八連城井田相接，東北邊界與板石區(qū)相連，東南部隔F1斷層與板石二井相毗鄰，井田內(nèi)無小煤窯。走向長7.5km,傾斜寬3.6km，井田面積為27km2。1.3.2 煤炭儲量計算儲量的煤層最小可采厚度和最高灰份是依據(jù)板石區(qū)勘探（精查）報告中所確定的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。平衡表最低可采厚度為0.8m，最高灰分

7、為40%。板石區(qū)工業(yè)儲量111b+122b(A+B+C)為105056.95kt，其中:111b級儲量為35733.6kt，占工業(yè)儲量的34%?？刹蓛α?2712.99kt。礦井資源/儲量匯總表，見表1-1。表1-1 礦井資源/儲量匯總表 單位：kt序號煤層地質(zhì)資源量合計111b122b小計3331195003.746705.5611709.3011709.30219b3515.844222.917738.75415.918154.6632014296.2810166.4824462.761238.0725700.83420a574.165086.095660.251759.197419.44

8、5211077.102888.263965.361331.605296.966223214.636189.719404.349404.34722a419.235158.735577.965577.968233408.0813164.5116572.5916572.59923a2738.155548.108286.258286.2510261486.408069.999556.399556.3911282122.952122.952122.9512合計35733.6169323.29105056.904744.77109801.67本井田工業(yè)儲量105056，95kt，可采儲量52712，99k

9、t。該礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為0.9Mt/a。服務(wù)年限為40.3a。1.4 礦井地質(zhì)與煤層賦存1.4.1 礦井地層該井田位于琿春煤田西南部邊緣，屬于隱蔽煤田，第四系掩蓋了煤系地層，中生界侏羅系地層為其基底，井田內(nèi)地層自上而下分為：新生界、中生界朱羅系上統(tǒng)屯田營組、古生界二迭系。1、新生界（1）第四系全新統(tǒng)（Q）：厚度0-27m，主要沉積物為腐植土，細礫石、砂礫石及河卵石，山坡上為角石與粘土堆積。（2）下第三系古新漸新統(tǒng)琿春組（Eh）該組地層最大厚度940m,平均厚度626m,為本井含煤地層。根據(jù)巖性、巖相及孢粉組合，自上而下分為上、中、下三個含煤段及礫巖段。上含煤段（Eh6-5）厚度5-186.0m

10、,平均厚度73.75m,由灰色粉砂巖、泥巖、細砂巖組成，含煤0-14層達采厚0-3層，但均不具工業(yè)價值。下部中褐色段砂泥巖段（Eh5）厚度0-225m, 平均厚度149m,由淺灰色粉砂巖、泥巖、粉砂巖組成。本段18線以東被剝蝕。中含煤段（Eh3-4）厚度過133-234m, 平均厚度133m。含煤5-25層，一般都不可采。本段夾一層凝灰?guī)r，為本區(qū)的（K1）標(biāo)志層。下褐色層段（Eh³）厚度54-124m，平均95m。下含煤段（Eh2）厚度過65-204m, 平均厚度120m，由白色粉砂巖、細砂巖、中粗砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖組成。含煤0-18層，局部可采有0-11層，主要計量煤層有19、

11、19b、20、20a、21、22、22a、23、23a、26、28號煤層。21#與22a#煤層之間發(fā)育有本區(qū)主要對比標(biāo)志層（k2），其特征為草綠色沉積火山巖或火山砂巖，凝灰質(zhì)成分以大小不等的團塊狀分布于砂巖中或以砂巖的膠結(jié)物出現(xiàn)，手感滑膩，易風(fēng)化，風(fēng)化后呈白色。全區(qū)發(fā)育，單層厚度幾分m到幾m不等。礫巖段（Eh¹）厚度30-340m，平均厚度97m，由粗砂巖、含礫粗砂巖、細礫巖、礫巖夾凝灰質(zhì)細粉砂巖，泥巖組成。2、中生界侏羅系地層（J3tt）該地層為煤系基底，井田南部邊緣有出露，厚度不詳，主要由紫紅灰綠色致密塊狀凝灰集塊巖、安山集塊巖、安山巖等組成。厚度不祥。3、古生界二迭系地層（P2

12、K）主要分布在井田南部，有少數(shù)鉆孔揭露，呈黑色變質(zhì)巖性，厚度不詳。1.4.2 地質(zhì)構(gòu)造本井田位于琿春煤田西南端，地層主體呈北東向展布，傾向北西，主構(gòu)造為一單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)構(gòu)造形變的主要形式是斷裂，主體構(gòu)造為東南邊界斷層F1、北部琿春河斷裂束、南部盆緣斷裂束等。斷層具有一定的方向性，其中一組北北東向，另一組北東東向，二者系一對共軛剪切斷裂，其所夾銳角平分線北東向，代表壓性結(jié)構(gòu)面方向，與琿春煤田總體構(gòu)造一致。琿春河與圖們江的流向恰恰是上述二種扭性構(gòu)造方向的反映，井田作為一個較完整的地質(zhì)體，系受限于兩組剪切斷裂內(nèi)，形成為北東向南西向拉長了的菱形地塊。（一）褶曲勘探精查報告提供了孟嶺背斜、柳亭向斜、火龍

13、溝背斜、太陽河背斜。褶曲在井田南部一帶呈較發(fā)育現(xiàn)象。自西至東依次有孟嶺背斜、柳亭向斜、火龍溝背斜存在，在井田東北角有太陽河背斜存在。井巷工程對火龍溝背斜、柳亭向斜已有部分揭露。三維地震報告利用時間剖面，在時間剖面上追蹤目的層對應(yīng)的反射波解釋褶曲形態(tài)，對深部區(qū)（315線間）進行了精細解釋，新提供了新農(nóng)七隊新農(nóng)八隊0304號鉆孔向斜、1512號背斜、新農(nóng)六隊背斜。1、孟嶺背斜位于井田西南部，孟嶺村東北部，背斜北北東向，寬約3km，長2km，核部為下褐色層段，翼部為中褐色段及上含煤段。兩翼較對稱。背斜向北東傾沒，傾伏角為5º。2、柳亭向斜位于柳亭村附近，向斜寬約2km，長1.5km，核部為

14、上含煤段，兩翼為中含煤段及中褐色層段，較對稱，傾角5º，向斜北東翼與火龍溝背斜的西南翼相連。3、火龍溝背斜火龍溝背斜經(jīng)板石一礦主、副、風(fēng)三條井筒的實際揭露，比地質(zhì)報告提供的規(guī)模要大得多，東北翼邊緣起自火龍溝村，西南翼與柳亭向斜相連。經(jīng)實際揭露的火龍溝背斜，跨越板石一礦三條井筒，是一個近似窟窿的短軸背斜，東南端傾伏角大，為25º。原勘探報告確定的火龍溝背斜位置只是該背斜東北翼傾伏邊緣。該背斜長、寬均為3km。4、太陽河背斜位于井田東北角，寬約1km，長0.5km，核部為下含煤段，兩翼最新地層為中含煤段，向東南傾沒，傾伏角5º。5、農(nóng)七隊新農(nóng)八隊0304號鉆孔向斜該向

15、斜位于測區(qū)（深部地震勘探區(qū).下同）中部、大部，為勘探區(qū)主要褶皺構(gòu)造，呈半環(huán)型，傾向西南，軸部走向北67º東，區(qū)內(nèi)軸長約3.50km，目的層傾角015º，目的層20#煤層最低點-658m，地層高差20#煤層大于150m，控制面積7km2左右。該單斜控制不完整，向南、西區(qū)外延伸。6、1512號背斜該向斜位于測區(qū)東北，測區(qū)控制內(nèi)傾向西男，軸部走向北130º東，區(qū)內(nèi)軸長約1km，目的層傾角1015º，目的層20#煤層最高點-338m，地層高差20#煤層大于150m，控制面積1.0km2左右。該單斜控制不完整，向北、東區(qū)外延伸。7、新農(nóng)六隊背斜該背斜位于新農(nóng)六隊，

16、與1512號背斜形成環(huán)行隆起的宏觀形態(tài)，測區(qū)控制內(nèi)單翼傾向西北，軸部走向北20º東，區(qū)內(nèi)軸長約0.70km，目的層傾角515º，目的層20#煤層最高點-305m，地層高差20#煤層大于180m，控制面積1.50km2左右。該單斜控制不完整，向東、南區(qū)外延伸。（二）斷層井田內(nèi)的斷層特征絕大部分均為高角度正斷層（只有一條逆斷層在三維地震的首采面出現(xiàn)），且具水平位移性，最大水平位移量約1km，其與斷層延展長度之比大約1：5，斷層的延伸、延展較大。斷面平直，斷層帶滑面顯著，大的斷層往往破碎帶較寬，斷層一側(cè)或兩側(cè)發(fā)育羽狀小斷層或短軸褶曲。同一序次的一對共軛扭性斷裂，在區(qū)內(nèi)北東東向斷層

17、較北北東向更發(fā)育，前者常被后者分割，常表現(xiàn)為左行構(gòu)造。在井田內(nèi)三維地震控制的首采區(qū)內(nèi)，北東向、東西向、南北向的斷層也有存在。井田內(nèi)現(xiàn)已查明大小斷層127條，其中勘探查明（符號F）26條（見表1），一期（首采區(qū)）三維地震勘探查明（符號DF）39條（見表2），二期（315線深部區(qū)）三維地震勘探查明（符號FD）60條（見表3），實際新揭露（符號SF）2條，最小落差為2m，最大落差為240m左右。除了F22號斷層位于八連城井田內(nèi)，F(xiàn)1號斷層位于板石區(qū)和區(qū)的邊界處外，其余斷層均位于本井田或局部位于本井田內(nèi)。上述127條斷層落差小于5m的9條（三維地震），510m的33條（三維地震），1030m的47條（

18、三維地震39條、勘探6條、實際揭露2條），3050m的19條（三維地震12條、勘探7條），大于50m的19條（三維地震6條、勘探13條），這些較大斷層將井田內(nèi)的含煤地層切割成了很多塊段，形成了較多的地壘、地墊。F6、F11、F14、F12等大斷層成了采區(qū)劃分的自然邊界。表1.2 勘探精查報告斷層控制一覽表斷層名稱性質(zhì)走向（º）傾向傾角（º）落差（m）延伸長度（km）備注F1正NE40NW6372531565.2可靠F2正NE65NW67721501705.0可靠F3正NE70NW6773401103.7可靠F4正NE57NW687240802.2可靠F5正NE45NW696

19、0781.15可靠F6正NE77NW7046803.3可靠F7正NE80NW70540.8可靠F8正NE89SW7018582.4可靠F9正NE43SE6833544.1可靠F10正NE55NW70400.85可靠F11正NE84SE70702.8可靠F12正NE65SE70401155.0可靠F13正NE65SE70281204.0可靠F14正NE40SE7018201.8可靠F15正NE60SE70121.5地層斷缺F16正NE45SE70202.8可靠F17正NE34SE6840孔內(nèi)斷缺F18正300.97可靠F19正NE45NW70301.5可靠F20正NE40SE70201.7較可靠

20、F21正NE55SE7020841.0可靠F22正NE70SE701228走向不清F23正71321.0無控制點F24正NE70SE68301.27較可靠F25正NWS68450.8無控制點F26正NE80NW70340.65可靠（三）巖漿巖琿春地區(qū)巖漿巖活動和火山噴發(fā)十分強烈，尤以海西與印支燕山期更為突出。根據(jù)以往資料和深部區(qū)地震勘探揭露，本區(qū)有海西期巖漿侵入體和晚古生代的火山活動。海西期巖漿侵入體主要為花崗巖類、閃長巖類及基性巖類，它們多以巖基狀產(chǎn)出于本區(qū)的南部邊緣或構(gòu)成本區(qū)煤系之基底?？拷喜窟吘壊糠帚@孔亦有所揭露，巖脈分布普遍，種類繁多，該區(qū)巖漿巖是以巖柱和巖床的形態(tài)存在的，巖柱位于深

21、部測區(qū)北部鄰近0908和K2號鉆孔，區(qū)內(nèi)延伸約32m×16m，走向北北西傾角7890º，該巖柱貫穿所有目的煤層，可能直至地面。巖床位于深部測區(qū)東北部， 1512、1508、1507、1309、1307、1308、1109號等鉆孔處，在時間剖面上均有所反映，侵入的輝綠巖均在目的層之上，區(qū)內(nèi)分布約0.8km2，傾向西南，傾角1530º，該巖床由斷裂侵入，向遠處（東北方向）變薄、變淺，并被后期構(gòu)造所改造。巖床對所有目的煤層可能沒有影響，但因其處在目的煤層的上方，起屏蔽作用，因此對地震勘探有較大影響。1.4.3 煤層及煤質(zhì)東翼區(qū)11個計量煤層，都分布于下含煤段，東翼開拓及

22、四、五、六采區(qū)開拓巷道設(shè)計開采22、22a、23、23a、26、28號煤層，現(xiàn)分述如下：1、19#煤層：主要發(fā)育于l17線問范圍內(nèi)，7線以南煤層發(fā)育較好，單層厚度大，結(jié)構(gòu)單一，過7線后煤層結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，煤層厚度由南向東逐漸變薄，由17線開始向東部尖滅。19#煤層可采范圍有兩塊，37線一塊，9線13線間，8線以北一塊。算量面積一共738km2，厚度080187m，平均厚度137m，平均灰分1878，平均發(fā)熱量2432Qgr，adMjkg。2、19b#煤層，主要發(fā)育于722線問，12線以北范圍內(nèi)，向南部與西部尖滅，向東部變薄?？刹煞秶植加?1 7線之間，靠近東北部有一小塊表外儲量。煤層可采總面積5

23、74km2煤層以簡單結(jié)構(gòu)為主，中等結(jié)構(gòu)次之。厚度08175m，平均厚度109m。平均灰分183l平均發(fā)熱量2503Qgr，adMJkg。煤層穩(wěn)定類型，局部穩(wěn)定。3、20#煤層：全區(qū)發(fā)育，煤層由西向東北部逐漸變薄，以簡單結(jié)構(gòu)為主，中等結(jié)構(gòu)次之。7線以西、12線以南煤層多為復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可采范圍大致分布于37線之間。16線以北范圍內(nèi)，向3線以西16線以南超覆。算量面積1314km2，煤層厚度080372m，平均厚度15lm，平均灰分1708，平均發(fā)熱量2517Qgr，adMJkg。煤層穩(wěn)定類型：全區(qū)大部穩(wěn)定。4、20a#煤層：主要發(fā)育于422線間，14線以北范圍內(nèi)。煤層由西向東逐漸變薄，向北尖滅，于4

24、線以西超覆?？刹煞秶植加?2線以北。511線間457km2范圍內(nèi)。ll17線間12線以南有一小塊表外儲量。煤層以簡單結(jié)構(gòu)為主，中等結(jié)構(gòu)次之。煤層厚度0.80155m，平均厚度102m左右，平均灰分1819，平均發(fā)熱量2473Qgr，adMJkg。煤層穩(wěn)定類型：局部穩(wěn)定。5、21#煤層：全區(qū)大部發(fā)育，煤層由南向北、由東向西逐漸變薄，過4線以西16線以南超覆。2l號煤層單層厚度薄可采范圍小，但比較穩(wěn)定?？刹煞秶植加?13線間。算量面積288km2，煤層以簡單結(jié)構(gòu)為主，中等結(jié)構(gòu)次之，少數(shù)可采點為復(fù)雜結(jié)構(gòu)。厚度080187m，平均厚度115m。平均灰分2166，平均發(fā)熱量2380Qgr，adMJk

25、g。煤層穩(wěn)定類型：局部穩(wěn)定。6、22#煤層：主要發(fā)育于522線間、14線以北范圍內(nèi)。向14線以南、5線以西尖滅。煤層由北向南逐漸變厚，可采范圍分布于918線間，14線以北，算量面積558km2煤層厚度0.80230m。平均厚度134m，平均灰分2618。平均發(fā)熱量2223Qgr，adMJkg。煤層結(jié)構(gòu)以簡單結(jié)構(gòu)為主，中等結(jié)構(gòu)次之，局部為復(fù)雜結(jié)構(gòu)。煤層穩(wěn)定類型：局部穩(wěn)定。7、22a#煤層：主要發(fā)育于422線問，12線以北范圍內(nèi)，煤層由西向東北部逐漸變薄。于ll線以西，10線以南超覆。煤層結(jié)構(gòu)以復(fù)雜結(jié)構(gòu)為主，簡單與中等結(jié)構(gòu)次之，可采范圍分布于713線間，12線以北和1521線間河床區(qū)域內(nèi)。算量面積

26、一共三塊，總面積395km2。平均灰分2564。平均發(fā)熱量2190Qgr，adMJkg。煤層穩(wěn)定類型屬局部穩(wěn)定型。8、23#煤層：主要發(fā)育于422線間，14線以北范圍內(nèi)，本區(qū)中部煤層較厚，向東北部與西部變薄，于12線以南超覆。煤層結(jié)構(gòu)以復(fù)雜結(jié)構(gòu)為主，中等結(jié)構(gòu)與簡單結(jié)構(gòu)次之，可采范圍分布于722線間，12線以北大部區(qū)。算量面積967km2。煤層厚度080270m平均厚度151m，平均灰分2486，平均發(fā)熱量2275Qgr，adMJkg。煤層穩(wěn)定類型：局部穩(wěn)定。9、23a#煤層：主要發(fā)育于72l線間，12線以北大部區(qū)域，煤層由西向東與北部逐漸變薄，過21線尖滅，于lo線以南超覆。結(jié)構(gòu)以復(fù)雜結(jié)構(gòu)為主

27、簡單結(jié)構(gòu)次之，可采范圍分布于920線間，10線以北。算量面積596km2，煤層厚度080398m平均厚度145m。平均灰分2380，平均發(fā)熱量2332Qgr，adMJkg。煤層穩(wěn)定類型：不穩(wěn)定。10、26#煤層：主要發(fā)育于1l22線間，12線以北范圍內(nèi)，煤層由西向東逐漸變薄，11線以西l0線以南超覆。煤層結(jié)構(gòu)以復(fù)雜結(jié)構(gòu)為主，局部見煤點為中等結(jié)構(gòu)或簡單結(jié)構(gòu)?？刹煞秶植加?122線間，12線以北范圍內(nèi)。算量面積533km2，煤層厚度080285m，平均162m。平均灰分2534，平均發(fā)熱量2285Qgr，adMJkg。煤層穩(wěn)定類型：不穩(wěn)定。11、28#煤層：發(fā)育于1120線間，8線以北范圍內(nèi)。煤

28、層由東向西變薄或尖滅。11線以西8線以南超覆。煤層以復(fù)雜結(jié)構(gòu)為主?？刹煞秶植加?118線間，8線以北小范圍內(nèi)。算量面積二塊，共計153km2。煤層厚度O801，75m，平均厚度117m，平均灰分2902。平均發(fā)熱量2148Qgr，MJkg。煤層穩(wěn)定類型為不穩(wěn)定型。上述11個計量煤層總的規(guī)律均有由西向東變薄的趨勢。上部煤層比下部煤層相對穩(wěn)定，各煤層可采范圍由下至上逐漸增大，結(jié)構(gòu)亦相對簡單，灰分上部煤層亦比下部煤層低。引起上述煤層變化的主要原因是：不同的沉積環(huán)境和古地理面貌所致。其它詳見表13可采煤層特征表、表14煤質(zhì)特征表。13琿春礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司 板石煤礦19#煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定報

29、告表1-3 可采煤層特征表煤組煤層煤層厚度（m）煤層間距（m）煤層結(jié)構(gòu)頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定性傾角（°）視密度（t/m3）最小最大平均最小最大平均夾石層數(shù)夾石厚度（m）頂板底板19190.81.871.372.4207.5030.03泥巖、粉砂巖泥巖、粉砂巖較穩(wěn)定4151.3119a0.81.751.09020.35泥巖、泥質(zhì)粉砂巖泥巖、泥質(zhì)粉砂巖較穩(wěn)定4141.31413.6920200.83.721.51040.78泥巖、泥質(zhì)粉砂巖泥巖、泥質(zhì)粉砂巖較穩(wěn)定5151.32.214.26.8620a0.81.551.02020.5泥巖、泥質(zhì)粉砂巖泥巖、泥質(zhì)粉砂巖較穩(wěn)定5151.31102017

30、210.81.871.15020.33泥巖、泥質(zhì)粉砂巖泥巖、泥質(zhì)粉砂巖較穩(wěn)定4151.339261622220.82.31.34030.27泥巖、凝灰質(zhì)砂巖泥巖、凝灰質(zhì)砂巖較穩(wěn)定4151.361.216822a0.82.641.25020.25泥巖、粉砂巖泥巖、粉砂巖不穩(wěn)定5161.364.5261523230.82.71.51040.4泥巖、粉砂巖泥巖、粉砂巖較穩(wěn)定5161.356241423a0.83.981.45040.46泥巖、粉砂巖泥巖、粉砂巖較穩(wěn)定5231.3482516260.82.851.62040.61泥巖、粗砂巖泥巖、含礫粗砂巖不穩(wěn)定4151.36113021280.81.

31、751.17030.43泥巖、粗砂巖泥巖、含礫粗砂巖不穩(wěn)定5171.38表1-4 煤質(zhì)特征表序號煤層煤的牌號水分（Mad）灰分（Ad）揮發(fā)分（Vdaf）全硫分（st.d）磷分（Pd）發(fā)熱量（Qb.daf）MJ/kg粘結(jié)指數(shù)（GR，I）膠質(zhì)殘指數(shù)Y（mm）灰熔點ST（）119CY6.4718.7847.250.660.072824.7301397219bCY5.8918.3147.350.620.033924.64001420320CY5.5717.0847.260.650.018425.40051368420aCY6.4818.1946.910.750.037625.730521CY5.592

32、1.6645.170.580.003824.62622CY5.3426.1846.060.370.020822.6901435722aCY6.3125.6446.440.40.03522.58001400823CY5.3224.6845.720.350.032523.0201417923aCY5.3622.7446.570.380.018623.78014201026CY4.6725.3446.410.340.025523.031128CY4.6129.0246.910.310.014621.621420平均5.6022.5346.550.490.028523.86011410 板石煤礦19#

33、煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定報告1.5 礦井生產(chǎn)情況1.5.1 礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀板石煤礦隸屬琿春礦業(yè)集團公司，2008年8月正式投產(chǎn)，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力0.90Mt/a ,核定生產(chǎn)能力為2.40Mt/a,2012年5月經(jīng)過通風(fēng)系統(tǒng)改造后核定生產(chǎn)能力為3.00Mt/a。1.5.2 井田開拓方式、采區(qū)劃分及采煤方法1、開拓方式板石煤礦為三條斜井開拓，-480M單一固定水平上下山開采的開拓方式。根據(jù)煤層賦存條件和礦務(wù)局生產(chǎn)實際情況，確定采煤方法為走向長壁全部陷落法。初期首采區(qū)選用兩套綜合采煤機設(shè)備，采煤工作面支護使用掩護式自移支架，自然冒落管理頂板。初期開采19#煤層，煤層傾角11°，19#煤層薄，但是

34、煤層賦存穩(wěn)定。首采區(qū)采用走向長壁全部陷落法，中后期根據(jù)深部煤層逐漸變緩，傾角約5-8°時，應(yīng)積極推廣傾斜長壁陷落采煤法。2、采區(qū)劃分井田可采范圍約18km²，走向長6km，傾斜寬3km，開采上限-200m，開采下限-700m。井田地表低洼，有部分煤層位于河床下，約占工業(yè)儲量的30%?？紤]地表防排洪，同時考慮首采區(qū)選在地質(zhì)（構(gòu)造簡單、煤層厚度穩(wěn)定、頂?shù)装鍡l件好）和水文地質(zhì)條件好、煤層儲量豐富、勘探程度高、地面無建筑物、基建工程量少和貫通連鎖工程短，便于迅速達產(chǎn)和增產(chǎn)的塊段。井田開采順序由井田南部琿春河下游向井田北部琿春河上游逐漸發(fā)展，根據(jù)煤層賦存情況及地質(zhì)構(gòu)造特征劃分首采、北

35、一、北二、北三、南一五個采區(qū)。首采區(qū)位于13勘探線與南部煤層自然可采邊界之間，東以F6號斷層為界，西北以南翼采區(qū)-600m運輸巷為界。首采區(qū)范圍內(nèi)無較大斷層，煤層賦存穩(wěn)定，勘探程度高，儲量豐富，可采儲量為14033.55kt，可采年限為11.2年。采區(qū)走向平均約2.4km，傾斜平均約1.6km。北一采區(qū)北以F11號斷層為界，西以F16號斷層為界，東以水渠、村莊及F14號斷層為界，南以新農(nóng)村煤柱為界。走向長平均約1.5km，傾斜寬平均約1.6km。采區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，僅有一條F15號斷層，煤層賦存穩(wěn)定，勘探程度高，儲量豐富，可采儲量為15429.39kt可采年限12.2a。北二采區(qū)位于F11號斷層以

36、北至琿春河河北防洪堤煤柱，約50%為河下開采，區(qū)內(nèi)被F12和F20兩條較大斷層分割為三大塊，該采區(qū)地質(zhì)條件相對復(fù)雜。儲量為6160.56kt，可采年限為4.9年也是35年以后投產(chǎn)的最后一個采區(qū)。北三采區(qū)北以F11號斷層為界，西以F12號斷層為界，東以F16號斷層為界，南以7勘探線為界，本采區(qū)范圍內(nèi)較小斷層有6條，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜?？刹蓛α繛?0268.96kt，可采年限9.8年，采區(qū)走向2.1km，傾斜0.9km。預(yù)計25年以后投產(chǎn)的采區(qū)。南一采區(qū)北以7勘探線為界，西以琿春河北防洪堤煤柱為界，南至井田境界，東以404-704鉆孔連線為界。采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層賦存穩(wěn)定，可采儲量為4698.99

37、kt，可采年限3.7a，走向1.1km，傾斜1.0km。為10a以后投產(chǎn)的采區(qū)。采區(qū)尺寸的確定，主要根據(jù)較大地質(zhì)構(gòu)造自然分割形成的塊段進行劃分，同時考慮適合綜采和普采的要求，為此確定采區(qū)合理的走向長度約1500m左右，傾斜長度約1200m左右。1.6 礦井通風(fēng)方式及瓦斯情況區(qū)內(nèi)各可采煤層平均甲烷含量2.59(毫升/克可燃質(zhì))，21#煤層含量最小為1.69(毫升/克可燃質(zhì))，22#煤層含量最大為4.11(毫升/克可燃質(zhì))。鄰近生產(chǎn)礦井城西及板石小井群為低瓦斯礦井，并對琿春所有生產(chǎn)礦井進行調(diào)查了解，均屬于低瓦斯礦井。根據(jù)精查地質(zhì)報告提供煤層瓦斯含量資料，屬低瓦斯礦井。煤塵有爆炸危險性。19b、20

38、#煤層不易自燃，其它煤層屬于易自燃。該井初期通風(fēng)方式為中央并列式，副斜井入風(fēng)，(膠帶機斜井少量入風(fēng)，但必需按規(guī)程要求的風(fēng)速配風(fēng))、回風(fēng)斜井排風(fēng)，中后期采用對角式通風(fēng)，在井田邊界單設(shè)風(fēng)井，兼安全出口。新鮮風(fēng)流由地面經(jīng)副斜井入井，經(jīng)車場運輸石門再經(jīng)運輸順槽進入回采工作面，乏風(fēng)沿回風(fēng)順槽至材料車場經(jīng)回風(fēng)斜井排出礦井。15琿春礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司 板石煤礦19#煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定報告2 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定本次在板石煤礦測定煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)主要包括：煤層瓦斯含量、煤的瓦斯吸附常數(shù)a和b值與工業(yè)分析等。這些參數(shù)分別在現(xiàn)場實測或在琿春礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司化驗室測定。2.1 煤的瓦斯吸附常數(shù)測定與

39、煤的工業(yè)分析煤中的瓦斯是以游離和吸附兩種狀態(tài)存在的，煤的瓦斯吸附常數(shù)是衡量煤吸附瓦斯能力大小的標(biāo)志，是計算煤層瓦斯含量的重要指標(biāo)之一。煤樣的工業(yè)分析值也是計算煤層瓦斯含量的重要參數(shù)。目前，煤的瓦斯吸附常數(shù)與工業(yè)分析只能在實驗室利用特殊的實驗設(shè)備進行測定。2.1.1 煤的瓦斯吸附常數(shù)與工業(yè)分析測定方法煤的瓦斯吸附常數(shù)依據(jù)原煤炭工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)煤的甲烷吸附量測定方法（高壓容量法）（MT/T 752-1997）,煤的工業(yè)分析依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)煤的工業(yè)分析方法（GB/T 212-2001）規(guī)定，采用HCA高壓容量法瓦斯吸附裝置進行測定?，F(xiàn)將煤的瓦斯吸附常數(shù)與工業(yè)分析測定方法簡述如下：1 在板石煤礦2

40、1904改造巷煤層上、中、下采集新鮮煤樣，送實驗室粉碎，取0.20.25mm粒度做為實驗用煤樣； 烘干：將煤樣置于真空烘干箱內(nèi)在80恒溫條件下，同時啟動真空泵，烘干6 h； 脫氣：將煤樣裝入煤樣罐中,在恒溫60高真空（10-210-3mmHg）條件下脫氣4h； 在30恒溫水浴中進行常壓和（4.54.8）MPa之間的壓力條件下，進行不同壓力下的瓦斯吸附平衡，并測定各平衡壓力時的吸附瓦斯量； 根據(jù)不同平衡壓力下的吸附瓦斯量（按7個點），按郎格繆爾方程回歸計算出煤的瓦斯吸附常數(shù)a和b值； 稱取粒度在0.2mm以下的分析煤樣1±0.1g，利用WS-G800自動工業(yè)分析儀，分別按GB/T 21

41、7、GB/T 211、GB/T 212測定水份（Mad）、灰份（Aad）、揮發(fā)份（Vdaf）等。圖2-1 HCA高壓容量法瓦斯吸附裝置示意圖2.1.2 煤樣吸附瓦斯試驗與工業(yè)分析結(jié)果煤樣工業(yè)分析測定結(jié)果見下表2-1。表2-1 煤樣吸附瓦斯試驗與工業(yè)分析結(jié)果序號采樣地點吸附常數(shù)灰份Aad(%)水份Mad( %)揮發(fā)份r(%)真密度(t/m3)視密度(t/m3)孔隙率(%)a(ml/g·r)b(MPa-1)121904改造巷150m處23.8519 0.939311.76.3949.241.461.329.59圖2-2 21904改造巷煤樣吸附等溫線圖2.2 煤層瓦斯含量煤層瓦斯是古代植

42、物遺體變質(zhì)成煤過程中的伴生氣體。成煤過程中產(chǎn)生的瓦斯是巨量的。據(jù)俄國學(xué)者光茲洛夫的研究：古代植物每變質(zhì)生成一噸褐煤可產(chǎn)生68m3甲烷，長焰煤168m3，氣煤212m3，肥煤229m3，焦煤270m3，直到無煙煤產(chǎn)生419m3。然而在漫長的地質(zhì)變遷中地層抬升與風(fēng)化剝蝕，成煤過程中產(chǎn)生的瓦斯絕大部分已通過滲透、擴散與溶解而逸散到圍巖或大氣中，現(xiàn)今仍存留在煤層中的瓦斯僅為原始生氣量的很小一部分。存留在煤層中的瓦斯含量大小，取決于煤層瓦斯的生、儲、蓋條件?！吧敝傅氖敲簩幼冑|(zhì)過程中的瓦斯生成能力。煤層作為瓦斯的生氣源，其瓦斯的生成量與煤的變質(zhì)程度密切相關(guān)；變質(zhì)程度越高，生成瓦斯的量越大。就孫家溝井田而

43、言，煤系地層中所含煤層氣煤為主；按俄國學(xué)者光茲洛夫的研究結(jié)果，每噸氣煤的形成過程中能產(chǎn)生約212m3的甲烷，不言而喻，井田內(nèi)具有良好的原始瓦斯生成能力?！皟Α敝傅氖敲簩觾Υ嫱咚沟哪芰?。煤層不但是瓦斯的生氣層，而且又是瓦斯的儲集層。煤層作為一種復(fù)雜的多孔介質(zhì)，擁有發(fā)達的孔隙體系和巨大的孔隙比表面積，是儲集瓦斯的理想場所。煤層中儲集的瓦斯90以上是以吸附態(tài)儲存在煤孔隙表面上；煤儲存瓦斯的能力用煤對瓦斯吸附常數(shù)表示，它取決于煤中孔隙比表面積、孔隙容積、孔隙率以及孔徑分布。“蓋”指的是煤系地層及上覆古地層圈閉與阻止瓦斯逸散的蓋層條件，它與地層的厚度、巖性及地質(zhì)構(gòu)造以育的程度有關(guān)。煤層瓦斯含量是指單位質(zhì)

44、量或體積的煤中所含有的瓦斯量，以m3/m3或m3/t表示。它是礦井瓦斯涌出量預(yù)測和礦井抽放瓦斯系統(tǒng)設(shè)計的重要依據(jù)參數(shù)之一。當(dāng)前生產(chǎn)礦井煤層原始瓦斯含量普遍采用直接法或間接法測定。直接法就是利用煤層鉆孔采集原始煤體煤芯，用解吸法直接測定煤層原始瓦斯解吸量。該方法測定煤層瓦斯含量的原理是：根據(jù)煤樣瓦斯解吸量、解吸規(guī)律推算煤樣從采集開始至裝罐解吸測定前的損失瓦斯量，再利用解吸測定后煤樣中殘存瓦斯量計算煤層瓦斯含量。間接法是在井下實測煤層瓦斯壓力的基礎(chǔ)上，取煤樣在實驗室測定煤的孔隙率、吸附性和煤的工業(yè)分析結(jié)果計算煤層瓦斯含量。2.2.1 直接法在原始煤體中，一旦游離瓦斯和吸附瓦斯的動平衡狀態(tài)遭到破壞，

45、部分瓦斯的賦存狀態(tài)會在一定時間內(nèi)發(fā)生單方向的轉(zhuǎn)化，直至建立新的動平衡狀態(tài)。當(dāng)煤樣處于原始煤體中時，煤樣中的瓦斯壓力等于原始煤體的瓦斯壓力，煤樣中的游離瓦斯和吸附瓦斯處于動平衡狀態(tài)；當(dāng)由于采掘作業(yè)使煤樣被剝離煤體后，煤樣暴露于大氣之中，其周圍環(huán)境的壓力變成測定地點的大氣壓力，壓力降低，煤樣中游離瓦斯和吸附瓦斯的動平衡狀態(tài)遭到了破壞，原來吸附于煤中的瓦斯開始解吸，直至煤樣中的瓦斯壓力等于測定地點的大氣壓力而達到新的動態(tài)平衡。直接測定煤層原始瓦斯含量方法正是以上述原理為依據(jù)建立起來的。為了用直接方法測定煤層原始瓦斯含量，可以采取兩種途徑：一是利用專門的儀器在鉆孔中采樣，以保證采樣過程中損失瓦斯量最小

46、；二是采用某種方法對損失瓦斯量加以補償。根據(jù)采樣工具及補償方式的不同，直接方法又可分為：地勘鉆孔瓦斯解吸法、井下鉆孔瓦斯解吸法和煤芯采取器法等。 板石煤礦19#煤層瓦斯含量直接測定方法根據(jù)板石煤礦的實際情況，板石煤礦19#煤層瓦斯含量根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)煤層瓦斯含量井下直接測定方法（GB/T 23250-2009）進行測定。本次直接測定瓦斯含量過程中，采用井下鉆孔瓦斯解吸法。即：利用煤層鉆孔采集原始煤體煤芯，用解吸儀在井下直接測定其解吸瓦斯量及解吸規(guī)律，根據(jù)其解吸規(guī)律來推算煤樣從開始采集至解吸測定前的損失瓦斯量，并在實驗室進行地面解析瓦斯量測定、粉碎瓦斯解析量測定和殘存瓦斯量測定，測定和

47、計算的這四部分瓦斯量之和即為煤層瓦斯含量。其測定步驟如下： 在新暴露的采掘工作面煤壁上，用鉆機垂直于煤壁打一個孔深30m以上的鉆孔，開始取煤樣，并記錄4個時間及井下大氣壓力和溫度：1停鉆時間；2取芯開始時間；3取芯結(jié)束時間；4開始解吸時間，并將煤樣裝滿密封罐。隨后將煤樣罐與DGC型瓦斯解吸儀（見圖2-3）連通，開始進行井下解吸瓦斯量的測定，并記錄每一分鐘讀取液面刻度一次，直至30min。如果量管體積不足以容納解吸瓦斯量，可以中途關(guān)閉彈簧夾，記錄量管讀數(shù)，打開通大氣的彈簧夾，排出部分解吸瓦斯后，關(guān)閉通大氣彈簧夾，記下量管讀數(shù)，以此作為新的起點。重新打開密封罐解吸瓦斯彈簧夾，繼續(xù)進行測定。同時要記

48、錄測定地點的氣溫與氣壓。解吸測定停止后擰緊煤樣罐以保證不漏氣，并將煤樣罐帶入實驗室進行地面解析瓦斯量測定、粉碎瓦斯解析量測定和殘存瓦斯量測定。圖2-3 瓦斯解吸速度測定儀與密封罐示意圖將煤樣罐帶入實驗室后，利用DGC型瓦斯解吸儀進行地面解析瓦斯量測定、粉碎瓦斯解析量測定和殘存瓦斯量測定，之后將實測測定的相關(guān)瓦斯數(shù)據(jù)輸入到配套的“DGC瓦斯含量直接測定系統(tǒng)”軟件，自動獲得瓦斯損失量、可解吸瓦斯含量、殘存瓦斯含量和煤層瓦斯壓力。圖2-4 21904改造巷煤樣損失瓦斯量推算方法示意圖 直接法測定瓦斯含量結(jié)果按照上述步驟，本次在21904改造巷道打1個測定鉆孔，采集煤樣后用DGC型瓦斯含量直接測定裝置

49、測定煤層的解吸瓦斯量，并送實驗室測定煤樣殘存瓦斯量。各煤樣解吸瓦斯量、殘存瓦斯量的測定結(jié)果如下表2-2所示。表2-2 直接法測定19#煤層瓦斯含量結(jié)果地 點損失量(m3/t)解吸量(m3/t)殘存量(m3/t)含 量(m3/t)21904改造巷150m處0.64161.59820.90763.1474 2.2.2 間接法間接法是指在井下采取新鮮煤樣后，帶回實驗室測定其吸附常數(shù)、值及工業(yè)分析，并利用所測定的煤層瓦斯壓力來計算煤層瓦斯含量。其計算公式如下： (2-1)式中：煤層瓦斯含量，m3/t；吸附常數(shù)，試驗溫度下的極限吸附量，m3/t；吸附常數(shù)，MPa-1；煤層絕對瓦斯壓力，MPa；煤的灰分，

50、%；煤的水分，%；煤的孔隙體積，m3 /m3；煤的視密度，t/m3。將壓力值及表2-1中的數(shù)據(jù)代入式（2-1）中，計算出21904改造巷垂深超過50m處煤層的瓦斯含量值，如下表2-3所示。2.2.3 煤層瓦斯含量結(jié)果分析本次基礎(chǔ)參數(shù)測定過程嚴(yán)格按照煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MTT6381996煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定方法的規(guī)定進行。其煤對瓦斯吸附常數(shù)依據(jù)原煤炭工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)煤的甲烷吸附量測定方法（高壓容量法）（MT/T752-1997）進行測定，其煤的工業(yè)分析依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)煤的工業(yè)分析方法（GB/T 212-2001）進行測定。表2-3 間接法測定煤層瓦斯含量結(jié)果表孔號煤層位 置絕對瓦斯壓力（MPa）終孔標(biāo)高/m煤層瓦斯含量(m3/t)P11921904改造巷150m處0.35-5462.82752.3 煤層瓦斯放散初速度瓦斯放散初速度P是反映煤在常壓下吸附瓦斯能力和含瓦斯煤體暴露時放散瓦斯（從吸附狀態(tài)瓦斯轉(zhuǎn)為游離狀態(tài)瓦斯）快慢的一個指標(biāo)。煤放散瓦斯的性能是由煤的物理、力學(xué)性質(zhì)決定的。在瓦斯含量相同的條件下，煤的瓦斯放散初速度越大，越有利于突出的發(fā)生和發(fā)展。因此，細則將瓦斯放散初速度納入煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)之一，其臨界值為10。當(dāng)P10時，煤層具有發(fā)生突出的潛在危險性；當(dāng)P10時，煤層不具有發(fā)生