矿井瓦斯地质研究规律论文

平顶山一矿瓦斯地质规律

平顶山一矿井田位于矿区中部，北西、南东向展布的郭庄背斜、牛庄向斜、牛庄逆断层，由十矿跨入该矿井田东部的二水平和三水平，与位于其下方的竹园逆断层、张家逆断层构成北西、南东向展布的构造带，控制着一矿井田东部和深部，以压(扭)作用为主的构造形态(图)。

表 平顶山矿区瓦斯地质特征表

图 平顶山一矿构造纲要图(比例尺1∶50000)

一矿井田构造特征，概括起来可以划分为三部分:二水平及其以上，大致以30勘探线为界可划分为东、西两部分;三水平及其深部。

(1)东部，与十矿一起，主要是受北西、南东向展布的牛庄向斜、牛庄逆断层作用的控制，煤层构造以压性、压(扭)性作用为主，兼具有张(扭)作用，煤层受到强烈的挤压、剪切破坏，煤层中的小揉皱，剪切滑动很普遍，“构造煤”特别发育，戊8－10煤层中的“构造煤”厚度一般在1～以上。该部构造比较复杂，为了区分，可以简称“东部构造复杂区”。

(2)西部，在30勘探线以西至四矿井田边界，构造特征与四矿相似。并且与四矿、六矿一起位于锅底山断裂的东北盘，构造比较简单，构成了整个平顶山矿区相对的构造简单区。以北东、北北东向正断层比较发育为主要特征，并在喜马拉雅期近北东向右旋力偶作用时，表现为张(扭)性活动。煤层中的“构造煤”远不如东部发育，～左右，一般都在以下。

(3)三水平及其以深，主要受北西、南东向展布的郭庄背斜的倾伏端、竹园逆断层、张家逆断层的控制，构造特征主要是挤压剪切应力为主。郭庄背斜的倾伏端，煤层的倾向、倾角和走向都发生急剧的变化，这种变化会使煤层遭受强烈的挤压和剪切破坏;竹园逆断层和张家逆断层连成带状，控制了三水平及其以深的大半部;仅井田深部边界的西北端构造稍简单。

受矿区构造的控制，井田东部和三水平及其以深主要受北西、南东向展布褶皱和逆断层的控制，构造复杂，煤层受挤压、剪切强烈，煤层破坏严重，构造煤发育，有利于瓦斯的储集，开采时瓦斯涌出和煤与瓦斯突出危险性大;西部主要以北东、北北东正断层比较发育，有利于瓦斯的释放，开采时瓦斯涌出和煤与瓦斯突出危险性较小。

平顶山五矿瓦斯地质规律

井田位于李口向斜的西南翼，总体为一走向北西、南东、倾向北东的单斜构造，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，以走向北西西的锅底山正断层为主导(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”(图)。

图 平顶山五矿矿井构造纲要图

锅底山正断层为平顶山矿区五矿最大的断裂构造，呈北西、南东向展布，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9次煤与瓦斯突出中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。

平顶山八矿瓦斯地质规律

平顶山八矿位于李口向斜轴的南东转折仰起端，井田西侧与十矿、十二矿井田内分布的北西向展布的牛庄向斜、郭庄背斜以及原十一矿逆断层的末端相邻，并受其控制;而井田东侧靠近北东向展布的洛岗大断裂。该井田既受北西向构造的控制，又受北东向构造的控制，处于区域北西向构造与北东向构造的交汇部位，井田内既有北西向展布的任庄断裂、张湾断裂，又有北东向展布的辛店断裂，既有北东向展布的前聂背斜，又有北西向与北东向构造复合作用控制的焦赞背斜，且又有北西向构造与北东向构造联合作用控制的盆形构造任庄向斜。该井田构造极为复杂(图)，煤层破坏强烈，构造煤极其发育，煤与瓦斯突出非常严重。

图 平顶山八矿构造纲要图

发育顺煤层滑动断层的地带是构造煤发育的地带，多为Ⅳ、Ⅴ类构造煤，也是煤与瓦斯突出危险地带;北西向展布的小断层附近构造煤普遍比北东向展布的小断层要发育，也是煤与瓦斯突出的危险地带;八矿井田背斜向斜构造较发育，小褶皱引起煤层增厚，易于形成煤与瓦斯突出危险。无论是戊组煤层还是己组煤层都存在煤厚分叉合并现象，在煤层合并区域，煤层瓦斯含量和瓦斯压力会急剧变大，导致瓦斯涌出量明显增大，也是煤与瓦斯突出危险性大的地段。

平顶山十矿瓦斯地质规律

平顶山十矿井田总体为一由南西向北东倾斜的单斜构造，位于李口向斜西南翼的中偏东部，与八矿相邻，整个井田被北西西向展布的郭庄背斜、十矿向斜、牛庄逆断层、原十一矿逆断层和赵庄逆断层等一系列压扭性构造带所贯穿，是属于平顶山矿区的构造复杂区。受北西西向展布的十矿向斜、牛庄逆断层、原十一矿逆断层、郭庄背斜等一系列压扭性构造带的控制，将井田分成十矿向斜区、位于十矿向斜和郭庄背斜间而由牛庄逆断层和原十一矿逆断层共同作用形成的地垒区和郭庄背斜北翼区(图)。

图 平顶山十矿井田构造纲要图

(1) 十矿向斜区十矿向斜是一个宽缓的向斜，煤层倾角5°～10°，又是位于靠近煤层露头方向的井田浅部。对于丁组煤和戊组煤大部分都处在始突深度以上，戊9－10煤层始突深度420m，丁6煤层始突深度580m。但是对于己组煤层在位于向斜倾伏端靠近向斜轴部的煤层就具有煤与瓦斯突出危险性。

(2) 地垒区由于牛庄逆断层靠近十矿向斜北翼、原十一矿逆断层靠近郭庄背斜的南翼，这两者实际上是一个共用翼，地垒区是由两个逆断层的上盘共同作用控制的隆起区，这本来是一个构造作用强烈的复杂区，如在戊五采区构造煤厚一般都在2m以上。但是由于戊组煤和丁组煤大部分都处在始突深度以上，所以目前还没有发生过煤与瓦斯突出。但是对于己组煤层埋藏深，在靠近两个逆断层附近的深部煤层就具有煤与瓦斯突出危险性。

(3) 郭庄背斜北翼区郭庄背斜是一个在井田中部强烈突起的褶皱构造，它在南东端仰起、北西端倾伏，由东到西贯穿整个井田。由背斜轴部向北翼，煤层倾角由5°增大至27°。这说明它是一个构造作用强烈的紧闭褶皱构造。煤层倾角的急剧变化是构造挤压变形作用的结果，戊组煤、丁组煤、己组煤已发生的40余次煤与瓦斯突出均位于煤层倾角急剧变化的该区。

(4) 小型断裂构造实践证明，煤与瓦斯突出往往发生在小断层附近，尤其是压扭性小构造。十矿统计了1553条断层，落差小于2m的断层占总数的85%。十矿小断层北西西向是以压扭作用为主的次级断裂(曾经也发生过张扭作用);北北东向是以张扭作用为主的次级断裂(曾经也发生过压扭作用);北西向和北东东向分别是来自南西向北东推挤的主应力作用产生的共轭断裂，是以剪切作用为主的。

煤矿安全管理摘要：煤矿安全生产是一项长期而艰巨的工作，必须建立和落实长效机制，才能彻底扭转安全上的不利局面。关键词：煤矿安全生产长效机制事故是一个可怕的黑洞，一旦发生就会影响生产甚至造成全面停产，形成巨大的损失，而且它吞噬生命，损害健康，给人留下一生的遗憾和心灵上的创伤。党和国家本着为人民群众生命财产负责任的精神，正确地提出了“安全第一、预防为主”的安全生产方针，明确了安全的地位和安全工作的根本方法。又提出了“管理、装备、培训并重”的原则，进一步为安全生产工作指明了方向。但是在实际执行过程中，由于受各种因素的影响，安全生产方针和原则不能长期得到贯彻执行，存在时张时弛的现象。造成了安全生产中的漏洞，使事故屡屡发生。笔者认为必须建立安全生产的长效机制，制约企业和有关部门的各项活动，以保证安全生产方针和原则真正意义上的贯彻和落实。具体包括以下几个长效机制：一、建立健全责任制约机制1、理顺管理体制宏观体制国家监督首先要确立国家在安全生产管理中的地位和作用，国家监督体现了国家对安全生产工作的重视和负责精神，国家强制力是安全监督实施的保障，保证安全监督能够顺利进行，并从根本上影响企业和个人对安全管理的思想和行为对安全的关注。国家煤矿安全监察局是国家对煤矿行使安全监察的职能部门，自从2001年建立以后，全国煤矿安全生产形势已逐年好转。从近几年私挖乱采和越界开采及不具备安全生产基本条件的小煤矿的治理情况来看,落实地方人民政府的煤矿安全监督管理职责是至关重要的措施。在建立地方人民政府领导分工联系本地区煤矿安全生产工作制度的基础上，认真落实煤矿安全生产许可证制度，促进煤矿安全法制、安全责任、安全科技、安全投入、安全文化等各项要素到位。行业管理安全工作范围广泛，各个区域又有其各种不同的特点，所以有必要在国家统一领导下分行业进行管理，以保证安全管理的专业性。我国的行业管理已经比较完善。企业负责在市场经济条件下，企业是生产经营的基本单位，企业的一切工作都由企业决定和实施，安全管理也不例外，所以企业也是安全管理的基本单元。只要企业重视安全、安全投入充实，安全管理到位，全国的安全生产才有保障。《安全生产法》规定企业的法定代表人是安全第一责任人，进一步把企业的安全责任落实到个人。企业内部体制安全生产管理机构安全管理职能需要相应的机构和人员，而且一定要设置专门机构和专职工作人员，机构和人员一旦兼职必然使安全管理职能削弱，甚至名存实亡。现实的情况往往是，发生重大事故之后的单位管理机构健全，而未发生事故单位的管理机构就要薄弱得多。在这方面，一定要坚持预防为主的方针，消除因事故而设机构的不正常现象。管生产必须管安全的原则各级生产或行政管理人员，必须对自己负责区域的安全工作负责。分级管理原则在正确设立管理机构的基础上，一定要坚持分级管理的原则，按现场作业人员——班组——区队（车间）——井——矿的顺序，按职能分级进行安全管理，能由下级管理的尽量由下级负责，让上级集中精力来抓更重要的工作，处理更重大的问题。2、建立安全生产责任制明确国家机关、国家工作人员和各企业、企业内部各部门、各岗位的安全生产责任制，使每个人的权利清楚，责任明确，权责一致。形成一个包涵国家机关、国家工作人员、企业负责人、企业内部各岗位的真正意义上的健全的责任体系。3、责任体系落实责任联系和制约各个责任制之间并不是独立的，它们之间存在着紧密联系。在企业内部有上级对下级的管理，也有下级对上级的监督，还有职能部门的指导和监管。在宏观上，还有企业与企业及煤矿安全监察局、国土资源局和煤炭行业管理部门相互之间的责任联系。所以必须以系统的观点来看待责任落实问题。责任体系落实保障健全与责任制相配套的法律法规，规章制度落实责任制必须要有相应的考核和奖罚措施，严格考核，才能保障落实。否则责任制就成了一纸空文。国家机关责任必须首先落实现在我矿周围小窑越界引起的重大安全隐患长期得不到解决，首先就是煤矿安全监察局、国土资源局、地方政府等国家机关责任不明、监管不力的问题。二、教育培训机制1、教育培训的意义作用人是安全工作最活跃、最关键的因素,在安全生产中处于主导地位。为了贯彻以人为本原则，充分发挥人在安全生产中的积极作用，必须做好安全教育培训工作。教育和培训的基础地位是由以下几个方面决定的。安全教育培训是认识安全重要性的最基本手段安全教育培训可以使人们在较短时间内比较系统地获得对安全的基本认识。尤其对新工人的安全培训更为重要，使他们在工作之前先了解安全和认识安全。在工作之前先树立安全意识。安全教育和培训是获得安全知识和掌握安全技能的最基本手段通过安全教育和培训，使人了解怎样安全怎样危险，什么是企业提倡的，什么是企业反对的，严格执行规章制度。在认识安全的基础上，掌握安全生产的基本操作和技术，从个体上消除人的不安全因素。事故案例教育从反面激励人们引以为戒以往事故的严重后果和惨痛教训能引起人们心灵深处的强大振憾，自觉地支持和维护安全生产的良好局面，增强与不安全行为作斗争的勇气。现场急救培训是减少事故伤亡的重要方法一旦发生了事故,人的生命相对来说是脆弱的。专业医护人员的救助往往显得时间过于漫长,可望而不可及。现场人员在第一时间的自救和互救往往生死悠关。

5. 2. 2. 1 演马庄矿井瓦斯地质规律

焦作矿区中部韩王—演马—九里山等三井田组成三角形断块，南部以东西向凤凰岭断层为界、北以北北东向九里山断层为界、东以北西向方庄断层为界。演马庄井田位于焦作矿区中部三井田三角状断块内，地层走向北 50° ～70°东，倾向南东，倾角 4° ～14°，一般9°左右，为宽缓的背斜构造。区内断层发育，褶皱不发育，偶有宽缓褶曲或波状起伏现象出现，主要有北东—北北东、北北东、北东东向三组断裂，控制了该井田张裂隙延展方向总体为北东向，对瓦斯释放有利，如图 5. 3。

图 5. 3 焦作演马庄井田构造纲要图

演马庄井田靠近凤凰岭断层，井田内马坊泉断层走向北东 35°，北北东向展布，延展长度大于 3000 m，是井田中的一个分划性断层。断层以北，主要发育北东—北北东向断裂，主要发育北东—北北东向断裂，燕山期表现的挤压作用，四川期又反转为拉张作用。断层以南，主要发育北东东向断层，主要是受控于印支期作用，相比之下，构造比较简单。马坊泉断层以南煤层瓦斯含量普遍较高，最高达 31. 8 m3/ t。研究表明，自西向东，煤层瓦斯含量有增大的趋势，由南向北，煤层瓦斯含量呈减小的趋势; 马坊泉断层以北主要发育北东—北北东向断裂，小断层比较发育，断层导水性强，靠近小断层的工作面瓦斯含量很小; 马坊泉断层以南主要发育北东东向断裂，相比之下，构造比较简单，地下水径流弱，同时沿着煤层的倾向，井田内煤层埋深由北向南逐渐增大，瓦斯含量逐渐增大( 图 5. 4) 。

5. 2. 2. 2 九里山矿井瓦斯地质规律

井田内发育有北东向、北西向和近东西向 3 组高角度正断层，大、中型断层主要是北东向和北西向，无近东西向。整体为一走向北 40°东，倾向南东的单斜构造，地层倾角平缓，10° ～15°。井田构造以断裂为主，褶曲不发育，局部受断裂影响，形成宽缓的褶曲( 图 5. 5) 。

图 5. 4 煤层标高与瓦斯含量关系图

图 5. 5 九里山构造纲要图

煤层瓦斯与断层的类型、落差大小有密切关系，落差大的开放性断层，若使煤层与富水性或透气性较好的太原组、奥陶系地层与上覆砂岩段对接，从而有利于瓦斯的逸散而出现瓦斯含量低值区，开放性马坊泉断层、西仓上断层、方庄断层，煤层瓦斯含量并不随深度的增加而增加，反而具有明显的降低趋势，由此可知，大、中型断层对煤层瓦斯具有释放作用。如在井田东部，由于受北西向方庄断层 ( 落差 100 ～210 m) 的影响，瓦斯含量降低，含量等值线沿煤层倾向延展。在断层影响带 100 m 区域内，煤层瓦斯含量小于

九里山矿井褶皱构造比较微弱，但对瓦斯的控制还是比较明显。东部一一采区为向斜区，应力比较集中，小断层成组发育，实测瓦斯含量达到20m3/t，回采过程中发生很多次的突出，瓦斯涌出量较大。一二采区东翼背斜构造明显，实测瓦斯含量，回采过程中仅发生一次小型突出。马坊泉断层上盘牵引形成的向斜构造对瓦斯保存作用比较明显，瓦斯含量达。

九里山井田的二1煤层甲烷含量为～，平均，瓦斯分布以马坊泉断层为界，西北盘瓦斯含量小，东南盘瓦斯含量大。西北盘瓦斯又分为西部低东部高，东南盘瓦斯含量中部高，靠近马坊泉断层、西仓上断层瓦斯含量有所降低。研究表明，在同一瓦斯地质单元内，瓦斯含量具有随埋深增加而增大的整体趋势。

古汉山矿井瓦斯地质规律

古汉山矿井位于焦作煤田的东北部，夹持于古汉山断层和油房蒋断层之间，其基本构造轮廓为一向南东缓倾的单斜构造，地层产状大致走向为北东40°，倾角为12°～17°。井田内构造形式以断裂为主，局部出现小的挠曲，主要断层为北东东或北东向，总体构造简单(图)。

图 古汉山矿井构造纲要图

就整个井田而言，自东向西，含气量有增大的趋势，而由南向北，含气量呈现减少的趋势，深部断块的含气量高于浅部(图)。井田内的断层是造成煤层瓦斯含量分布不均衡的主要原因，在断层附近，特别是大断层，煤层瓦斯含量普遍降低。在井田西部，由于受北西向界碑断层(落差100～210m)的影响，瓦斯含量降低，含量等值线沿煤层倾向延展。在断层影响带100m区域内，煤层瓦斯含量小于15m3/t。

在井田中部，由于受团相断层的影响，煤层瓦斯含量呈现有规律的变化。在煤层底板等高线－600m以深，断层沿煤层倾向延展，落差达到150～200m，断层所处的方位有利于煤层瓦斯由深部向浅部运移，断层两侧形成宽约800m的瓦斯释放带，瓦斯含量小于15m3/t。在煤层底板等高线－600m以浅，断层走向转为北东向，与煤层走向趋于一致，断层落差逐渐变小直至尖灭。瓦斯由深部向浅部运移过程中，由于受到对盘岩层的阻挡，在断层两侧形成了宽约200m的高瓦斯带，瓦斯含量在20m3/t以上。

在井田南部，由于受油坊蒋村断层、团相断层(落差为250～300m)的影响，在距断层400m范围内，瓦斯含量为20～25m3/t。该断层对瓦斯的释放能力较前述两条断层明显降低，其原因与煤层埋深有关，因为此区域内煤层上覆地层厚度在1000m以上，煤层中的瓦斯难以通过如此巨厚的岩层逸散。

中马村矿井瓦斯地质规律

中马村矿位于焦作煤田中部，西南部及南部处于九里山断层(F14)下降盘，西部紧依凤凰岭断层，本井田构造格局受上述两条大断裂影响和控制。矿井总体构造形态为一缓倾斜的单斜构造，以近东西和北东向断层为主，均为高角度正断层，局部发育北西向正断层。井田西部断层较多，东部断层较少，全区构造复杂程度属中等(图)。

图 煤层瓦斯含量与煤层底板标高散点图

图 中马村矿井构造纲要图

北西向断层以张扭作用为主，对瓦斯释放有利。近东西向断层印支期以压扭作用为主，燕山期以张扭作用为主，四川期以压扭作用为主，现代构造应力场表现为张扭活动，对瓦斯释放和导水有利。北东、北北东向构造喜马拉雅期以压扭作用为主，四川期反转为正断层，现代构造应力场以压扭活动为主，对煤与瓦斯突出起控制作用。矿井瓦斯含量含量总体具有中部较高，东、西部较低，而且具随煤层埋深的增大而升高的变化趋势(图)。

位村矿井瓦斯地质规律

位村矿井位于焦作煤田的东北部，魏村断层和北碑村断层之间，其基本构造轮廓总体呈一单斜构造，走向北35°～42°南，倾向南东，走向长，倾向长，井田总面积，煤层倾角13°～21°，平均16°。井田内构造形式以断裂为主，局部出现小的挠曲，主要断层为北东向、北北东、北东东、北西向3组，总体构造简单。如图。

图 中马村矿瓦斯含量与煤层底板标高关系图(标高取正值)

图 位村矿井构造纲要图

图 瓦斯含量与标高回归趋势线

井田内普遍发育的正断层是造成煤层瓦斯含量分布不均衡的主要原因，在断层附近，特别是大断层，煤层瓦斯含量普遍降低。在井田西部，由于受北西向界碑断层 ( 落差 100 ～210 m) 的影响，瓦斯含量降低，含量等值线沿煤层倾向延展。就整个井田总体而言，瓦斯含量具有随埋深增加而增大的整体趋势 ( 图 5. 11) 。