14-阳泉二矿概述及井田地质特征(2)

1.3煤层特征

1.3.1煤层

二矿井田含煤地层沉积于晚石炭世和早二叠世。含煤地层从老到新依次为上石炭统太原组，下二叠统山西组，下伏地层为中石炭统本溪组，上覆地层为下二叠统下石盒子组。由下而上依次叙述如下：

1、本溪组：地层总厚度40～60m，平均53.7m，主要由灰黑色、灰色砂质泥岩、泥岩、细至中粒砂岩、铝土矿(或铝质泥岩)及2～3层石灰岩组成，含不稳定小煤2～4层(厚度一般小于0.20m)。下部石灰岩，俗称香炉石，沉积较稳定，厚2.2～5.5m，平均4.0m，含纺缍虫、海百合及腕足类化石；底部铝土矿(或铝质泥岩)，普遍发育，厚5.0～13.0m，平均9.4m，具鲕状结构，有滑感，其下常有厚1.5m左右的鸡窝状赤铁矿或黄铁矿层。

2、太原组；地层总厚度90～130m，平均118.67m，主要由黑灰色砂质泥岩、泥岩、灰白色砂岩，三层石灰岩及煤组成。与下伏地层本溪组连续沉积，其基底为灰白色细至中粒砂岩(K1)，厚0.8～15.3m，平均5.0m，虽然厚度及岩性变化较大，但尚较稳定，可作为分界标志层。三层石灰岩沉积广泛，厚度稳定，是本组的良好标志层；下层K2灰岩，夹2～3层海相泥岩，将灰岩分成3～4层，故称四节石，厚3.2～14.3m，平均7.34m，井田西北角较厚，下距K1砂岩平均29.18m，含燧石结核或团块，含中国海百合SinocrinusTien，分喙石燕ChoristitesSP.等动物化石，底面向下10m左右为15#煤；中层K3灰岩，富含动物化石海百合茎SinocrinusTien，由于海百合茎之横断面形若古钱，俗称钱石，厚1.2～5.0m，平均3.0m，下距K2灰岩平均12.92m，K3灰岩之下发育13#煤层；上层K4灰岩，性脆、坚硬，风化后残留在地表者形状奇特，俗称猴石，厚0.68～4.9m，平均2.3m，含泥质较高。总的趋势是西部厚，东部薄，下距K3灰岩平均20.77m，含动物化石分喙石燕ChoristitesSP．黄河角石HuanghocerasSP.。K4灰岩与K3灰岩之间含12#煤；K4灰岩之上6.0m左右局部发育K6砂岩，岩性与厚度变化较大，不稳定，但与K4灰岩互为上下佐证，可做为本组标志层之一；K4灰岩，上距山西组底部K7砂岩平均38.16m，中间夹8#、9#煤。8#煤直接顶板砂质泥岩或泥岩，厚4.0～16.0m，平均11.60m，沉积稳定广泛，含大量黄铁矿和菱铁矿结核，含化石：带羊齿TaeniopterisSP．，脉羊齿NeuropterisSP.，舌形贝LinguiaSP．等，似应为一海相层，可做为煤层对比中的辅助标志层。本组含煤7～9层，其中可采煤层5层，即8#、9#、12#、13#、15#煤层。

太原组地层是一套典型的海陆交互相含煤岩系，旋回结构明显，可分为5个沉积旋回。旋回的划分均以海退为旋回起点，海进停止为旋回终点。煤层以下为海退部分，煤层底界为海进开始，煤层以上为海进部分。海退部分岩相组合复杂，稳定性差，为滨海相、泻湖相、滨海三角洲相、河床相、河漫相、沼泽相的砂岩、砂质泥岩及泥岩。海进部分岩相组合简单，稳定性好，为沼泽相、泻湖相；湖泊相、浅海相的煤层、砂质泥岩、泥岩、石灰岩。第Ⅰ旋回以K1砂岩为底界，

向上经15#煤到K2灰岩顶部之砂质泥岩、泥岩；第Ⅱ旋回以凝灰质中粒砂岩(俗称怪砂岩)为下界，向上经13#煤到K3灰岩顶部之砂质泥岩、泥岩；第Ⅲ旋回以12#煤老底细砂岩为下界，向上经12#煤到K4灰岩顶部之砂质泥岩、泥岩；第Ⅳ旋回以9#煤层老底细至中粒砂岩为下界，向上经9#煤到9#煤直接顶砂质泥岩及泥岩；第Ⅴ旋回以8#煤老底细至中粒砂岩为下界，向上经8#煤到K7中至粗粒砂岩底面结束。

3、山西组；地层厚54～82m，平均60.23m，主要由灰黑色砂质泥岩、泥岩，灰白色砂岩及煤组成，与下伏太原组地层连续沉积(呈冲刷接触)，含织羊齿EmpiectopterisSP．芦木CaiamitesSP．，轮叶AnnuiariaSP.，栉羊齿PecopterisSP．等植物化石。基底为中至粗粒砂岩K7，厚0～18m，平均6.0m，成份主要为石英、长石、石英岩岩屑，有少量的云母及磷灰石，磨圆度由中等到好，分选中等，孔隙式、接触式胶结，胶结物多为硅质，有少量钙质，发育交错层理、波状层理及水平层理，属于三角洲平原上的分道河流沉积，层位较稳定，是本组的主要标志层。山西组共含煤4～6层，其中可采煤层为3#、6#两层。

山西组为一套复合的三角洲沉积体系，是在太原组顶部前三角洲、三角洲前缘沉积基础上发育的三角洲体系的沉积。沉积旋回明显，每个旋回，均以三角洲平原分流河道沉积的砂岩开始，向上渐变为沼泽相的砂质泥岩、泥岩及煤，随着水介质的加深转入覆水沼泽环境。第Ⅰ旋回以K7砂岩为底界，向上经6#煤到6#煤直接顶砂质泥岩、泥岩，为三角洲建设阶段的沉积；第Ⅱ旋回以6#煤老顶砂岩为下界，向上经3#煤到3#煤直接顶砂质泥岩、泥岩，为三角洲废弃阶段的沉积；第Ⅲ旋回以3#煤老顶为下界，向上经1#、2#煤到下石盒子组基底K8砂岩底面，为三角洲建设阶段的产物。

4、下石盒子组：地层总厚平均145m，依据岩性及其风化特征可分为上、中、下三段。下段绿色岩层段，厚30～60m，平均45m，由灰绿色、黄绿色砂质泥岩、泥岩、细至中粒砂岩及1～2层小煤(厚度一般在0.1m左右)组成。底部为K8砂岩，俗称绿色基底，系下石盒子组与山西组分界标志层，为细至中粒砂岩，厚1.0～13.0m，平均6.0m，厚度变化较大，局部呈透镜体，稳定性较差。中段黄色地层段，厚40～70m，平均55m，由黄色、黄绿色砂质泥岩和泥岩互层，细至中粒砂岩组成，风化后呈黄褐色或铁锈色。底部K9砂岩为细至中粒砂岩，俗称黄色基底，厚3.0～28.0m，平均10.0m，岩性及厚度变化较大，呈球状风化。上段砂岩带，厚20～60m，平均45m，主要由灰色、灰白色、黄绿色中至粗粒砂岩及泥岩组成。顶部为K10标志层，厚1～18m，平均5m，为含锰铁质、铝质泥岩，具鲕状结构，风化后呈粉红色花斑，故称桃花页岩。野外极易识别，为上、下石盒子组地层分界线。 1.3.2瓦斯

1）概况

二矿西四尺井为高沼气矿井。开采煤层的埋藏深度较大，15#煤层的生、贮、盖条件好，瓦斯不大。随着机械化程度的提高，开采强度的增大，绝对瓦斯涌出

量和相对瓦斯涌出量呈上升趋势.

(1)影响瓦斯涌出量的因素

影响瓦斯涌出量的主要因素是煤层及围岩的瓦斯含量。一般讲，瓦斯含量大瓦斯压力就大，瓦斯含量小瓦斯压力也就小。瓦斯含量与瓦斯压力情况见。

表1-9 瓦斯压力（MPa） 瓦斯含量（m3/t） 1000 26 2000 30 3000 34 4000 36 5000 37 煤层开采时，由于卸压的关系，瓦斯不仅煤层中涌出，而且从围岩中也要涌出，即从上邻近层和下邻近层涌出，构成了开采时的瓦斯涌出量。现采煤层瓦斯相对涌储量见表1-10，单位m3/t。绝对涌储量构成表1-11，单位m3/min。

表1-10

煤层编号 煤层瓦斯含量 15# 3.2 表1-11

瓦斯构成 工作面编号 15#煤80504工作面 15#煤80608工作面 本煤层 层 7．50 3．00 45．00 45．00 层 2．00 2．00 50．50 50．00 3#煤已采、12#煤未采 3#煤已采、12#煤未采 上邻近下邻近总量 备注

从表1-11可以看出，上邻近层的瓦斯涌出量较大，为本煤层瓦斯涌出量的2～5倍；下邻近层瓦斯涌出量除12#煤层外，均略低于本煤层瓦斯涌出量，15#煤层瓦斯含量最小，其开采时瓦斯涌出量也最小，其原因尚待探讨。

(2)瓦斯抽放

二矿为高沼气矿井，早在1957年就开始抽放并利用瓦斯。抽放方式为向上邻近层打钻抽放，即在工作面回采之前，在尾巷内向将要形成的顶板裂缝带内打钻，采动后利用钻孔对上邻近层的瓦斯进行抽放，使回采时，工作面瓦斯涌出量减少，保证生产的正常进行。在15#煤采用本煤层布置上层内错巷，邻近层布置走向高抽巷，成功解决瓦斯抽放。二矿自抽放瓦斯以来，随着开采量的逐渐增长，瓦斯抽放量也逐年增加。起初矿井瓦斯抽放量只有60m3/min，而现在高达200m3/min左右(其中纯瓦斯量52.4m3/min，抽放浓度为35％)，抽放出的瓦斯主要民用。

现有抽放瓦斯高压泵四台，其型号与各种技术参数见表1-12。

表1-12 瓦斯高压泵型号与各种技术参数

流量 编号 1 2 3 4 5 6 7 高压泵型号 (m3／min) LQA80 D60-120 D60-60 D60-160 D60-160 RG-350VG RG-350VG 80 120 60 160 160 209 209 (mmH2O柱) 5000 5000 3000 5000 5000 4900 4900 JD291-6 JD292-4 J8126-6 J8127-6 J8127-6 J8127-6 J8127-6 95 155 55 185 185 250 250 静压 电机型号 功率(KW)

2）煤尘

1990年3月在15#煤层的采区取样，由煤科院重庆分院进行了煤尘爆炸性鉴定年，15#煤无煤尘爆炸性。煤尘爆炸性鉴定结果见表1-15。

表1-15

工业分析(％) 采样地点 Mad (%) 8109(上)工作面 8301(下)工作面 8304(上)顺槽 8402(下)顺槽 3．2l Ad (%) Vd (%) 爆炸性实验 抑制煤尘爆Vdaf 火焰长炸最低岩粉(%) 度(mm) 量(%) 0 0 0 0 0 0 0 0 鉴定 结 鉴定 时间 11．23 7．39 8．64 无煤尘爆炸性 1990.03 无煤尘爆炸性 1990.03 无煤尘爆炸性 1990.03 无煤尘爆炸性 1990.03 3．06 10．09 7．20 8．29 2．08 12．47 7．71 9．02 2．77 9．63 7．49 8．55

3）煤的自燃

二矿在生产过程中，井下曾经发生过煤层自燃现象。在15#煤层开采过程中，

在8402工作面出现自然发火征兆。1997年12月四采上山8406工作面发生自燃，被迫将四采上山正前及辅助上山封闭。1997年10月29日8208工作面落山角发生煤层自燃，究其原因为放顶煤不完全致使落山角煤层长时间在空气氧化下引起自燃。在80504工作面和80603工作面都曾有过自燃发火征兆，由于地质构造影响工作面推进速度，导致开采时间长，氧化产生发热，出现自燃发火征兆。

综上所述，自燃不仅严重威胁着矿井安全，而且大量的煤炭资源无法开采，

应从各个方面深入研究其发火原因，为矿山安全提供有力的保证。根据1988年10月和1989年抚顺煤研所测定的15#煤层自燃倾向性鉴定结果，15#煤在所取的五个煤层样中，东丈八区的两个样8108(中)、8108(上)为Ⅳ类，不自燃，其余三个样为Ⅲ类，可能自燃。所取的三个顶板样中，均为Ⅲ类不易自燃。15#煤层自燃倾向性鉴定见表1-16。

表1-16

工业分析(%) 采样地点 Mad (%) 0.92 1.22 0.90 1.43 1.23 1.59 Ad (%) 84.20 76.47 84.56 6.6l 17.43 17.27 16.42 3.55 Vdaf (%) 12.07 10.92 12.69 7.19 8.08 7.99 7.40 7.16 Sd (%) 0.54 0.94 0.46 1.28 1.07 1.0l 0.71 1.63 燃点煤样密度 ℃ 392 388 386 375 381 g/cm3 吸氧量 cm3/g 0.293 0.3751 0.1421 煤炭自燃 倾向等级 Ⅲ类不易自燃 Ⅲ类不易自燃 Ⅲ类不易自燃 Ⅳ类不自燃 Ⅳ不自燃 Ⅲ类可能自燃 Ⅲ类可能自燃 Ⅲ类可能自燃 8402顶板 8301顶板 8108顶板 8108中层 8108上层 8301上层 8402上层 8301中层 1.13 1.39

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库14-阳泉二矿概述及井田地质特征(2)在线全文阅读。