鶴壁地質局

Ⅰ 鶴壁九礦山西組二₁煤層瓦斯地質圖

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

鶴壁九礦瓦斯地質簡介

一、礦井概況

鶴壁煤業（集團）有限責任公司九礦，位於鶴壁市北部邊緣地區，距鶴壁新市區45km，與安陽市安陽縣善應鎮接壤，西依太行山，東鄰京廣線、107國道和京珠高速公路，大白線公路穿越工人村，與安陽市、林州市相連接，6.4km長的鐵路專用線，經鶴壁北站可抵湯陰、鶴壁站與京廣線接軌，公路、鐵路運輸均十分便利。井田東西寬約2.5～3.5km，南北長約4.5～6.5km，面積約10km²。

礦井1958年基建，1966年正式投產。原設計生產能力30×10⁴t/a，核定生產能力55×10⁴t/a，改擴建後生產能力60×10⁴t/a。礦井採用斜井、立井、暗斜井多水平上、下山開拓。井田分三個水平，一水平標高＋15m，二水平標高－250m，現生產水平為二水平，目前正在向三水平進行開拓延伸，三水平標高－420m。礦井採用中央邊界抽出式通風，礦井主、副、箕斗井進風，南翼風井回風，總進風量4238m³/min，總回風量4300m³/min。礦井為高瓦斯礦井。礦井歷年瓦斯等級鑒定結果見下表。

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

井田含煤地層為石炭系太原組與二疊系山西組，可採煤層三層，現開採石炭二疊系山西組二₁煤層，九礦延伸區煤層厚度3.21～9.72m，平均7.19m。

二、井田地質構造及控制特徵

九礦位於鶴壁礦區的北部，為一向NE傾斜，波狀起伏的單斜構造。區內被F₁₅₃斷層切割成南北兩部分。北部為豆馬庄一號及二號井田區，被F₁₅₅、F₁₅₃兩條斷層所切割抬起，二₁煤層大部分被剝蝕，僅在井田北部二號井區有殘留，一煤組被保留。該區為一向NE傾斜的寬緩向斜構造，伴有次級凹陷，大斷層稀少，構造較為簡單。南部為該礦二₁煤層生產區，為下降區。該區煤層埋藏較深，區域地層主要走向NE10°～30°，傾角10°～30°，煤系總的趨勢為單斜構造，以斷裂為主，伴有寬緩的褶曲。斷層以NE向高角度斜交正斷層為主。已采區揭露落差大於20m的斷層有10條，多為NE向；小型斷層107條，斷層走向多為NE方向，落差0.2～12m，一般為lm 左右，其中落差大於2m的18條，0.5～2m的有63條。除此之外，九礦在龍宮井田的延伸區（改擴建新區）查明和基本查明的斷層有14條，其中9條為NNE向，5條為NW向，落差3～400m不等。

三、礦井瓦斯地質規律

井田北部井田被F₁₅₅、F₁₅₃兩條斷層切割抬起，二₁煤層大部分被剝蝕，僅在井田北部二號井區有殘留。井田南部9條斷層在平面上多集中於淺部（－160m 以淺），呈NNE向，近似平行排列，在剖面上互相切割，形成錯綜復雜的構造形態，對煤層破壞較大。在淺部，二₁煤層受斷層切割，加之埋藏較淺，瓦斯易於排放，瓦斯較低；在其深部，埋藏較深，瓦斯不利於排放，賦存較好，瓦斯較高；在其延伸區二₁煤層埋深485～830m，標高為－300～－670m，一方面受斷層F₁、F₂和F₇切割的影響，這些壓扭性斷層造成靠近斷層附近瓦斯含量明顯增大；另一方面煤層埋藏較深，傾角變緩，瓦斯沿煤層傾向向上運移路徑加長，同時受煤層頂底板岩性影響，瓦斯沿垂向運移減少，隨埋深的增加瓦斯具有逐漸增大的趨勢；不同斷塊煤層瓦斯含量不同，地塹內煤層瓦斯含量較高，地壘內煤層瓦斯含量相對較低。

四、礦井瓦斯含量分布

根據地質構造的控製作用，九礦二₁煤層瓦斯含量含量較高，處在瓦斯帶內，但瓦斯分布不均，瓦斯含量在瓦斯帶內具有隨埋深增加而按式4-1變化，深度每增加100m 瓦斯含量增加2.66m³/t的整體分布規律（圖4-1）。進入延伸區，傾角變緩，煤厚變化不大，煤層頂板、底板多為泥岩、砂質泥岩等較緻密岩石，阻礙了瓦斯垂向逸散，瓦斯主要沿煤層向上部運移，延伸區瓦斯含量比老區大，煤層瓦斯含量受斷層控制比較明顯，煤層瓦斯含量梯度變緩。

回歸方程：

R²=0.6735

式中：W——煤層瓦斯含量，m³/t,daf;

H——煤層埋深，m；

R——相關系數。

圖4-1 煤層瓦斯含量與埋深回歸趨勢圖

五、瓦斯湧出特徵

在現有的開采條件和開采強度下，瓦斯含量是瓦斯湧出多少的決定因素，九礦回採工作面瓦斯湧出資料，回採工作面瓦斯湧出量具有隨埋深增加而增大的整體趨勢，回採工作面相對瓦斯湧出量Q 隨埋深H的增加按式5-1變化的整體特徵（圖5-1），局部受構造、頂底板岩性的影響，具有變大或變小的現象；埋深H=451m 時，相對瓦斯湧出量為10m³/t，埋深H=555m 時，相對瓦斯湧出量為15m³/t，，埋深H=658m 時，相對瓦斯湧出量為20m³/t。

回歸方程：

R²=0.6308

式中：Q——相對瓦斯湧出量，m³/t;

H——煤層埋深，m；

R——相關系數。

圖5-1 煤層瓦斯湧出量與埋深回歸趨勢圖

Ⅱ 鶴壁煤田（7）

分布於湯陰、淇縣、衛輝和鶴壁諸縣、市區境內，北至安陽煤田的王家嶺煤礦，南至衛輝市陳召村的鶴壁煤田。屬石炭二疊紀煤田，可採煤4層，主要為瘦煤、貧煤、無煙煤，並有少量焦煤。

在鶴壁有宋代的煤礦遺址，有一座豎井井口，4條古巷道，全長500餘米。在陳家莊礦西南約3公里處有1456年（明景泰年間）開採的煤窯遺跡。

1916年，瑞典人新常富所著《河南之煤田及煤礦礦業》，記述了湯陰有鶴壁集煤田，估計煙煤及無煙煤約有儲量1.3520億噸。

1936年9月，曹世祿、孟昭彝對湯陰、汲縣等縣進行地質礦產調查。

1940年，日本侵華軍派北支那開發株式會社勘測隊在鶴壁煤礦打2個鑽孔，均在孔深200米處見煤，煤層厚均為6米。

新中國成立後，1950—1953年平原省工業廳探礦隊在鶴一、二號豎井與西天礦附近共鑽探21孔，均鑽至大煤終孔。自蘇聯專家到漢口檢查中南煤田地質勘探局的工作，指出鶴壁所有鑽孔需要打過下夾煤組為止，對下夾煤的勘探才引起重視。因楊家莊井田打下夾煤鑽孔只佔全部鑽孔的46%，致使下夾煤組的勘探程度不夠。

1954年，河南省工業廳編寫了《鶴壁一礦地質報告》。

1954年4月組建鶴壁鑽探隊，8月改為中南煤田地質勘探局鶴壁分隊（主管技術員路平），於1955年6月30日編寫了《楊家莊井田地質精查報告》。

1955年7月，中南煤田地質勘探局鶴壁分隊改稱一二七地質勘探隊（隊技術負責工程師路平），於12月30日編寫了《教場井田地質精查報告》；1956年3月31日編《楊家莊地質精查報告修改補充資料》；4月編寫了《梁峪井田地質精查報告》；9月13日編寫了《羅村井田地質精查報告》，儲量計算僅大煤一層，為難選瘦煤，計儲量3238萬噸；1956年還編寫了《鶴壁二礦區梁峪井田補充資料》；10月30日編寫了《鶴壁礦區陳家灣勘探區地質精查報告》；1957年還編寫了《汲縣、輝縣間陳照區地質普查報告》；1958年6月30日編寫了《鶴壁礦區鹿淇勘探區地質精查報告》；（1962年復審認為需進行勘探）；8月編寫了《鶴壁礦區小寺灣勘探區地質報告》（1962年復審認為需進行補充勘探）；9月編寫了《吳家門勘探區：二號、三號井田地質精查報告》（1962年復審認為，二號井田屬詳查，三號井田屬普查均需重新進行勘探）。

河南省煤田地質局一○三隊（技術負責張文域），於1958年12月編寫了《鶴壁煤礦區五里間勘探區精查地質報告》（1963年復審降為找礦報告）、《東魯仙區普查報告》、《鶴壁外圍煤田遠景勘探總結報告》；於1959年4月編寫了《鶴壁煤田後營地質精查報告》（1962年復審降為晉查找礦報告）；6月編寫了《鶴壁煤田鶴壁煤礦廟口井田地質精查報告》（1962年復審降為普查報告）；9月編寫了《龍宮勘探區普查報告》（1963年復審降為找礦階段）、《陳家灣井田深部地質補充報告》。

因地質構造不清，豆馬庄一號井於1964年初停止基建，二號井於二季度暫時封閉礦井，三號井因見斷層中途報廢。為此，中南煤田地質局一二五勘探隊（主管工程師張文域）重新進行豆馬庄的勘探，於1964年11月編寫了《豆馬庄一號及二號井田區地質勘探最終報告》；於1965年9月30日編寫了《大呂寨勘探區地質勘探最終報告》。

中南煤田地質局一二五勘探隊，於1966年6月30日編寫了《盆場—許家溝勘探區地質精查報告》；12月編寫了《鶴壁煤田一礦井田、二礦井田及賈家區補充勘探總結》；於1967年3月30日編寫了《鶴壁煤田紅旗勘探區地質總結》。

1968年6月30日，一二五勘探隊焦殿選等編寫了《大李庄—山彪鎮找礦區地質總結》、《鶴壁煤田外圍找礦區地質總結》。

1968年11月，中南煤田地質局物探普查隊（技術負責李忠利）編寫了《浚縣—滑縣地區地震普查找礦總結》，記述測區西北部及中部無煤系地層存在；測區東南部推斷有石炭二疊系存在。

1980年11月，河南煤田地質公司物測隊（隊主任工程師張鎮）編寫了《安陽—鶴壁礦區深部地震勘探報告》。

1981年8月，鶴壁礦務局地測處（技術負責齊宗賢）和河南煤田地質公司地質三隊（技術負責奚周根）合編了《冷泉井田煤礦精查補充勘探地質報告》。同年10月，河南煤田地質公司物測隊編寫了《鶴壁礦區東部外圍豐庄地區地震普查找礦總結報告》，推斷可能有局部地段保存有煤系地層，但埋藏較深。

1984年10月，河南煤田地質公司地質三隊（副總工程師畢汝全）編寫了《鶴壁煤田龍宮勘探區詳查勘探地質報告》。

截至1991年底，共探明煤炭儲量12.64億噸，保有儲量10.73億噸。鶴壁礦務局已利用可供建井的井田14處，已建成鶴壁一、二、三、四、五、六、七、八、九礦，柴廠礦、大呂寨礦、淇縣廟口煤礦、衛輝東陳召礦、張六溝礦。年產原煤700萬噸以上。

Ⅲ 鶴壁八礦山西組二₁煤層瓦斯地質圖

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

鶴壁八礦瓦斯地質簡介

一、礦井概況

鶴壁煤業（集團）有限責任公司八礦位於鶴壁市山城區以南1.5km處的鹿樓鄉，八礦鐵路向北可直達湯鶴線，湯鶴線在湯陰與京廣線接軌，鐵路運輸方便，公路四通八達，交通便利。井田南北走向長為5.25km，東西傾向寬1.5～1.9km，面積7.9km²。

八礦於1958年建井，1960年投產，1970～1974年擴建為60×10⁴t/a的中型礦井，2004年實際生產83.9×10⁴t。礦井為立斜井混合開拓。井田劃分三個水平，目前正在回採二水平（標高－400m）。礦井通風方式為中央並列、兩翼對角混合式通風，礦井平均總進風量9276m³/min，總回風量為9475m³/min。

礦井自1993年3月26日第一次突出發生至今，全礦有資料記載的各類突出共發生10次，其中北翼地區7次，南翼地區3次，始突標高－340m，埋深494m。2002年6月鑒定為煤與瓦斯突出礦井。1995～2002年礦井瓦斯等級鑒定情況如下表。

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

井田含煤地層包括石炭系中統本溪組，上統太原組，二疊系下統山西組、下石盒子組和上統上石盒子組，其中山西組二煤組和太原一煤組為主要含煤地層。位於二疊系下統山西組的下部的山西組二₁煤層，層位穩定，平均厚度7.48m，為主要可採煤層。

二、井田地質構造及控制特徵

八礦位於鶴壁礦區的南部，總體構造形態為地層走向近SN，傾向東的單斜構造，傾角一般20°～36°。沿走向發育了軸向NE—NEE寬緩的向斜、背斜褶曲構造，NE及NEE向斷裂發育。從北向南有張庄向斜、鹿樓背斜、桐家莊向斜、南窯背斜、扒廠向斜和柴廠背斜，呈雁狀分布於井田內。－400m以淺，斷層有89條，其中落差≥20m的斷層有8條，落差10～20m的斷層有9條，落差＜10m的斷層有72條。此外，在－400～－800m 范圍內，發現斷層25條。

井田內斷層分布不均，呈帶狀分布。淺部小斷層發育，全礦井有大小斷層89條（－400m 以淺），一水平出現的就有78條；落差大於20m的大、中型斷層有8條，其中6條分布在南翼（以中央進風為界）；除了一水平北翼四采區之外，井田內其他斷層幾乎都等距離分布在4個斷層帶上，從南到北依次為：13F₆-13F₁斷層帶；F₅₀-11F₆斷層帶；11F₄-22F₂斷層帶；12F₁₂斷層帶。

三、礦井瓦斯地質規律

井田內瓦斯主要受斷層和褶曲的控制。由於斷層分布的不均衡性，特別是大中型斷層，導致了瓦斯分布的不均衡性。以桐家莊向斜為界，南部大中型斷層發育區，呈帶狀分布，並且全部為正斷層，以及有其控制的次一級斷層，構成了交叉狀的瓦斯輸導通道，為瓦斯逸散創造了條件，這使得南部煤層瓦斯含量較北部低，煤層瓦斯湧出量南翼小北翼大。八礦北翼構造以褶曲為主，使得該區域主要受鹿樓背斜、桐家莊向斜和張庄向斜控制，褶曲軸部瓦斯湧出量大，盡管背斜部位裂隙發育，但由於煤層的直接頂板泥岩和砂質泥岩較厚，為瓦斯聚積起到了良好的封閉作用。開采時背斜瓦斯湧出量大，特別是鹿樓背斜，受到擠壓作用，形成高能瓦斯的富集區，瓦斯突出危險性大。

從大量的數據統計分析中可以看出，煤層瓦斯含量、瓦斯湧出量隨著煤層埋藏深度的增加而變大，淺部煤層瓦斯湧出量小，深部逐漸加大。

四、瓦斯湧出特徵

根據構造的控製作用和瓦斯分區、分帶的規律，將井田以桐家莊向斜軸為界向南、向北劃分為南、北兩個瓦斯地質單元（註：北瓦斯地質單元為瓦斯地質單元Ⅰ，南瓦斯地質單元為瓦斯地質單元Ⅱ，以下同）。在同一瓦斯地質單元內，在現有開采條件和開采強度下，瓦斯湧出量具有隨埋深增加而增大的整體趨勢，局部受構造、頂底板岩性等的影響，具有變大或變小的現象。

1.瓦斯地質單元Ⅰ

回採工作面絕對瓦斯湧出量Q 隨埋深H（煤層底板標高表示）的增加而按式4-1變化的整體特徵，煤層底板標高－120m 以淺，絕對瓦斯湧出量小於5m³/min;－120～－275m，絕對瓦斯湧出量在5～10m³/min;－275～－430m，絕對瓦斯湧出量10～15m³/min;－430m以深，絕對瓦斯湧出量大於15m³/min。

Q=-0.0323H+1.073 (4-1)

2.瓦斯地質單元Ⅱ

回採工作面絕對瓦斯湧出量Q 隨埋深H（煤層底板標高表示）的增加而按式4-2變化的整體特徵，煤層底板標高－205m 以淺，絕對瓦斯湧出量小於5m³/min;－205～－370m，絕對瓦斯湧出量在5～10m³/min;－370～－540m，絕對瓦斯湧出量10～15m³/min;－540m以深，絕對瓦斯湧出量大於15m³/min。

Q=-0.0298H-1.094 (4-2）

五、煤與瓦斯區域突出危險性劃分

全礦有資料記載的各類突出共發生10次，其中瓦斯地質單元Ⅰ突出7次，最淺標高－260m，瓦斯地質單元II突出3次，最淺標高－386m。

由瓦斯湧出統計資料以及煤與瓦斯突出資料表明，瓦斯地質單元I較瓦斯地質單元Ⅱ的瓦斯湧出量高，煤與瓦斯突出危險性大。瓦斯地質單元Ⅱ中的2次突出均發生在離地表560m的位置，說明此瓦斯地質單元深部具有煤與瓦斯突出危險性；瓦斯地質單元I中的7次突出，其中6次發生在鹿樓背斜部位，因此鹿樓背斜部位，特別是與張庄向斜、桐家莊向斜毗鄰部位容易發生煤與瓦斯突出；綜合分析礦井瓦斯地質規律和煤與瓦斯突出情況確定：瓦斯地質單元Ⅰ,－260m 以深為煤與瓦斯突出危險性區域；瓦斯地質單元Ⅱ，－360m 以深為煤與瓦斯突出危險性區域。

Ⅳ 鶴壁礦區典型礦井瓦斯地質規律

5. 3. 2. 1 鶴壁五礦瓦斯地質規律

五礦位於鶴壁礦區中部，整體構造形態為傾伏向斜構造，南北兩翼地層基本對稱，地層走向在30°～150°之間，傾向在60°～120°之間，構造以斷層為主，向斜兩翼發育有北東或北北東向的較大正斷層，南北兩翼差異較大，南翼斷層相對發育，斷層條數多，延伸距離遠。其總體構造形態為軸向北東向的褶曲以及F₄₁、F₄₀、F₂₀等一系列北北東向的斷層為主要特徵(圖5.14)。

圖5.13 鶴壁礦區構造綱要圖

表 5.2 鶴壁礦區瓦斯地質特徵表

五礦向斜南北兩翼構造發育和瓦斯賦存有較大差異，開采時瓦斯湧出和瓦斯突出危險性差異較大。向斜軸部因壓應力作用裂隙不甚發育，瓦斯保存條件較好，瓦斯湧出量大，瓦斯突出危險性大;而兩翼縱張裂隙和斷層發育易於瓦斯逸散，瓦斯湧出量小，瓦斯突出危險性小。其次由於向斜南、北翼斷層發育的不均衡性也導致兩翼瓦斯大小差異:北翼由於大中型斷層較少，瓦斯含量相對較大，而南翼大中型斷層發育，這些大、中型斷層把南翼的煤層切割成條帶狀，為瓦斯的釋放提供了良好的條件，故南翼瓦斯含量較北翼小。五礦發生的兩次煤與瓦斯突出均位於向斜北翼靠近向斜軸部地區，說明靠近向斜軸部及北翼地區煤層瓦斯含量高，瓦斯壓力大。

斷裂構造對五礦煤層瓦斯的影響主要表現是:落差較大，相互交匯地帶的瓦斯逸散條件較好，瓦斯含量低，煤與瓦斯突出的危險性小，中小斷層的結構面大部分具有壓扭性質，斷層面緊密，煤層直接頂板為砂泥岩和砂質泥岩，有利於瓦斯的保存，並且深部有瓦斯補給，在小斷層附近，大斷層的尖滅端，地層產狀變化等地帶，煤層瓦斯含量高，煤與瓦斯突出危險性較大。

5.3.2.2 鶴壁六礦瓦斯地質規律

六礦位於鶴壁礦區南部，總體構造形態為地層走向近南北，傾向東，傾角0°～38°，一般為20°左右的單斜構造。井田內地質構造復雜，褶曲和斷層均發育，主要構造為軸向近東西、向東傾伏的一系列寬緩背斜、向斜與煤礦中部近南北、北東向的小型背向斜相復合和北東、北北東向正斷層。斷層按照其延伸方向分為北北東、北東、北東東和北西西4組，北北東向斷層為主要的控制構造;總體而言底板標高－300m以淺區域，構造比較發育，工作面分布多為構造復合地帶;－300m以深區域，除了3個較大的褶曲的余脈，6F_15－1、6F_15－2、6F₇、6F₅和6F₁₂幾個控制性斷層以外，構造不發育(圖5.15)。

六礦是鶴壁礦區煤與瓦斯突出最為嚴重的礦井。突出現象頻發的根本原因就是六礦地質構造復雜，構造復合部位，是應力集中的地區，也是六礦煤與瓦斯突出嚴重的區域，如位於21101工作面的兩個褶曲構造復合地段，發生了10餘起突出現象，是典型的突出高發區。發生在2810下順槽和中切眼的4次突出位置也處於幾個斷層構造的復合地區，1977年5月12日、6月22日和7月3日發生的3次煤與瓦斯突出位置正處於一個向斜的軸部，本區處在一個鞍形構造控制之中。

北北東向12條控制性斷層直接控制了次級構造，決定了煤與瓦斯突出危險性大小。地質構造的復雜分布導致地應力分布不均，由南到北地應力狀態變化很大。南大巷、北大巷配風巷和車場繞道3個測點距地表深度相同(約470m)，其中南大巷、北大巷配風巷兩測點第一主應力幾乎水平，且主應力方向相近，但應力值相差較大，南大巷測點σ₁=23.6MPa，北大巷配風巷測點σ₁=32.5MPa，車場繞道測點σ₁=33.5MPa。

圖5.14 鶴壁五礦構造綱要圖

圖 5.15 鶴壁六礦構造綱要圖

5.3.2.3 鶴壁八礦瓦斯地質規律

八礦位於鶴壁礦區的南部，總體構造形態為地層走向近南北，傾向東的單斜構造，沿走向發育了軸向北東—北東東寬緩的向斜、背斜褶曲構造，北東及北東東向斷裂發育。從北向南有張庄向斜、鹿樓背斜、桐家莊向斜、南窯背斜、扒廠向斜和柴廠背斜，呈雁狀分布於井田內。井田內斷層分布不均，成帶狀分布。淺部小斷層發育，除了一水平北翼四采區之外，井田內其他斷層幾乎都等距離分布在4個斷層帶上，從南到北依次為:13F₆-13F₁斷層帶;F₅₀-11F₆斷層帶;11F₄-22F₂斷層帶;12F₁₂斷層帶(圖5.16)。

圖5.16 鶴壁八礦構造綱要圖

井田內瓦斯主要受斷層和褶曲的控制。由於構造分布的不均衡性，特別是大中型斷層，導致了瓦斯分布的不均衡性。以桐家莊向斜為界，南部大中型斷層發育區，成帶狀分布，並且全部為正斷層，以及有其控制的次一級斷層，構成了交叉狀的瓦斯輸導通道，為瓦斯逸散創造了條件，這使得南部煤層瓦斯含量較北部低，煤層瓦斯湧出量南翼小北翼大。八礦北翼構造以褶曲為主，使得該區域主要受鹿樓背斜、桐家莊向斜和張庄向斜控制，褶曲軸部瓦斯湧出量大，盡管背斜部位裂隙發育，但由於煤層的直接頂板泥岩和砂質泥岩較厚，為瓦斯聚積起到了良好的封閉作用。開采時背斜瓦斯湧出量大，特別是鹿樓背斜，受到擠壓作用，形成高能瓦斯的富集區，瓦斯突出危險性大。

圖 5.17 鶴壁十礦構造綱要圖

從大量的數據統計分析中可以看出，煤層瓦斯含量、瓦斯湧出量隨著煤層埋藏深度的增加而變大，淺部煤層瓦斯湧出量小，深部逐漸加大。

5.3.2.4 鶴壁十礦瓦斯地質規律

十礦井田位於鶴壁礦區最南部，近似南北向展布，地層走向大致近南北，傾向東，煤層傾角20°～45°，平均28°左右，大致為一單斜構造。井田內北東、北北東向斷層、褶曲發育。在分布上以F₁₀₆₁斷層為界，分南北兩部，有顯著差異。北部以褶曲為主，斷裂次之，其斷層多為走向北東，北西盤下降的正斷層。南部以斷裂為主，局部伴有波狀起伏，斷裂多以走向北東，南東盤下降的正斷層為主(圖5.17)。

井田內瓦斯主要受斷層、褶曲構造和埋深的控制。由於構造分布的不均衡性，導致了瓦斯分布的不均衡性。除冷泉小井發現的F₂，F₄為逆斷層以外，其餘均為高角度正斷層，延展方向都向北東向，但落差都不算大，並且分布密度北高南低(以F₁₀₆₁為界)。就其分布而言，斷層主要分布在－175m等高線上，以階梯性斷層為主。由南部的F₁₀₅₉斷層到北部的F₁₀₅₅之間，斷層集中存在，大中型正斷層將煤層切割成條帶狀，屬於導氣性構造，為瓦斯逸散創造了條件。小型斷層的結構面大部分具有壓扭性質，斷層面緊密，有利於瓦斯的保存，其附近瓦斯集聚，瓦斯含量偏高。F₁₀₆₁斷層以北，構造以褶曲為主，冷泉向斜、秦家嶺向斜、秦家嶺背斜控制該區域的瓦斯賦存。秦家嶺向斜附近，斷層相對發育，尤其F₁₀₅₆斷層走向橫切其他主要斷層走向，平行於秦家嶺向斜走向。在－400m以深區域，秦家嶺向斜與斷層F₁₀₅₆，F_1113－2，DF₉，軌道上山小向斜等，還有次一級小構造，受到北東東-南西西向擠壓和北北西-南南東向引張，形成了一個復合應立場。在這個復合應力場內，3個控制性褶曲封閉了大量高能瓦斯，該區域突出危險性較大，發生在十礦的6次煤與瓦斯突出都發生在該區域。

隨著埋深的增加，地應力的增大，煤層瓦斯含量、瓦斯壓力和開采時瓦斯湧出量隨之增大，在地質構造條件穩定的區域內，煤層瓦斯含量、瓦斯湧出量與煤層埋藏深度成線性遞增關系。

Ⅳ 鶴壁十礦山西組二₁煤層瓦斯地質圖

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

鶴壁十礦瓦斯地質簡介

一、礦井概況

鶴壁煤業（集團）有限責任公司十礦位於鶴煤礦區最南部，北與八礦相鄰。礦井於1994年底開始建設，2002年2月正式投產，設計生產能力60×10⁴t/a，服務年限80a，井田走向長10km，傾斜長0.8～1.2km，面積10.6km²。

礦井採用立井單水平上、下山開拓方式，所採煤層為二疊系山西組二₁煤，煤層傾角31.5°～45°，平均35°，煤厚平均7.09m。礦井採用走向長壁炮采放頂煤採煤法，頂板管理採用全部垮落法。

礦井通風方式為混合式通風，通風方法為抽出式，主井、副井和西井為進風井，西井副井、南翼風井回風。

礦井為煤與瓦斯突出礦井，礦井自2001年4月16日第一次突出發生至今，全礦有資料記載的各類突出共發生6次，始突標高－495m，埋深643m,2001～2003年瓦斯鑒定見下表。

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

二、井田地質構造及控制特徵

十礦井田位於鶴壁礦區最南部，近似SN 向展布，地層走向大致近SN，傾向東，煤層傾角20°～45°，平均28°，大致為一單斜構造。受礦區構造的控制，井田內NE、NNE向斷層、褶曲發育。井田內已查明的構造有冷泉向斜、軌道上山小向斜、秦家嶺向斜、秦家嶺背斜褶曲4個，落差大於20m的斷層24條，除冷泉小井發現的F₂、F₄為逆斷層以外，其餘均為正斷層。在分布上以F₁₀₆₁斷層為界，分南北兩部分，有顯著差異。北部以褶曲為主，斷裂次之，其斷層多為走向NE，北西盤下降的正斷層。南部以斷裂為主，局部伴有波狀起伏，斷裂多以走向NE，南東盤下降的正斷層為主，屬中等構造偏復雜類型。

三、礦井瓦斯地質規律

井田內瓦斯主要受斷層、褶曲構造和埋深的控制。由於構造分布的不均衡性，導致了瓦斯分布的不均衡性。除冷泉小井發現的F₂、F₄為逆斷層以外，其餘均為高角度正斷層，延展方向都向NE向，但落差都不算大，並且分布密度北高南低（以F₁₀₆₁為界）。就其分布而言，斷層主要分布在－175m 等高線上，以階梯性斷層為主。由南部的F₁₀₅₉斷層到北部的F₁₀₅₅之間，斷層集中存在，大中型正斷層將煤層切割成條帶狀，屬於導氣性構造，為瓦斯逸散創造了條件。小型斷層的結構面大部分具有壓扭性質，斷層面緊密，有利於瓦斯的保存，其附近瓦斯集聚，瓦斯含量偏高。F₁₀₆₁斷層以北，構造以褶曲為主，冷泉向斜、秦家嶺向斜、秦家嶺背斜控制該區域的瓦斯賦存。秦家嶺向斜附近，斷層相對發育，尤其F₁₀₅₆斷層走向橫切其他主要斷層走向，平行於秦家嶺向斜走向。在－400m 以深區域，秦家嶺向斜與斷層F₁₀₅₆、F_1113-2、D F₉、軌道上山小向斜等，還有次一級小構造，受到NEE—SWW向擠壓和N N W—SSE向引張，形成了一個復合應立場。在這個復合應力場內，三個控制性褶曲封閉了大量高能瓦斯，該區域突出危險性較大，發生在十礦的6次煤與瓦斯突出都發生在該區域。

隨著埋深的增加，地應力的增大，煤層瓦斯含量、瓦斯壓力和開采時瓦斯湧出量隨之增大，在地質構造條件穩定的區域內，煤層瓦斯含量、瓦斯湧出量與煤層埋藏深度呈線性關系。

四、瓦斯湧出量特徵

通過瓦斯地質規律分析，以F₁₀₆₁斷層為界的南北兩部分屬於兩個瓦斯地質單元，具有不同的瓦斯湧出特徵。F₁₀₆₁斷層以北的區域為目前開拓區，瓦斯湧出資料比較齊全，F₁₀₆₁斷層以南的許家溝區，瓦斯較目前開拓區小，但鑒於目前該區沒有瓦斯含量及瓦斯湧出資料，只能採用目前開拓區的瓦斯湧出特徵來指導該區生產。

在現有的開采條件和開采強度下，通過統計分析，目前開拓區歷年回採工作面瓦斯湧出量數據，瓦斯湧出量具有隨埋深增加而增大的整體趨勢，回採工作面絕對對瓦斯湧出量Q 隨埋深H（煤層底板標高表示）的增加而按式4-1變化的整體特徵，局部受構造、頂底板岩性的影響，具有變大或變小的現象。

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

煤層底板標高－170m以淺，絕對瓦斯湧出量小於5m³/min;－170～－320m，絕對瓦斯湧出量在5～10m³/min;－320～－450m，絕對瓦斯湧出量10～15m³/min;－450m以深，絕對瓦斯湧出量大於15m³/min。

五、煤與瓦斯區域突出危險性分布

煤層底板標高－330m 以深區域，瓦斯壓力大，瓦斯含量高，構造煤發育，瓦斯湧出量大。底板標高－330m 以深區域瓦斯壓力超過1.19MPa，並且在－575m 水平中間回風上山，經測定該地區瓦斯壓力為2.1MPa，遠遠大於《防治煤與瓦斯突出細則》的臨界值0.74MPa；在1104下順槽，底板標高－300m處測定的瓦斯含量達12.64m³/t，隨著埋深的增加該區的瓦斯含量會更大；構造煤在全煤層中頂部、底部和中部皆有出現，以底部為主。綜合考慮煤與瓦斯突出狀況、突出預測參數，－330m以淺為非突出區；－330m以深為煤與瓦斯突出危險區。

Ⅵ 鶴壁六礦山西組二₁煤層瓦斯地質圖

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

鶴壁六礦瓦斯地質簡介

一、礦井概況

鶴壁煤業（集團）有限責任公司六礦位於鶴壁礦區南部，距鶴壁市區1.5km，北與F₄₀斷層為界與五礦相鄰，南與八礦相鄰，走向9.2km，傾斜長2.4km，井田面積約18km²。有鐵路和公路至湯陰並與京廣線相接，交通便利。1958年建井，1963年投產，原設計生產能力75×10⁴t/a; 1995年改擴建後，設計生產能力提高到120×10⁴t/a。2006年核定生產能力為130×10⁴t/a，實際生產原煤117.7×10⁴t。

礦井開拓方式為立井多水平上、下山開拓。一水平標高為－150m，二水平標高為－300m，三水平標高為－450m。採煤方法為走向長壁炮采放頂煤法，頂板採用全部垮落法管理。

礦井通風方式為混合式，通風方法為抽出式。礦井總進風量12410m³/min，總回風量12612m³/min。礦井為煤與瓦斯突出礦井，自從1970年9月六礦發生首次突出以來，突出現象頻發，已達30餘次。

井田含煤地層包括石炭系中統本溪組，上統太原組，二疊系下統山西組、下石盒子組和上統上石盒子組，其中山西組二煤組和太原組一煤組為主要含煤地層。山西組二₁煤層，位於二疊系下統山西組下部，賦存穩定，結構簡單，平均煤厚8m，煤層傾角10°～30°，平均20°，為主要可採煤層，煤層直接頂板為黑色泥岩或砂岩，老頂板為砂岩，煤層底板為泥岩和砂岩。

二、井田地質構造及控制特徵

六礦位於鶴壁南部，總體構造形態為地層走向近SN，傾向東，傾角0～38°，一般為20°左右的單斜構造。井田內地質構造復雜，褶曲和斷層均發育，主要構造為軸向近EW、向東傾伏的一系列寬緩背斜、向斜與煤礦中部近SN、NE向的小型背向斜相復合和NE、NNE向正斷層。褶曲有10條，向斜背斜各5條，其中近EW 走向褶曲有4條，近SN 走向有3條，NE向褶曲2條，NW向褶曲1條，在褶曲相交部位形成構造盆地或鞍狀構造。斷層按照其延伸方向分為NNE、NE、NEE和NWW四組，NNE向斷層12條，落差大，延伸距離長，為主要的控制構造；NE向斷層36條，其中落差50～100m的3條，30～50m的12條；NEE和NWW向斷層11條，為次要構造。另外，煤礦開采過程中，落差較小，展布較短的小斷層較為發育，發育特徵主要為：均為正斷層，展布方向多與主幹斷層方向成銳角或近於平行，斷層規模較小，落差一般5m 左右，延展長度100m；發育相對集中，主要發育於大斷層兩側，在地層產狀急劇變化處較為發育，特別是在背斜軸部附近。總體而言底板標高－300m 以淺區域，構造比較發育，工作面分布多為構造復合地帶；－300m 以深區域，除了3條較大的褶曲的余脈，6F_15-1、6F₁₅-₂、6F₇、6F₅和6F₁₂等控制性斷層以外，構造不發育。

三、礦井瓦斯地質規律

六礦是鶴壁礦區煤與瓦斯突出最為嚴重的礦井。突出現象頻發的根本原因就是六礦地質構造復雜，構造復合部位是應力集中的地區，也是六礦煤與瓦斯突出嚴重的區域，如位於21101工作面的兩個褶曲構造復合地段，發生了10餘起突出現象，是典型的突出高發區。發生在2810下順槽和中切眼的4次突出位置也處於幾個斷層構造的復合地區，1977年5月12日、6月22日和7月3日發生的3次煤與瓦斯突出位置正處於一個向斜的軸部，本區處在一個鞍形構造控制之中。

12條NNE向控制性斷層直接控制了次級構造，決定了煤與瓦斯突出危險性大小。地質構造的復雜分布導致地應力分布不均，由南到北地應力狀態變化很大。南大巷、北大巷配風巷和車場繞道三個測點距地表深度相同（約470m），其中南大巷、北大巷配風巷兩測點第一主應力幾乎水平，且主應力方向相近，但應力值相差較大，南大巷測點σ₁=23.6MPa，北大巷配風巷測點σ₁=32.5MPa，車場繞道測點σ₁=33.5MPa。

四、瓦斯湧出特徵

在現有的開采條件和開采強度下，鶴壁六礦歷年回採工作面瓦斯湧出量數據，瓦斯湧出量具有隨埋深增加而增大的整體趨勢，回採工作面絕對對瓦斯湧出量Q 隨埋深H（煤層底板標高表示）的增加而按式4-1變化的整體特徵，局部受構造、頂底板岩性的影響，具有變大或變小的現象。

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

煤層底板標高－198m 以淺，絕對瓦斯湧出量小於5m³/min;－198～－318m，絕對瓦斯湧出量在5～10m³/min;－318～－438m，絕對瓦斯湧出量10～15m³/min;－438m以深，絕對瓦斯湧出量大於15m³/min。

五、煤與瓦斯區域突出危險性劃分

六礦的始突深度340m（標高－190m），並且2002年11月8日在2808中切眼又一次發生傾出，該處標高也是－190m，考慮到六礦的復雜的地質條件，在標高－190～－290m 內已經發生了17次突出現象，佔到突出總數的約60%，並且在標高－200m 左右地區發生了6次突出，沿－190m 底板等高線以下確定為突出危險區。又考慮到實際生產情況，礦井西北部瓦斯較小，28041工作面回採基本結束，尚未發生過動力現象，以及臨近工作面的地質條件，確定礦井西北部突出危險區界線由－190m 底板等高線沿北翼第二岩石下山－28011 上順槽－2806下順槽－2808上順槽貫穿，以下區域為瓦斯突出危險區。

Ⅶ 鶴壁礦區地質與水文地質條件

一、氣象水文

鶴壁礦區屬北溫帶大陸性半乾旱型氣候，春秋多風。20世紀50年代至今，平均氣溫13.5°C，年平均降水量659.5mm，年蒸發量2195.9mm。

礦區內長年性河流有南部的淇河和北部的善應河，流量分別為2.4～3.7m³/s和6～7m³/s，最大流量分別為2572m³/s和1055m³/s。

與礦區地下水有直接水力聯系的地下水域有南部的許家溝泉域和北部的小南海泉域。許家溝泉位於礦區南部淇河北岸，出露於奧陶系灰岩中，由8個泉組成，流量0.9～1.4m³/s。小南海泉出露於善應河兩岸的奧陶系灰岩中，出露標高130～135m，由50餘個泉組成，總流量5.5～7.09m³/s。

二、地形地貌

鶴壁礦區位於河南省北部的鶴壁市境內，屬太行山東麓煤田的一部分。礦區西依太行山區，東鄰京廣鐵路，東西寬5km，南北長30km，面積約150km²。

礦區地貌屬侵蝕剝蝕低山向剝蝕堆積丘陵崗阜區的過渡帶，以丘陵崗阜地貌為主。山脈總體延伸方向受新華夏系構造控制呈NNE向綿延分布。由於組成山體岩性的差異和地層平緩的影響，階梯狀山坡極為明顯。抗風化力強的白雲質灰岩、微晶灰岩、泥晶灰岩形成3°～50°的陡坡或70°～80°的陡崖。寒武系—奧陶系抗風化力弱的頁岩和角礫狀灰岩形成10°～30°的緩坡。低山區位於礦區西部，最高標高+763.5m，一般標高+503～+576m，相對高度509m。

礦區崗阜地貌東與華北平原相接，西起西山斷層。在第三系砂礫岩和泥岩分布區，形成高差50～70m的丘陵地貌。靠近西山狹長地帶呈零星分布的石炭系含煤地層和局部的奧陶系灰岩形成海拔+250～+350m、相對高度50～150m的渾圓狀丘陵地貌。

三、地層構造

1.地層

礦區出露的地層有下奧陶統的冶里組—亮甲山組白雲岩，中奧陶統的峰峰組—馬家溝組的泥晶灰岩、白雲質灰岩、角礫狀灰岩；中石炭統的本溪組泥岩—砂岩隔水層，上石炭統太原組含煤（下夾煤）地層下二疊統山西組的含煤地層（二₁煤）；上第三系的礫岩、砂岩和泥灰岩，第四系的黃土、砂礫層。

下夾煤包括下夾上煤（六煤），下夾中煤（七煤）和下夾下煤（八煤），賦存於太原組含煤地層的底部。六煤與八煤相距9～10m，它的間接底板是本溪組隔水層，它的直接頂板是太原組的L₂灰岩。

2.構造

本礦區在構造上位於新華夏系第二沉降帶與第三降起帶的過渡帶上，東鄰湯陰拗陷，西依太行山隆起。總體上是以中寒武統為核心的傾伏背斜的一翼所構成的單斜構造，地層走向大致呈南北，傾向東，一般傾角8°～30°，局部可達到50°～60°。東部被第三系和第四系覆蓋，西部山區寒武-奧陶系則廣泛出露。

據統計，NW向斷層少且落差小，延走向方向延伸不遠；與斷裂構造相伴生的還有一組走向NE、背向斜相間發育的傾伏褶曲，沿傾伏背斜發育的縱張斷層成為各井田的自然邊界；落差大於20m的斷層有百餘條，大於100m的斷層有30餘條。礦區以斷裂構造為主，多為走向NE或NNE的高角度正斷層。

本礦區有兩期火成岩體，在礦區南東的龐村一帶有喜馬拉雅期的橄欖玄武岩沿NNE向斷層帶呈現零星分布，與第三系礫岩的接觸面上有明顯的烘烤現象。西北部白石山背斜有燕山期的閃長岩、二長岩和斜長岩侵入，大致沿NW40°方向伸延。

四、含水層組和隔水層組

本礦區含水系統可分為寒武系—奧陶系含水層組，石炭系—二疊系含水層組，上第三系含水層組和第四系含水層組。寒武系—奧陶系含水層組是本礦區最主要的含水層組，按其富水性可分為中奧陶統含水岩組和中寒武—下奧陶統含水岩組。石炭系—二疊系含水層組由4對含水岩、隔水岩組組成，即下石盒子組頁岩夾砂岩弱含水層、山西組砂岩含夾頁岩隔水層、太原組薄層灰岩含水層與頁岩隔水層組、本溪組泥岩夾灰岩及砂岩隔水層。第四系含水層組按岩性和含水性、透水性分為全新統泥岩隔水層夾礫石、砂岩、泥灰岩含水岩組和中新統粘土夾粉砂岩弱含水岩組。由於第四系含水層組和上第三系含水層組與高承壓水上採煤水害影響不大，下面分別將中奧陶統灰岩含水岩組、本溪組隔水層和石炭系—二疊系含水層組中的太原組薄層灰岩含水層概述如下。

1.中奧陶統灰岩含水岩組

中奧陶統灰岩含水岩組按其岩性、化學成分、結構和富水性強弱劃分為賈汪頁岩隔水層，角礫狀灰岩和白雲質灰岩弱含水段（

，

，

），泥晶-砂屑灰岩中等含水段（

）和微（細）泥晶灰岩強含水段（

，

），現分述如下。

（1）

賈汪頁岩隔水層厚7m，區域分布穩定，厚度薄，隔水性弱。

（2）

弱含水段厚14～30m，主要為角礫狀灰岩，喀斯特不發育，含微弱溶孔裂隙水。

（3）

中等含水段厚89m，主要由泥晶灰岩，砂屑灰岩和灰質泥晶白雲岩組成，喀斯特中等發育，在有利的水動力條件下也可以發育成大溶洞，例如礦區西部山區的雪花洞。據調查，機井涌水量可達700～1500m³/d。

（4）

弱含水段厚36～43m，主要由角礫狀灰岩組成，角礫成分為泥晶灰岩，膠結物為方解石，喀斯特不發育，以不規則溶孔為主，泉的流量甚小，民用機井流量小於100m³/d。

（5）

強含水段厚108m，岩性以巨厚、厚層狀泥晶灰岩為主，喀斯特發育，在有利的水動力條件下能發育成大的溶洞，例如四礦西部的黃龍洞，該洞寬1～2.5m，高0.5～3m，長53m。小南海泉和許家溝泉中流量最大的均出露於本段。本段地下水循環條件比

段好，硬度比

段低，水質為

型水。鶴壁市工礦企事業單位供水多以此段為目的層，單井流量1200～1900m³/d，個別可達4500m³/d。

（6）

弱含水段區域性厚度60～70m，岩性為白雲質、泥質角礫狀灰岩，白雲質灰岩，喀斯特不發育，以蜂窩狀溶孔為主，含裂隙喀斯特水，為一弱含水段。

（7）

強含水段區域厚度52～80m，為青灰色巨厚、厚層狀灰岩，溶洞和溶隙發育，富水性強。在掩蓋地區的一些地段，因其上部溶洞裂隙被粘土岩充填，含水性大大減弱，形成弱含水帶。在小南海泉群中該段下部沿斷裂帶出露的泉的流量可達200 L/s。

2.本溪組隔水層組

本溪組隔水組為礦區防止奧灰水突入礦井的可以值得利用的隔水層。由泥岩隔水層夾砂岩、灰岩弱含水層組成，厚11.3～50.6m。

3.太原組含水層組

太原組總厚101～167m，含水層組由C₃L₁—C₃L₉九層灰岩含水層，S₁—S₈八層砂岩弱含水層和頁岩組成。薄層灰岩含水層總厚20～25m，其中C₃L₂和C₃L₈分布穩定，厚度分別為7～11m和5～6m，含較豐富的喀斯特裂隙水，其中C₃L₂灰岩的單位涌水量可達5.88～7.39m³/h·m。因受補給條件限制，在礦井疏干條件下，它們接受奧灰水補給，礦化度稍有減少。該兩層灰岩含水層徑流條件差、水交替不強，水質類型為

-Ca²⁺型水和

型水。

五、奧陶系灰岩地下水特徵

從鶴壁礦區奧陶系灰岩地下水動態的多年觀測資料可知，因受曹家傾伏背斜的影響，在四礦附近，奧陶系灰岩喀斯特水形成一個高水位帶，自此以南則由北向南徑流，集中排泄於許家溝泉群；另一方面，使礦區北部的九礦和四礦的一部分奧陶系灰岩喀斯特水自南向北徑流，排泄於小南海泉群。將礦區分劃為中部和南部屬許家溝泉域，北部屬小南海泉域。

鶴壁一礦和相鄰的二礦同屬於許家溝泉域，由於二礦南部自然礦界F₃斷層落差達390～600m，造成斷層兩側奧陶系灰岩含水層不連續，在斷層的北側中奧陶統灰岩地下水位標高為+135m，在斷層南側水位標高為+127m，地下水自北向南流經F₃斷層時受到很大阻力，產生明顯的水位跌降。因此，F₃斷層可能是一條阻水斷層，它將鶴壁礦區分為兩個相對獨立的水文地質分區，即一、二礦為一個水文地質分區，三、五、六、八和十礦為另一水文地質分區。

在枯水季節，南部水文地質分區水位標高為+118.9～124.4m，一、二礦水文地質分區內的中奧陶流灰岩水位標高為+135.4m，在雨季前者水位標高為+129.67～135.9m，後者為+144.7m。礦區奧陶系灰岩含水層主要接受西部山區露頭部分大氣降水入滲補給，掩伏露頭部分的第四系潛水補給和河流、溝渠、庫區等滲漏補給，因此，地下水位動態表現為受降水影響明顯的特徵。

六、奧陶系灰岩頂部特徵

眾所周知，自奧陶紀沉積了馬家溝灰岩和峰峰組之後至中石炭世沉積本溪組之前的漫長地質年代裡，華北地區廣大奧陶系灰岩裸露於地表經受了風化剝蝕和溶蝕作用，在奧陶系灰岩中形成了古喀斯特，在其表面形成了古剝蝕-溶蝕面，古剝蝕-溶蝕面存在相對低窪的溝谷或封存窪地，寬度數十米或百米。當中石炭世華北地台開始沉降，古剝蝕面接受本溪組沉積的最初階段，一些粗碎屑、分選不良的礫石或砂首先在低窪溝谷中沉積，把這些低窪溝谷「填平補齊」。當華北地台斷續下降、海水進一步漫延的時候，細碎屑的鋁質粘土沉積於那些早先已被粗碎屑填平了的低窪溝谷之上和那些相對隆起的古剝蝕-溶蝕面之上。對於那些被粗碎屑「填平補齊」了的低窪溝谷地段，當中石炭世開始沉積鋁質粘土時，因為有粗碎屑砂或礫石的阻隔，奧陶系灰岩頂部的古喀斯特或風化裂隙沒有被鋁質粘土充填或充填不佳或者古喀斯特裂隙已被早期的粗碎屑砂充填，例如九礦的3-6孔的奧陶系灰岩頂有5m之裂隙被粉砂岩充填（如圖2-2）^［19］。

圖2-2 奧陶系灰岩頂部溶隙-裂隙充填示意圖

1—被鋁質粘土充填的溶隙；2—未被充填或被砂岩充填的溶隙；3—鋁質泥岩；4—頁岩；

因此，使奧陶系灰岩頂部只有很薄或者缺失被粘土充填的弱含水帶。相比之下，原古剝蝕-溶蝕面相對隆起地段，鋁質粘土直接沉積其上並充填到奧陶系灰岩的溶洞裂隙之中，形成富水性弱、連通性差的具有一定厚度的弱含水帶。但其水文地質意義巨大，一般認為，奧陶系灰岩頂面以下30～50m喀斯特發育，這個規律可以作為供水和注漿堵水中重要的參考依據。

七、安陽礦區地質與水文地質條件

1.礦區概況

安陽礦區位於河南省安陽市區西約25km處，礦區南北長35km，東西寬5km，總面積155km²。區內下二疊統山西組二₁煤層為主要開採煤層，厚度穩定，一般4～6m，普遍可采。礦區開采范圍內地質儲量4.5×10⁸t，可采儲量3×10⁸t。

2.地形地貌

安陽礦區為一典型丘陵地帶，沖溝發育，有利於大氣降水的徑流、排泄，具有明顯的季節特徵，相對高差150m左右，對礦井充水無大影響。

3.地層構造

礦區范圍內基本構造形態為向東傾斜的單斜構造並伴有寬緩的小型褶曲，地層傾角一般15°～25°。井田內構造主要以NNE走向的斷裂為主，斷層走向一般為NE10°～35°，且多為正斷層。本區主要含煤地層為下二疊統山西組和上石炭統太原組，含煤系數為7.51%。

礦區處於新華夏系第三隆起帶——太行山復背斜的東翼，因此NNE向構造對地下水起著控製作用。與煤系地層走向一致的NNE向正斷層，沿傾向由東向西逐級抬起，形成一些交替出現的近南北向的狹長地壘地塹，破壞了基岩含水層的連續性，形成多塊獨立的水文地質單元。

區內發育有NEE及NWW向斷層，一般認為，這兩組近東西向的斷層為張性斷層，為導水斷層；NNE向高角度正斷層屬壓扭性質，反而導水性差，大量井巷工程穿過斷層水量不大證實該點。

4.含水層和隔水層

這里主要研究煤層底板主要含水層和隔水層。自上而下可劃分3個含水層和3個隔水層：奧陶系灰岩喀斯特承壓含水層，本溪組鋁質岩隔水層，太原組下段灰岩喀斯特裂隙承壓含水層，太原組中段砂、泥岩隔水層，太原組上段喀斯特裂隙承壓含水層，二₁煤至L₈灰岩隔水層，現詳述如下。

（1）奧陶系灰岩喀斯特承壓含水層：厚度400m以上，頂面以下200m范圍內為深灰色、淺灰色厚層狀和巨厚層狀微晶質灰岩和花斑狀灰岩，下部為白雲質灰岩，喀斯特發育，有統一的地下水面，靜水位標高+135m左右，可與其他含水層通過斷裂構造發生水力聯系，是二₁煤開采時間接充水含水層。

（2）本溪組鋁質岩隔水層：由鋁土層、鋁土質泥岩、泥岩、砂質泥岩和薄層灰岩組成，其中以下部鋁土質泥岩最穩定，厚8.3～22.75m；該層假整合於奧陶系灰岩之上，正常情況下能阻止奧灰水進入煤層。

（3）太原組下段灰岩喀斯特裂隙承壓含水層：厚30～35m，內含2～4 層灰岩（L₁、L₂、L₃、L₄），灰岩厚4.25～9.70m，一般6.00m左右，其中L₂灰岩穩定，厚度一般在5m左右，單位涌水量0.043～1.34L/s·m，滲透系數0.95～30.27m/d，水位標高135.28～135.38m。

（4）太原組中段砂、泥岩隔水層：該段指L₄—L₈灰岩之間的碎屑岩，其中偶夾中粗粒砂岩、薄層煤和薄層灰岩，厚55m 左右；岩性變化較大，硅質成分較高，厚度穩定，透水性差，隔水性能良好，能阻止太原組上、下段灰岩之間的水力聯系。

（5）太原組上段灰岩喀斯特裂隙承壓含水層：該段由L₈灰岩及中粗粒砂岩組成，以L₈灰岩為主，普遍發育，層厚0.33～6.85m，一般3m左右；L₈灰岩單位涌水量0.07L/s·m，滲透系數3.787m/d，水位標高136.77m，喀斯特裂隙發育較弱，為弱含水層。

（6）二₁煤至 L₈灰岩隔水層：該層由泥岩、砂質泥岩、砂岩和薄層灰岩組成，厚26.71～50.40m，一般為35m左右，能有效阻止L₈灰岩水進入二₁煤層。

5.水害事例及防治對策

（1）銅冶煤礦淹井事故：1965年8月25日，銅冶煤礦103工作面下順槽打鑽時，超前孔鑽進43m時，孔內涌水，涌水量開始為32.4m³/h，後增至1400m³/h淹井，突水原因為超前孔鑽遇與奧陶系強含水層相通的喀斯特陷落柱，經注漿堵水後，1968年6月恢復生產。

（2）龍山煤礦淹井事故：1976年1月，龍山煤礦在掘進15采區首采面時，遇斷層與奧陶系灰岩喀斯特承壓含水層溝通，涌水量最大達2520m³/h，淹井；突水原因為掘進鑽頭遇到F₁₆₅斷層的支斷層，而F₁₆₅斷層為邊界導水斷層，該斷層位置不清楚；1977年6月，龍山煤礦在堵水過程中再次發生斷層突水，涌水量達4000m³/h。

Ⅷ 鶴壁五礦山西組二₁煤層瓦斯地質圖

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

鶴壁五礦瓦斯地質簡介

一、礦井概況

鶴壁煤業（集團）有限責任公司五礦位於鶴壁礦區中部，北依三礦，南鄰六礦，西以煤層露頭，東以－620m煤層底板等高線為界。井田走向長約1.5km，傾斜長約3.4km，面積5.12km²。礦井始建於1958年，1960年投產，設計生產能力45×10⁴t/a,2003年核定生產能力50×10⁴t/a,2004年實際產量42×10⁴t。

礦井開拓方式為立井、暗斜井、多水平聯合開拓，礦井劃分為三個水平，采區採用集中上（下）山、邊界回風聯合布置方式，采區為雙翼開采。目前開采水平標高為－450m，埋深500～650m。

五礦通風方式為中央邊界抽出式，主、副井進風，中央風井及南翼風井回風。礦井總進風量4487m³/min，總回風量5040m³/min。五礦自建井以來發生瓦斯突出2次，突出標高均為－439.0m，距離地表垂深609m,2001～2004年礦井瓦斯等級鑒定情況見下表。

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

可採煤層為山西組二₁煤層，位於二疊系下統山西組下部，賦存穩定，結構簡單，平均厚度8.0m 左右，直接頂為砂質泥岩和砂泥岩，厚度3.0～18.0m，底板為泥岩和砂岩，厚度2.82～5.5m。井田大部為緩傾斜煤層，煤層傾角5°～25°，平均19°左右，局部大於30°。煤種為貧瘦煤。

二、井田地質構造及控制特徵

五礦位於鶴壁礦區中部，整體構造形態為傾伏向斜構造，向斜軸走向為N 30°～55°E。南北兩翼地層基本對稱，煤層傾角在向斜軸部和井田邊界外變緩，一般在7°左右；向斜軸部和邊界中部較陡，傾角15°～30°。地層走向在30°～150。之間，傾向在60°～120°之間。

井田構造復雜，斷層、褶曲發育，以斷層為主，尤其是井田深部，斷層更發育。向斜兩翼發育有NE或NNE向的較大正斷層，形成自然邊界。全井田發育有落差在0.8m 以上的斷層98條，落差大於20m的大中型斷層8條，全部為NE或NNE向的正斷層。同時在煤礦採掘過程中，揭露的小斷層很發育，它們常常成組出現，落差一般小於10m，展開長度較短，一般小於100m，走向NE或NNE向。已採掘的3.3km內發育有77條之多，分布密度為23.3條/km，主要發育於大斷層兩側；同時五礦發育斷層南北兩翼差異較大，南翼斷層相對發育，斷層條數多，延伸距離遠。其總體構造形態為軸向NE向的褶曲以及F₄₁、F₄₀、F₂₀等一系列NNE向的斷層為主要特徵。

三、礦井瓦斯地質規律

五礦構造復雜程度中等，主要構造形跡為一傾伏向斜構造和正斷層。據五礦採掘實測瓦斯和地質資料分析，五礦向斜南北兩翼構造發育和瓦斯賦存有較大差異，開采時瓦斯湧出和瓦斯突出危險性差異較大。向斜軸部因壓應力作用裂隙不甚發育，瓦斯保存條件較好，瓦斯湧出量大，瓦斯突出危險性大；而兩翼縱張裂隙和斷層發育易於瓦斯逸散，瓦斯湧出量小，瓦斯突出危險性小。其次，由於向斜南、北翼斷層發育的不均衡性也導致兩翼瓦斯湧出量的差異：北翼由於大中型斷層較少，瓦斯湧出量相對較大，而南翼大中型斷層發育，這些大、中型斷層把南翼的煤層切割成條帶狀，為瓦斯的釋放提供了良好的條件，故南翼瓦斯湧出量較北翼小。五礦發生的兩次煤與瓦斯突出均位於向斜北翼靠近向斜軸部地區，說明靠近向斜軸部及北翼地區煤層瓦斯含量高，瓦斯壓力大。

斷裂構造對五礦煤層瓦斯的影響主要表現是：落差較大，相互交匯地帶的瓦斯逸散條件較好，瓦斯含量低，煤與瓦斯突出的危險性小；中小斷層的結構面大部分具有壓扭性質，斷層面緊密，煤層直接頂板為砂泥岩和砂質泥岩，有利於瓦斯的保存，並且深部有瓦斯補給，最終造成其附近瓦斯聚集，含量偏高，壓力較大，特別是在小斷層附近，大斷層的尖滅端，地層產狀變化等部位，煤層瓦斯含量高，煤與瓦斯突出危險性較大。

四、瓦斯湧出特徵

由於構造的控製作用和瓦斯分區、分帶的規律，將井田以向斜軸為界劃分為南、北兩個瓦斯地質單元。在現有的開采條件和開采強度下，通過統計分析北翼、南翼二、三水平回採工作面瓦斯湧出量數據，各瓦斯地質單元內，瓦斯湧出量具有隨埋深增加而增大的整體趨勢，局部受構造、頂底板岩性等的影響，具有變大或變小的現象。

1.北翼瓦斯湧出特徵

回採工作面絕對瓦斯湧出量Q 隨埋深H（煤層底板標高表示）的增加而按式4-1變化的整體特徵，煤層底板標高－152m 以淺，絕對瓦斯湧出量小於5m³/min;－152～－391m，絕對瓦斯湧出量在5～10m³/min;－391～－628m，絕對瓦斯湧出量10～15m³/min;－628m以深，絕對瓦斯湧出量大於15m³/min。

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

2.南翼瓦斯湧出特徵

回採工作面絕對瓦斯湧出量Q 隨埋深H（煤層底板標高表示）的增加而按式4-2變化的整體特徵，煤層底板標高－300m 以淺，絕對瓦斯湧出量小於5m³/min;－300～－435m，絕對瓦斯湧出量在5～10m³/min;－435～－628m，絕對瓦斯湧出量10～15m³/min;－628m以深，絕對瓦斯湧出量大於15m³/min。

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五、煤與瓦斯區域突出危險性劃分

兩次突出均位於向斜北翼靠近向斜軸部地區，突出點標高均為－439.0m，距地表垂深609m，屬於深部突出。在－439.0m 以淺，從未發生過突出事故，並且都已基本回採結束。兩次突出均位於向斜北翼靠近向斜軸部地區，說明靠近向斜軸部及北翼地區煤層瓦斯含量高，瓦斯壓力大，根據實測3302工作面瓦斯壓力達0.84MPa，已超過《防治煤與瓦斯突出細則》規定的突出臨界壓力0.74MPa，並且五礦構造煤較為發育，煤質松軟；向斜軸南部－450～－600m 范圍內小斷層較為發育，均為壓扭性的斷層，有利於瓦斯的存儲。從發生煤與瓦斯突出的動力和阻力條件方面都說明，在－439.0m 以深煤與瓦斯突出危險性增大，將始突點以深預測為煤與瓦斯突出危險區，以淺為非突出危險區。

Ⅸ 鶴壁四礦山西組二₁煤層瓦斯地質圖

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

鶴壁四礦瓦斯地質簡介

一、礦井概況

鶴壁煤業（集團）有限責任公司四礦，是河南省國有重點煤礦和煤電公司主力礦井之一，2005年與泰國合資組建為鶴壁中泰礦業有限公司，位於鶴壁礦區北部，交通十分便利。井田面積為23.4825km²。

四礦於1957年動工建設，1992年改擴建，擴建生產能力90×10⁴t/a。目前生產能力達到165×10⁴t/a,2004年實際產量162.77×10⁴t。礦井開拓方式為豎井—暗斜井多水平上、下山開拓，礦井通風方式為兩翼對角抽出式，採煤方法原主要為傾斜長壁放頂煤開采，現改為分層開采。

四礦井田共含煤層及煤線16～18層，其中可採煤層有3層：二₁煤（大煤）、

煤（八煤）、

煤（六煤），總厚度為11.01m。二₁煤位於二疊系下統山西組之底部，為礦區主要可採煤層，平均厚度7.77m。

1987年以來，四礦瓦斯等級鑒定均為高瓦斯礦井，歷年瓦斯等級鑒定結果見下表。

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二、井田地質構造及控制特徵

四礦井田位於鶴壁煤田北部，受區域和礦區構造的控制，井田構造以斷層為主，褶曲亦較發育，構造線展布方向以NNE、NE向為主。四礦井田的4-I號向斜、4－Ⅱ號背斜、F₇斷層、紅₅斷層以及紅₁₁斷層屬於礦區二級構造的組成部分，對礦井起著控製作用。全井田落差大於5m的斷層多達54條，平均每平方千米3條，均為正斷層。從礦井中、小型斷層的發育組合特徵看，中、小型斷層，特別是小型斷層往往與褶皺的發育過程相伴生，在背斜軸部及其兩翼常常出現高角度張性正斷層，而且傾向相反。井田內的陷落柱大多發育在4－Ⅳ號大型背斜軸部及其兩翼，且主要分布於井田的淺部地區。

三、礦井瓦斯地質規律

地質構造的性質和特徵不同，對煤層瓦斯保存條件的影響程度也不同，封閉型構造有利於瓦斯的保存，開放性構造有利於瓦斯釋放，規模較大斷裂帶能起到逸散瓦斯通道的作用，大中型斷層附近瓦斯含量一般比較低，井田內N NE向構造現代構造應力場表現為壓扭作用，落差10m 左右以下的斷層部位易於發生煤與瓦斯突出；構造復合部位是煤與瓦斯突出的敏感地帶，如1976～1979年發生的7次煤與瓦斯突出都發生在216采區，該采區處於4-Ⅰ號向斜、4-Ⅱ號背斜、4－Ⅲ號向斜和4－Ⅳ號背斜的交叉部位，同時來自深部4－Ⅷ 號向斜也匯集到該處，使該區域形成一個小型盆地和小穹隆，在盆地的下部為4-Ⅱ號背斜和4－Ⅷ 號向斜交匯的馬鞍狀構造，上部為沿4-Ⅱ號背斜兩翼形成的陷落柱組。同時，落差為100m 左右的紅₅斷層在該地區尖滅，伴生一系列中小斷層，地質構造十分復雜。隨著礦井向深部開采，瓦斯含量進一步增大，在4-Ⅶ 號背斜和4-Ⅷ號向斜軸部發育有多組大斷層和伴生中小斷層，受地質構造作用影響，構造軟煤在局部區域發育，煤與瓦斯突出危險性增大。

二₁煤層老頂為大占砂岩（S₁₀），直接頂板為灰黑色泥岩及砂質泥岩，不利於瓦斯逸散。

四、礦井瓦斯含量分布

根據鶴壁二礦地勘瓦斯含量資料和生產測定的瓦斯含量數據，在煤層底板標高－208～－665m，埋深436～872.92m 范圍，瓦斯含量7.67～27.3m³/t，瓦斯含量大。煤層瓦斯含量在瓦斯帶內具有隨埋深增加而變化，見式4-1，深度每增加100m 瓦斯含量增加2.21m³/t的整體分布規律，但由於鶴壁四礦地質條件復雜，出現局部瓦斯富集，相關性不明顯（圖4-1）。

回歸方程：

R²=0.3753

式中：W——煤層瓦斯含量，m³/t;

X——煤層底板標高，m；

R——相關系數。

圖4-1 煤層埋深與瓦斯含量回歸趨勢圖

五、瓦斯湧出特徵

根據4F₄₆、紅₅斷層等大型斷層將礦井分為南翼地區、北翼地區、龍宮地區。在現有的開采條件和開采強度下，瓦斯含量是瓦斯湧出多少的決定因素，通過統計分析，各地質單元回採工作面瓦斯湧出量具有隨埋深增加而增大的整體趨勢，回採工作面相對瓦斯湧出量Q 隨埋深H（以煤層底板標高表示）的變化而變化，見下表，局部受構造、頂底板岩性的影響，具有變大或變小的現象。

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

六、煤與瓦斯區域突出危險性分布

根據地質構造首先將四礦深部未采區劃分為6個瓦斯地質單元：①2F₀₂₂斷層以深區域；②紅₁₁和2F₀₂₂斷層之間的25采區；③F₀₁₅和紅₁₁斷層之間的33采區；④4F₄₆斷層和F₀₁₅斷層之間的31采區；⑤紅₅斷層和4F₄₆斷層之間的21采區；⑥邊界F₇斷層以下和紅₅斷層之間的區域。

各瓦斯地質單元煤與瓦斯突出危險性分布：第1瓦斯地質單元－390m 以深區域，第2瓦斯地質單元－300m以深區域，第3地質單元－260以深區域，第4地質單元－260m以深區域，第5、6地質單元－260m以深區域為煤與瓦斯突出危險區，其餘地區為無突出危險區。