煤层区域突出危险性预测分析报告--大学论文.doc

郑州登电德鑫煤业有限公司
二1煤层区域突出危险性
预 测 报 告

中 国 矿 业 大 学
二〇一一年六月

·
2

目 录
1 矿井概况 1
1.1 位置与交通 3
1.2 矿区地质 4
1.3煤层 9
1.4 瓦斯 14
1.5 煤尘与自燃 14
1.6 地温 14
1.7 邻近矿井发生煤与瓦斯突出情况 15
2 区域突出危险性预测的原则及依据 17
2.1 区域突出危险性预测的原则 17
2.2 区域突出危险性预测的依据 19
3 二1煤层瓦斯赋存规律 22
3.1 二1煤层瓦斯压力赋存规律 22
3.2 二1煤层瓦斯含量赋存规律 24
3.3 二1煤层突出指标分析 27
3.4 二1煤层瓦斯赋存规律分析 28
4 二1煤层区域突出危险性预测 30
4.1二1煤层区域突出危险性预测的指标和主要依据 30
4.2二1煤层区域突出危险性预测验证情况 31
5 二1煤层区域突出危险性预测结论及建议 32
5.1 二1煤层区域突出危险性预测结论 32
5.2 建议 32

1 矿井概况
登封市君鑫煤业有限责任公司（以下简称君鑫煤业公司），为地方国有企业。2006年2月经过煤矿整合重组后，依法办理了新的采矿许可证，证号为4100000520674。
君鑫煤业公司根据《通知》（[2007]8号）精神，在2006年2月整合后的矿区范围内，将南部的（原杜家湾煤矿、新建煤矿、君召乡宏发煤矿）部分块段，划归君鑫二矿，并以《登封市君鑫煤业有限责任公司君鑫二矿》名称，独立申请采矿许可证，证号为：4100000720602。
规划君鑫二矿：开采二1煤层，开采深度由+450m至+100m标高，设计井筒3个，生产规模为30×104t/a。采矿权人：登封市君鑫煤业有限责任公司。矿区范围由下列14个拐点坐标连线圈定（其中点8、9、10、11圈定的范围作为井筒及井筒保护煤柱范围，此区内不得进行任何开采活动），地理坐标为：北纬34°21′27″～34°21′51″,东经112°48′35″～112°50′04″；东西长约2.26km，南北宽约0.7km，面积约1.3253km2，拐点坐标详见表1-1。
表1-1 君鑫二矿矿区范围拐点坐标一览表
点号
平面坐标
点号
地理坐标
经距Y
纬距X
东 经
北 纬
1
38390600
3804780
1
112°48′39″
34°21′51″
2
38390600
3804500
2
112°48′39″
34°21′42″
3
38390505
3804502
3
112°48′35″
34°21′42″
4
38390540
3804125
4
112°48′37″
34°21′30″
5
38391510
3804140
5
112°49′15″
34°21′31″
6
38391780
3804074
6
112°49′25″
34°21′29″
7
38391800
3804150
7
112°49′26″
34°21′31″
8
38392137
3804119
8
112°49′39″
34°21′31″
9
38392110
3804044
9
112°48′38″
34°21′28″
10
38392196
3804020
10
112°49′42″
34°21′27″
11
38392228
3804110
11
112°49′43″
34°21′30″
12
38392750
3804060
12
112°50′03″
34°21′29″
13
38392772
3804625
13
112°50′04″
34°21′47″
14
38391800
3804715
14
112°49′26″
34°21′50″

君鑫二矿，行政归属君鑫煤业公司，君鑫煤业公司具有产业统筹、安全监管职能。
君鑫二矿范围，为君鑫煤业公司划定的14个拐点坐标连线圈定的范围（主要为原来的新建煤矿、宏发煤矿、杜家湾煤矿范围）。
（1）新建煤矿
1966年由登封县办，1981年停产，1995年恢复生产，开采二1煤层，设计年产原煤9万t，实际8万t，斜井、立井联合开拓。该矿煤厚变化较大，0.10~14.52m，一般3~5m，西部见薄煤带。顶板岩性多为砂岩和砂质泥岩，底板为砂质泥岩和泥岩，采掘中未见断层和褶曲，构造简单。现正常涌水量20m3/h。 1971年曾发生瓦斯突出，突出资料不详，属煤与瓦斯突出矿井。到2005年底，该矿累计动用地质储量约72.5万t，这与1998年以来8万t/a的产能基本吻合，现采至+150m水平，东西两翼长约100~600m，5个采空区，一次采全高。
（2）宏发煤矿
原为新建煤矿之东区，2000年10月从新建煤矿分出并建矿，年设计生产能力6万t，开采二1煤层，斜井开拓。煤层走向近东西，倾向北，倾角27~30º，煤层结构简单,一般不含夹矸，煤厚变化0.90~5.60m,一般厚4~5m。顶板多为砂岩和砂质泥岩，底板多为砂质泥岩和泥岩，贫煤。单斜构造。矿井涌水以顶板淋水为主，正常涌水量10m3/h，最大20 m3/h。属低瓦斯矿井。到2005年底，该矿累计动用地质储量约15.9万t，该矿现开拓至+160m水平，工作面东西两翼长约110~220m，2个采空区,一次采全高。
（3）杜家湾煤矿
1994年6月建矿，同年底建成投产，2002年8月扩界，年设计生产能力9万t，实际9万t，开采二1煤层，斜井、立井联合开拓，走向长壁后退式炮采。煤层产状5º∠27º-30º，煤层结构简单，一般不含夹矸，煤厚变化较大0.7~5.2m，一般厚2~4m，西部见薄煤带。顶板岩性多为砂岩和砂质泥岩，底板多为砂质泥岩和泥岩，间接底板为细粒砂岩。单斜构造，采掘中未见断层和褶曲。以顶板淋水为主，矿井正常涌水量14m3/h，最大56 m3/h。到2005年底，该矿累计动用地质储量约37.2万t，该矿现开拓至 +200m水平，工作面东西两翼长约110~470m，三个采空区，一次采全高，矿井属低瓦斯矿井。
邻近君鑫煤矿的南部和西部边界为君鑫二矿的东部和北部边界，于1996年建井，2000年建成投产，开采二1煤层，斜井开拓，走向长壁后退式炮采。设计年生产能力30万t，2005年始达30万t/a的设计能力。现矿井揭露二1煤层走向近东西，倾向北，具体产状10º∠29º，煤层结构简单，偶含夹矸，矿井揭露煤厚变化较大，0.4~12.2m，一般厚3~4m，东西见两个薄煤带，贫煤，顶板多为砂岩和泥岩，局部有伪顶为炭质泥岩，底板多为砂质泥岩和泥岩。采掘中未见断层和褶曲，单斜构造。矿井来水以顶板淋水为主，原来正常涌水量为30~40m3/h ，现正常涌水量15m3/h，最大涌水量70 m3/h。矿井现按煤与瓦斯突出矿井进行管理。
1.1 位置与交通
君鑫二矿位于登封市石道乡和君召乡交界处的上沃村，北东距登封市约25km，南距汝州市约25km，行政区划隶属君召乡管辖。
伊川—登封的公路从距矿区北约2km处通过，区内有至石道乡和临汝镇等的乡级公路穿过，且登封煤田专用铁路从矿区北部通过，交通便利，如图1-1所示。

图1-1 交通位置示意图
1.2 矿区地质
1.2.1区域地质特征
1.2.1.1沉积特征
本区地处华北晚古生代巨型拗陷沉积盆地南带之西南隅，接近华北地台西南缘的伏牛古陆和中条古陆。盆地基底地层为下古生界寒武系上统崮山组（∈3g）地层。华北地台经历了1.3~1.5亿年的风化剥蚀后，至晚石炭世中晚期,海水自NE、E方向侵入，盆地基底持续缓慢下沉的同时，接受沉积，形成了巨厚的陆表海碳酸盐台地—碎屑堡岛复合沉积体积（C2地层）和多旋回浅水三角洲含煤建造沉积体系(P1sh—P2s地层），本区主要可采煤层二1煤就寓于其中。到了晚二叠世早期末，南部古特提斯洋壳对华北板块俯冲加剧，致使包括本区在内的豫西地形增高，演化为陆缘近海湖沉积（P2sh地层），从而基本结束含煤沉积。从中生代三叠纪末到新生代早古近纪中期末，本区发生重大板内变形和构造分异。首先为三叠纪末的印支运动,总体表现为EW向嵩淮隆起和EW向断裂，缺失J1—K3地层。其次，为侏罗纪末期的燕山早期运动,在本区主要表现为一系列NW向走滑断裂和走滑扭动嵩箕弧。其三为白垩纪末期的燕山晚期运动,形成一系列NE向断裂和NE向单断型箕状断陷小盆地。其四为新生代古近纪始新世末的喜马拉雅运动,形成EW向断陷盆地和EW、NW向断裂以及断块基础上的重力滑动构造。之后，地壳又进入相对稳定发展阶段，覆盖了N+Q构造层，并造成目前豫西低山丘陵剥蚀和豫东平原沉积的地貌分异景观和煤层赋存格局。
1.2.1.2区域地层
本区地层属华北地层区豫西地层分区嵩山地层小区。基底为元古界登封群、嵩山群及震旦系的古老变质岩。矿区范围属半掩盖类型，大部被新生界N+Q松散层所覆盖，局部有基岩出露，矿区南部有大面积下古生界寒武系地层出露，区内地层自老而新有：下古生界寒武系、上古生界的石炭系、二叠系，中生界的三叠系地层，缺失奥陶系、志留系、泥盆系以及石炭系下统地层，新生界第四系和新近系地层不整合于下伏各系地层之上。
1.2.1.3区域构造
本区位于登封煤田马岭山勘查区之西段，区域构造属华北板块嵩箕构造区秦岭纬向构造带东段之嵩山、箕山两背斜之间的颖阳－芦店向斜南翼西段。受不同时期构造应力的影响，区内发育有近东西、北西、北东三组不同时期的断裂构造和后期的面状滑动构造。
1.2.2矿区地质
1.2.2.1地层
根据钻孔揭露和地表出露情况，矿区地层自老而新有：寒武系、石炭系、二叠系、三叠系、新近系及第四系。
（1）寒武系（∈）
①中统张夏组（∈2zh）
灰至深灰色，厚层状细晶鲕状石灰岩，下部具豆状及肾状结构，与下伏徐庄组（∈2x）整合接触，区域厚124m，产三叶虫化石。
②上统崮山组（∈3g）
灰色，厚至巨厚层状白云质灰岩，含不均一的鲕粒，中夹薄层泥岩和砾屑灰岩，顶部溶洞发育，常有本溪组的铝质岩或铝质泥岩充填，与下伏张夏组连续沉积，区域厚212.42m。矿区钻孔揭露该层厚度45.53m。
（2）石炭系（C）
地表裸露零星的上统本溪组和太原组地层，缺失下统，与下伏寒武系崮山组地层呈平行不整合接触，平均厚度44.44m。
①本溪组（C2b）
上部为灰至深灰色铝质岩，具豆状、鲕状结构；下部为灰色铝质泥岩，含黄铁矿结核。本组厚2.98～13.62m，平均厚7.58m。
②太原组（C2t）
下自一1煤层底板之底，上至L9灰岩或菱铁质泥岩顶部，该组岩层厚度变化较大，厚17.89～45.24m，平均36.86 m。主要由石灰岩、泥岩、砂质泥岩、薄煤层及炭质泥岩、砂岩组成。依据岩性组合特征可分为三段：下部灰岩段、中部碎屑岩段和上部灰岩段。产丰富的蜓等动植物化石。
（3）二叠系（P）
自太原组L9灰岩或菱铁质泥岩顶部，至三叠系下统圈门组金斗山砂岩底界。主要由山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组组成，地层总厚度861.26m，与下伏地层整合接触。
①下统（P1）
本统下自太原组L9灰岩或菱铁质泥岩顶部，上至田家沟砂岩（St）之底，包括山西组和下石盒子组。本统平均厚349.54m，与下伏地层呈整合接触。
①-1山西组（P1）
下自太原组L9灰岩或菱铁质泥岩顶部，上至砂锅窑砂岩（Ss）之底。为一套灰至深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩及煤层组成的含煤地层。二1煤层赋存于该组的下部，属全区可采煤层。二1煤层顶板大占砂岩（Sd）为中－细粒砂岩，以层面含炭质及大量白云母为典型特征,局部相变为砂质泥岩。本组上部的灰色泥岩、砂质泥岩具暗斑，含菱铁质假鲕（俗称小紫泥岩），是划分山西组的辅标志层。本组厚64.50～84.29m，厚平均75.22m。
①-2下石盒子组（P1x）
下自砂锅窑砂岩（Ss）底，上至田家沟砂岩（St）底，含三、四、五、六共四个煤段。其岩性组合以砂岩、砂质泥岩、泥岩及不稳定的薄煤层组成。各煤段划分均以煤段底部的砂岩为界，其中三煤段不含煤层，四、六煤段偶见薄煤层，但均不可采。仅五煤段中部五3煤层属大部可采煤层。
三煤段底部的砂锅窑砂岩（Ss）为灰或灰白色厚层状中、粗粒石英砂岩，具大型板状、槽状层理，含泥质团块和石英质小砾石，层位稳定，为全区主要标志层之一，也是山西组与下石盒子组的分界砂岩；其上部为浅灰色、绿灰及紫红色泥岩、砂质泥岩，含紫斑及鲕粒（俗称大紫泥岩），层位稳定，是划分地层的良好标志。本组平均厚274.32m。产植物化石。
②上统（P2）
下自田家沟砂岩（St）底，上至三叠系下统金斗山砂岩之底。地层平均厚511.72m，包括上石盒子组和石千峰组。与下伏地层呈整合接触。
②-1上石盒子组（P2s）
下自田家沟砂岩（St）底，上至平顶山砂岩（Sp）底。含七、八、九共三个煤段。其岩性由灰、灰绿色、浅灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及细、中粒砂岩组成，偶夹薄煤层。中部常发育2～3层薄层状硅质泥岩。七煤段底部的田家沟砂岩为灰至灰白色中粒长石石英砂岩，具板状和楔状层理，石英含量80-85%，长石15-20%，硅质胶结，层位稳定，是上、下石盒子组分界的重要标志。本组厚174.50～234.00m，平均厚208.59m。该组在本区基本被剥蚀。
②-2石千峰组（P2sh）
下自平顶山砂岩之底，上至金斗山砂岩（Sj）之底，厚303.13m，下段平顶山段在本区被剥蚀，本区北部有露头出露形成高山，与下伏地层呈整合接触。
平顶山段（P2sh1）
该段岩性单一，厚度稳定。岩性为灰白色厚至巨厚层状中粒长石石英砂岩，成份主要为石英，次为长石，硅质胶结，具大型板状斜层理，为上细下粗的正粒序。地表常构成山峰，是寻找二叠系煤系地层的良好标志。本段地层区域厚73.85m，该段在本区被剥蚀贻尽。上部地层均被剥蚀，不在叙述。
（4）第四系（Q）
广泛分布全区，成因类型主要为残坡积及冲洪积。岩性有粘土、粉质粘土、残坡积碎石及疏松砾石层，顶部常有腐植土。据钻孔揭露厚1～14.64m,平均厚6.56m。以角度不整合超覆于其它各系地层之上。
1.2.2.2 构造
1）构造特征
矿区总体构造特征为一走向近东西、倾向北的单斜构造，区内尚没有断裂构造揭露。邻近矿区东北边界处发育有马F37断层、马F21断层，均未下切至二1煤层。
（1）马F37正断层
位于芦家坡村东,走向80～85°,倾向北，倾角78°，长约0.8km，落差24m。地表被掩盖，据上沃烟煤矿三水平11051工作面下付巷主井东 420-520m处穿见该断层北部下降盘七煤底田家沟砂岩与南部上升盘七2煤层接触，缺失地层约35m；5302孔孔深246m处见到五煤段下部及四煤段上部地层缺失30m；5403孔孔深370m处见四煤段地层缺失45m（和马F21断层的叠加断距）。该断层控制为查明。
（2）马F21正断层
位于54勘探线东侧，为一走向近于南北、倾向西、倾角70°的正断层。延展约1.2km，落差约20m。本断层地表清晰，可见断层面及破碎带。七2煤层露头被错开，5402孔于孔深214.55m和5403孔孔深370m处均有地层缺失现象。控制程度为查明。
2）构造复杂程度
该区地层产状存在一定变化，绝大部分走向近东西，仅西北部发育有走向近东西向的断层2条。均不下切二1煤层，据《煤、泥炭地质勘查规范》附录D.1.2，该区地质构造复杂程度可定为简单。
1.2.2.3岩浆岩
矿区内无岩浆岩。
1.3煤层
1.3.1含煤性
区内含煤地层为太原组、山西组及下石盒子组地层（上石盒子组地层均被剥蚀），总厚度386.40m，区内有钻孔5个，揭露六个含煤段，见煤18层，煤层平均总厚度10.77m，含煤系数2.8%，二1煤层为本矿主采煤层，全区可采，其它煤层均不可采。钻孔各煤段含煤性及煤层发育特征见表1-2。

表1-2 各煤段含煤性及含煤特征简表
地层代号
煤段

煤层
名称
穿过
点
见煤
点
见煤厚度（m）
煤层评价
系
统
组
两极值
平均值
发育
程度
可采性
P
P1
P1x
六煤段
六2
1
1
0.24
0.24
偶见
不可采
五煤段
五5
1
1
0.36
0.36
偶见
不可采
五4
1
1
0.36
0.36
偶见
不可采
五3
1
1
0.71
0.71
较发育
不可采
五2
1
1
0.23
0.23
较发育
不可采
四煤段
四3
2
2
0.27-0.36
0.32
较发育
不可采
P1sh
二煤段
二5
5
2
0～0.36
0.10
偶见
不可采
二3
5
1
0～0.27
0.05
偶见
不可采
二2
5
2
0～0.59
0.23
不发育
不可采
二1
5

0.87～14.52
3.45
发育
全区可采
C
C2
C2t
一煤段
一8
5
1

偶见
不可采
一7
5
4
0～0.56
0.39
较发育
不可采
一6
5
4
0～0.37
0.26
较发育
不可采
一5
5
3
0～0.69
0.25
较发育
不可采
一4
5
1
0～0.29
0.06
偶见
不可采
一3
5
4
0～0.41
0.25
较发育
不可采
一2
5
4
0～0.68
0.30
较发育
不可采
一1
5
2
0～0.36
0.13
不发育
不可采
1.3.2可采煤层
由上表可见，本区可采煤层仅二1煤层资源储量，其它煤层均不可采。
二1煤层：为本矿的主采煤层，位于山西组下部大占砂岩之下，距上部香炭砂岩约30m、砂锅砂岩约68m，距下部L7灰岩约11m。区内穿过该层位的钻孔有5个,全部见煤，煤厚0.87～14.52m，加上矿井揭露的37个煤厚点，平均3.45m。煤层较稳定，全区可采。在5个见煤钻孔中可采点5个，占100%；另据生产矿井揭露，局部见有零星分布的小范围的不可采之薄煤带，其长轴方向约北北东向，薄煤带约占揭露面积的3％，煤厚变化趋势总体是西厚东薄，局部煤层有突然增厚现象（B63-1），煤层结构简单，偶含一层夹矸，夹矸岩性为泥岩和炭质泥岩。顶板岩性多为砂岩和砂质泥岩，底板岩性多为泥岩和砂质泥岩。煤层埋深30～430m，煤层底板标高为+440～+100m。
总之，该煤层钻孔控制和揭露程度较高，总体上属较稳定煤层。
1.3.3煤质
二1煤为本矿限采煤层，以下仅叙述二1煤层。
1.3.3.1煤的物理性质及煤岩特征
1）物理性质
二1煤：黑色，条痕黑色，参差状断口，由于受后期构造作用，煤的原生结构已不复存在，以粉状、鳞片状为主，揉皱镜面发育，主要粒度在1mm以下，煤层中局部可见结核状硫化物。煤的视密度1.39t/m3，孔隙度8%左右。视电阻率在60～150Ω/cm之间。经落下试验法测定，>25毫米级的块煤产率为29～40%，属低强度煤。据区外5004孔取样并经哈特葛罗夫法测定，其可磨性系数分别为162、137，大于100，属易磨碎煤。据西邻（距本区约3km）友谊煤矿筛浮大样对二1煤的物理机械性能测定，原煤静止角39.5°，摩擦角30.2°，散煤重0.90t/m3，如表1-3所示。
表1-3 友谊煤矿二1煤物理机械性能测定结果
采样
地点
粒级(mm)
项目
原煤
+50
50～25
25～13
13～0
友谊
煤矿
静止角(º)
39.5
39.5
39.5
39.0
40.0
磨擦角(º)
30.2
25.2
31.5
30.5
33.5
散煤重(t/m3)
0.90
0.86
0.94
0.87
0.94
2）煤岩特征
据显微煤岩鉴定，煤中有机组分含量平均为90.81%，其中镜质组与半镜质组为86.58%，占有机组分的95.34%，并以均匀无结构镜质体为主，次为条带状，不规则状的镜质基质体及碎片状半镜基质体。偶见透镜状木质体，木质镜质体、镜质结构体及镜质浑圆体和半镜浑圆体。
丝炭化组分为4.23%，占有机组分的4.66%，主要为半丝基质体，呈碎片状分布，偶见透镜状的半丝质体、木镜半丝质体及半丝浑圆体。
无机显微组分含量平均为9.19%，并以粘土矿物为主，多呈星散状，团块状以及浸染状分布，胞腔充填状、透镜状、条带状较为少见；黄铁矿多呈星散状、偶见团块状和胞腔充填状；方解石呈脉状与碎片状，石英呈粒状分布。依据1966年地科院地矿所提出的我国腐植煤的显微煤岩类型分类方案，本区二1煤层显微煤岩定量，应属弱矿化－矿化的亮煤型和暗亮煤型。镜煤平均最大反射率为2.11～2.14%，属烟煤第VI变质阶段。
1.3.3.2煤的化学性质及工艺性能
1）煤的化学性质
①灰分（Ad）
二1煤层经钻孔取样化验，原煤灰分产率为11.02～19.19%，平均15.03%，介于10.01~16.00％、16.01~29.00％两区间。据GB/T15224.1-2004标准（动力用煤），总体属低灰煤。该煤经1.40密度液洗选后，平均浮煤灰分产率为6.19%（19点），理论降灰率为58.8%。经计算灰分变化的标准差为2.644，说明灰分变化幅度较小。
据煤灰成分分析，难熔矿物中SiO2所占比例较大，平均为 42.97%，Al2O3为28.59%（见表1-4）。灰熔融性软化温度（ST）平均为1336℃，据MT/T853.1-2000标准，应属中等软化温度灰（MST）。
表1-4 二1煤层灰成分、灰熔融性分析结果表
原 煤 煤 灰 成 分 分 析 （百分数/点数）
ST
（℃）
SiO2
Al2O3
Fe2O3
TiO2
CaO
MgO
SO3
K2O
Na2O
42.97
7
28.59
7
7.88
7
0.99
7
9.16
7
0.94
7
6.39
7
0.33
2
0.34
2
1336
3
②硫分（St，d）
二1煤层原煤全硫含量为0.27～2.24%，平均含量0.77%。折算后的干燥基全硫St,d＝（基准发热量24.0/实测发热量29.96）×实测干燥基全硫0.77％＝0.62％，据GB/T15224.2-2004标准（动力煤中无烟煤和烟煤硫分分级），属特低硫－低硫煤，总体属低硫煤。该煤经1.40密度液洗选后，浮煤全硫含量平均为0.44%（12点），脱硫率为41.6%。原煤硫分变化标准差为0.597，标明硫分含量变化幅度中等。
③磷（Pd）、砷（Asd）、氯（Cld）
磷：含量为0.020～0.065%，平均0.038%(4)点，在于0.010～0.050％和0.050～0.10％两区间，按MT/T562-1996标准确定，属低磷－中磷分煤，总体为低磷分煤。
砷：含量为0.8～4.0ppm，平均含量2.2ppm（5点），≤4.0 ppm，据MT/T803-1999标准，属一级含砷煤，可作食品工业用煤（≤8.0ppm）。
氯：含量经两孔取样测定，含量为0.02%，≤0.050％，据MT/T597-1996标准，属特低氯煤，用于锅炉燃烧对炉壁和管道腐蚀作用小。
④挥发分（Vdaf）
二1煤浮煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）为12.57～15.50%，平均14.57%，介于10.00-20.00％之间。据MT/T849-2000标准，应属低挥发分煤。
⑤煤的元素组成
二1煤的元素组成主要为碳、氢、氧、氮、硫（见表1-5）。
表1-5 二1煤元素分析结果汇总表 （平均值/点数）
原 煤 分 析（%）
浮 煤 分 析（%）
H/C
Cdaf
Hdaf
Ndaf
Odaf+Sdaf
Cdaf
Hdaf
Ndaf
Odaf+Sdaf
90.13
5
4.09
5
1.52
5
4.26
5
91.48
4
4.13
4
1.52
4
2.87
4
0.538
由上表可知，经洗选后二1煤浮煤干燥无灰基碳元素比原煤相对增加1.48%，氢递增0.97%，氮相对稳定，氧+硫相对减少32.63%。
⑥发热量
二1煤原煤干燥基恒容高位发热量（Qgr，v，d）值为28.34～31.55MJ/kg，平均为29.96 MJ/kg＞29.60 MJ/kg，因此根据GB/T15224.3-2004标准，该煤应属特高热值煤。
总之，二1煤属低灰、低硫、低磷分、一级含砷、特低氯、低挥发分、特高热值煤。
1.3.4煤类及煤质综合评价
1.3.4.1煤类确定
依据现行的《中国煤炭分类国家标准》（GB5751-86），浮煤干燥无灰基挥发分(Vdaf)及粘结指数(G)、胶质层最大厚度（Y）等为划分指标。
二1煤层干燥无灰基挥发分（Vdaf）两极值为12.57～15.50%，平均14.57%（15点）,粘结指数（G）为0，胶质层最大厚度Y值为 0mm，判定本区二1煤应属贫煤）PM数码11）。
1.3.4.2煤质综合评价
二1煤属低灰、低硫、低磷分、一级含砷、特低氯、低挥发分、总体特高热值煤，同时具有中等软化温度灰、低－特低强度、高热稳定性、化学反应能力中等、中等结渣性、中等可选等特性。据此，本区二1煤层适宜火力发电及沸腾层发生炉用煤和民用型煤。
1.4 瓦斯
1.4.1钻孔瓦斯分析
据邻区10个钻孔瓦斯样分析结果，二1煤瓦斯成份CH4在80.38～95.02%之间，平均81.87%；CO2在1.06～9.83%之间，平均5.22%；N2在0.15～13.73%之间，平均4.25%。瓦斯含量CH4在2.54～18.05m3/t·r之间，平均9.80m3/t·r；CO2在0.19～0.89m3/t·r之间，N2在0.13～0.78m3/t·r之间。
1.4.2矿井瓦斯鉴定
根据新建煤矿1976年、1979年瓦斯鉴定结果，平均相对瓦斯涌出量1.28~3.45m3/t·d，但1971年该矿在浅部曾发生瓦斯突出事故，根据《防治煤与瓦斯突出规定》的相关规定，该矿井属煤与瓦斯突出矿井；原宏发煤矿和杜家湾煤矿属低瓦斯矿井；总之，君鑫二矿属煤与瓦斯突出矿井。
1.5 煤尘与自燃
1.5.1煤尘
据2004年煤炭科学研究总院重庆分院煤尘爆炸性鉴定报告：本区二1煤层火焰长5mm，抑止煤尘爆炸最低岩粉量为10%，属有煤尘爆炸危险性的煤层。
1.5.2煤的自燃
据2004年煤炭科学研究总院重庆分院煤炭自燃倾向等级签定报告：本区二1煤层还原样燃点为405℃，氧化样402℃，还原样与氧化样燃点温差△T1-3为15℃,自燃倾向属Ⅲ类，为不易自燃煤层。
1.6 地温
测温钻孔的井底温度变化区间为22.14～31.20℃，测温深度352～866m，纵观全区主要为低于31℃的低温区。二1煤层其底板钻孔测温为20.18～31.06℃，平均26.35℃(其中仅5004孔为31.06℃)。矿区测温钻孔全部进行了平均地温梯度计算，其梯度值为1.66～1.88℃/100m，平均为1.77℃/100m，低于地壳的平均值3～3.3℃/100m，故矿区属低温低梯度变化区，为低温低梯度的地温场，二1煤层大部不存在热害。
1.7 邻近矿井发生煤与瓦斯突出情况
根据《君鑫二矿二1煤层资源储量核实(分割)报告》提供的资料，新建煤矿在浅部露头于1971年因通风不畅发生过瓦斯突出事故。
根据《君鑫煤业有限责任公司二1煤层资源储量核实(分割)报告》提供的资料，邻近君鑫煤矿二1煤层钻孔瓦斯样分析结果见表1-6。可以看出，瓦斯成份CH4在80.38～95.02%之间，平均81.87%；CO2在1.06～9.83%之间，平均5.22%；N2在0.15～13.73%之间，平均4.25%。瓦斯含量CH4在2.54～18.05m3/t.daf之间，平均9.80 m3/t.daf；CO2在0.19～0.89m3/t.daf之间，N2在0.13～0.78m3/t.daf之间。结合现生产矿井情况，预计矿井+150m水平以浅为瓦斯风化带，以深为瓦斯带。
表1-6 二1煤瓦斯成份分析结果表
孔号
煤底
标高
(m)
瓦斯成份(%)
瓦斯含量(ml/g.daf)
甲烷含量(m3/t)
评价
CO2
CH4
N2
CO2
CH4
N2
5004
-337.90
2.18
93.17
4.65
0.20
8.34
0.42
16.68
合格
5204
-343.95
4.68
95.02
0.30
0.89
18.05
0.06
18.05
合格
5402
+170.08
5.73
94.12
0.15
0.67
10.98
0.14
10.98
合格
5403
-0.64
9.83
88.95
1.22
0.41
3.72
0.05
7.44
参考
5502
+64.23
1.06
89.05
9.89
0.08
7.05
0.78
12.69
合格
5604
-201.09
6.19
92.41
1.40
0.59
8.86
0.13
8.86
合格
5703
+269.59
8.62
78.34
13.04
0.29
2.67
0.44
2.67
废
5705
-65.52
4.71
90.11
5.18
0.18
3.47
0.20
3.47
合格
5706
-277.07
4.31
93.98
1.71
0.34
7.46
0.22
7.46
合格
5803
+15.12
5.89
80.38
13.73
0.19
2.54
0.43
2.54
参考
煤科总院沈阳研究院对君鑫煤矿二1煤层进行突出危险性鉴定。在+100m标高以上，二1煤层的破坏类型为Ⅲ～Ⅳ类；坚固性系数f为0.26～0.45，最小为0.26；瓦斯放散初速度△P指标为16.60～26.21，最大为26.21；瓦斯压力为0.230～0.478MPa，鉴定结论为在+100m标高以上二1煤层无突出危险性。但是随着矿井采掘的延深，二1煤层瓦斯压力和瓦斯含量越来越大。君鑫煤矿在11081工作面运输下山掘进时发生了突出，突出煤量约15t，瓦斯量约1918m3，突出点标高在+63.2m。根据《防治煤与瓦斯突出规定》第三条，君鑫煤业有限责任公司二1煤层为突出煤层。
君鑫二矿的邻近矿井二1煤层煤与瓦斯突出非常严重，如2006年2月10日18时30分左右，位于登封境内的马岭山煤矿正在井下进行打钻预测瓦斯时，打钻诱导二1煤发生煤与瓦斯突出事故，突出瓦斯3万多m3，突出煤量达200多t，造成15人死亡。
2007年5月16日3时30分，登封市颍阳镇王堂村马岭山煤矿副斜井十三平巷掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故，突出煤量约304t，突出瓦斯量约1163 m3，造成5名工人死亡。
2008年9月21日0时55分，登封市郑州广贤工贸有限公司新丰二矿62011下副巷掘进工作面在打钻作业时诱发煤与瓦斯突出，造成37人死亡、7人受伤。
2010年3月31日19时20分，伊川县国民煤业有限公司井下发生煤与瓦斯突出事故，瓦斯逆流到地面副井口遇火引起爆炸和燃烧。事故造成44人死亡，26人受伤。
2010年8月2日23点19分，登封市白坪乡境内的郑煤集团三元东煤矿在巷道掘进时发生重大煤与瓦斯突出事故，造成16人死亡。

2 区域突出危险性预测的原则及依据
2.1 区域突出危险性预测的原则
1）《防治煤与瓦斯突出规定》第三十三条的规定，突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测（以下简称区域预测）。经区域预测后，突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。未进行区域预测的区域视为突出危险区。
2）《防治煤与瓦斯突出规定》第四十二条的规定，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。
3）《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条的规定，根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行：
（一）煤层瓦斯风化带为无突出危险区域；
（二）根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果，采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时，则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离，并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区；否则，在同一地质单元内，突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m（埋深）及以下的范围为突出危险区（如图2-1）；
（三）在上述（一）、（二）项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域，应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料，也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表2-1预测。

图2-1 根据瓦斯地质分析划分突出危险区域示意图
1—断层；2—突出点；3—上部区域突出点在断层两侧的最远距离线；4—推测下部区域断层两侧突出危险区边界线；5-推测下部区域突出危险区上边界线；6—突出危险区（阴影部分）
表2-1 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＜0.74
W＜8
无突出危险区
其他情况
突出危险区
4）《防治煤与瓦斯突出规定》第四十四条的规定，采用《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条进行开拓后区域预测时，还应当符合下列要求：
（一）预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据；
（二）测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置；同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个，沿倾向不少于3个，并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。
5）在地质构造控制的同一块段内，其突出危险程度一般随埋藏深度增加而加大，所以区域突出危险性预测可按照标高进行；
6）《防治煤与瓦斯突出规定》第七十条规定，工作面地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象主要有以下方面：
（一）煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等；
（二）煤层赋存条件急剧变化；
（三）采掘应力叠加；
（四）工作面出现喷孔、顶钻等动力现象；
（五）工作面出现明显的突出预兆。
在突出煤层，当出现上述第（四）、（五）情况时，应判定为突出危险工作面；当有上述第（一）、（二）、（三）情况时，除已经实施了工作面防突措施的以外，应视为突出危险工作面并实施相关措施。
7）无突出危险区是突出煤层在开采过程中，未采取防突措施而没有发生过矿井瓦斯动力现象的区域或已确切掌握煤层突出危险区域的分布规律，并且有可靠的预测资料确认的无突出危险的区域。
2.2 区域突出危险性预测的依据
区域突出危险性预测应以实际