1、综合指标法：根据细则规定的K值和D值进行预测。地质统计法：根据井田内生产矿井实际出现的瓦斯动力现象进行预测。瓦斯地质方法：根据煤层瓦斯含量和构造煤厚度进行预测。综合预测：以上述四种预测为基础进行综合分析，划分出矿井突出危险区、威胁区和非突出区。6）编制二1煤瓦斯地质图以采掘工程平面图为底图，用不同的颜色、符号和花纹表示井田范围内煤层瓦斯含量等值线和瓦斯含量、瓦斯压力、a、b值、P、f值等瓦斯参数，划分出突出危险区、威胁区和非突出区等。项目研究以瓦斯地质理论为指导，以煤层瓦斯赋存规律为基础，以矿井瓦斯灾害危险区域分布控制作用为核心，利用地质勘探阶段、矿井开采阶段获得的瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯恒温
2、吸附常数等数据，集中解决瓦斯含量预测的多源瓦斯数据融合分析技术和复杂条件下瓦斯区域预测瓦斯地质预测方法等关键技术，结合瓦斯参数测试及瓦斯规律分析，经过综合集成，形成适合本区不稳定、低透气性厚煤层复杂开采地质条件的高瓦斯灾害危险区域预测，编制矿井瓦斯地质图。（3）完成情况研究工作中吸取了国内外先进的研究思路和方法，更重要的是结合矿井瓦斯地质特点和前人研究基础，按照有限目标、结合生产的原则，精心设计、部署、采样和分析测试。研究工作从2014年5月开始，至2014年8月结束。整体工作大致分三个阶段：第一阶段（2014.56月底）：现场调研、收集资料。矿井开采技术条件和瓦斯地质背景，包括开拓布局、采掘
3、布置、煤层条件、瓦斯赋存、瓦斯涌出和瓦斯现状等；查阅了历年来各地质部门提交的各类地质报告、生产过程的各种地质资料及图件，并初步进行了整理。第二阶段（2014.7.12014.7.31）：煤层瓦斯参数测试、瓦斯含量多元数据融合分析、构造煤研究、研究分析矿井勘探和生产期间实测的瓦斯参数，实现不同数据源瓦斯数据融合分析新技术。运用瓦斯地质理论和方法，研究地质构造、煤层煤质、围岩岩性与结构、煤层埋深等瓦斯地质因素对煤层瓦斯赋存的控制作用，筛选出主导控制因素，建立多元分析数学地质模型，形成具有广泛推广应用价值的预测方法。第三阶段（2014.8.1-8.31）：对矿井进行瓦斯区域划分、编制了矿井瓦斯地质图
4、和编写研究报告。主要包括：资料分析整理、瓦斯赋存规律分析等。1）矿井瓦斯赋存、瓦斯涌出和瓦斯现状调查及瓦斯资料收集；2）二1煤层地质勘探期间和生产期间煤层瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯区域预测常规参数（P、f）收集与整理；3）编制了最终研究报告和矿井瓦斯地质图。通过大量的原始资料收集、整理、分析，运用瓦斯地质理论与方法，最终完成了课题所规定的研究内容，编制了最终研究报告和瓦斯地质图纸。矿井概况1、地理位置双鑫煤业有限责任公司位于新密市米村镇于湾村，在米村井田的东部，井田面积0.2698Km2。矿区地理坐标：东经11318081131822，北纬342152343201，行政区划隶属于新密市米村镇管辖
5、。南距郑（州）-登（封）公路5km，东至新密市城区12 km，北距米村镇1.5 km。郑煤集团米村煤矿铁路专用线从本矿北部通过，西距米村矿铁路转运站台1 km，该专用线在新郑市与京广线接轨。新密市乡镇及村庄间的简易公路纵横成网，新密至荥阳的公路从本矿区东部通过，交通极为便利。图1 鑫盛煤矿交通位置示意图2、基本情况该矿隶属郑煤集团郑新公司管辖，矿井设计生产能力15万吨/年，可采储量73.56万吨，服务年限5年；矿井开采煤层为二1煤层，开采水平标高+85m-20m；采用两立井单水平开拓方式，主井进风，副井回风，通风方式为中央并列式；煤层不易自燃，煤尘具有弱爆炸性，属瓦斯矿井；采煤方法为走向长壁手
6、镐采放顶煤一次采全高；现在职职工450人，属“六证齐全”矿井，隶属郑煤集团郑新煤业有限公司。矿井煤层瓦斯情况煤层瓦斯矿井瓦斯等级鉴定结果为低瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量为4.01m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.16m3/min。煤尘具有弱爆炸危险性，爆炸指数为16.17，煤层自燃等级为类，属不易自燃煤层。1.2开拓方式及通风能力1、开拓系统井田采用两个立井单水平下山开拓方式，水平标高+37m。主井净直径4.2m，井深215m，安装一台2JK-2A型提升机。装备一对1.5t非标准箕斗，担任矿井的提煤任务。井筒内安装梯子间，作为矿井一个安全出口。副井净直径4.2m，井深212m，安装一台2JTP2-1.
7、6型提升机，装备一对0.75非标准罐笼，担负提人、提矸、下放材料等任务。2、通风系统矿井采用中央并列式通风系统，通风方法为机械抽出式，主井进风，副井回风。安装FBCDZ16型通风机两台，功率255KW。矿井总进风量为1550m/min，总回风量1728m/min。掘进工作面采用局部通风机压入式通风，并实现了 “三专两闭锁”。全矿区划分为一个采区：在东侧为一个单翼采区，有11012、11013和11014三个回采工作面。在主井工业场地的西侧，运输巷以南是一个单翼采区，有11011。本矿井二1煤比较稳定，大部分可采，煤层倾角为7，以中厚煤层为主，结构较为简单，一般不含夹矸，煤层直接顶板大多为深灰、
8、灰黑色泥岩、砂质泥岩，局部为中及细粒砂岩，局部有0.2m的炭质泥岩伪顶，多随采随落，根据煤矿的特点和实际条件，采煤方法采用走向长壁放顶煤，全部冒落法管理顶板。表1.2-1 主、副、风井井口坐标名 称直角坐标（西安80坐标系）XYH主 井38436025.243823095.38+205.0副 井38436028.493823135.38+215.01.3 瓦斯据2014年1月河南省工业和信息化厅以豫工信煤20147号河南省工业和信息化厅关于2013年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复下发的通知：2013年矿井绝对瓦斯涌出量为0.28m3/min，（见表5.2-1）。依据煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法，
9、鑫盛煤矿属瓦斯矿井。表1.3-1 瓦斯鉴定结果表时间（年）瓦斯二氧化碳煤的自燃等级煤尘爆炸指数绝对涌出量（m3/min）相对（m3/t）鉴定20110.353.54瓦斯矿井0.414.11有20130.281.4 煤层4.1.1含煤性本矿井含煤地层为石炭二叠系，煤系地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组与下石盒子组。本区主要可采煤层为山西组二1煤层，太原组一1煤层为局部可采煤层，其它煤层均不可采。二1煤层厚2.559.91m，平均厚度为6.32m，一1煤层厚0.601.40m，平均厚度为0.93m，可采煤层平均厚度7.25m，含煤系数为3.2%。4.1.2可采煤层二1煤层为全区可采煤层，标高
10、为21040m，赋存于山西组下部大占砂岩之下，煤层顶板上距砂锅窑砂岩（Ss）平均65m，煤层底板下距L8石灰岩顶板平均10m。二1煤层的顶板多为泥岩、砂质泥岩，局部为砂岩（Sd），富含植物化石；底板为灰黑色泥岩和砂质泥岩。矿井二1煤层厚度2.909.91m，平均厚度为6.32m，变异系数38.2%，可采性指数为1；二1煤层结构简单，局部含1层夹矸，夹矸多为泥岩。一1煤层为局部可采煤层，标高为155110m，赋存于太原组下部L1灰岩之下，矿井一1煤层厚度0.601.40m，平均厚度为0.93m，变异系数36.9%，可采性指数为0.67；一1煤层结构简单，局部含1层夹矸。综上所述，本区二1煤层属较
11、稳定型煤层，一1煤层属不稳定型煤层。4.1.3 煤岩层对比4.1.3.1 煤矿地层对比本区主要可采煤层为赋存于山西组下部的二1煤层，厚度较大，层位稳定，全区可采。在同一个沉积区内，主要煤层、标志层层间距变化不大，相对较稳定。本次煤、岩层对比主要采用标志层、层间距、煤岩层组合特征等对比方法进行综合对比。1、标志层对比主要标志层有L8石灰岩、大占砂岩（Sd）、砂锅窑砂岩（Ss），辅助标志层有小紫泥岩（Mx）、大紫泥岩（Md）；二1煤层赋存于山西组下部，属厚煤层，为全区可采煤层，其本身就是一个良好的标志层；各标志层特征明显，层位稳定，易于对比。2、层间距对比各煤层、标志层层间距较稳定，因此利用主要煤
12、层、标志层层间距能有效地进行煤、岩层对比，主要煤层、标志层层间距。3、煤岩层组合特征对比矿区内各含煤地层煤、岩层组合特征明显，为煤、岩层对比提供了依据。太原组：为一套海陆交互相沉积，含数层石灰岩及煤层（线），石灰岩多为煤层顶板，有别于其它煤组。自下而上分为下部石灰岩段、中部砂泥岩段、上部石灰岩段，其中上部的L8灰岩较遍发育，层位稳定。山西组：为一套砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层的沉积组合，具较明显的岩性特征。下部二1煤段主要由砂质泥岩、煤层和底部薄层砂岩组成，底部砂岩具波状层理和交错层理，覆盖于海陆交互相太原组地层上，易于识别，二1煤层位稳定、厚度大、分布广，全区可采。二1煤层在测井DLW曲线上呈
13、中高阻反映，在HGG曲线上呈低密度高幅度异常反映，易于鉴定和识别。二1煤层自身就是一良好标志层，对比可靠。下石盒子组：岩性为泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层的组合。据岩性组合特征自下而上可分为三、四、五、六煤四个段，各煤段底部均有层位稳定、特征明显的中粗粒砂岩作为底界。该组底部为砂锅窑砂岩，灰或灰白色中粗粒长石石英砂岩，粒度较为均一，具板状交错层理；其上部为具紫斑的泥岩和砂质泥岩。该组内标志层层位稳定，煤层对比可靠。4、煤质特征对比二1煤属低灰、特低硫、低磷、特高热值、高熔灰粉状无烟煤三号。一1煤属中灰、高硫、特低磷、高热值、高熔灰分之碎粒状无烟煤。5、对比成果评价1）煤组对比煤层主要集中在太原组和
14、山西组，各煤组、段有独特的标志层、煤岩层组合、煤质特征、物性特征差异等明显，能够很好的识别对比，故山西组、太原组对比可靠，其它煤组段对比较可靠。2）可采煤层对比二1煤层是二叠系中唯一全区发育、全区可采的中厚特厚煤层，其上、下标志层明显，加之山西组下部的煤、岩层组合、测井曲线组合，综合评定煤层对比可靠。其它煤层对比较可靠。表4.1-1 主要煤层、标志层间距一览表SS12.4Sd55.298.50二164.5110.166.32L880.6324.3110.442.59标志层、煤层4.1.3.2煤组、煤层对比及对比结果1、对比方法和依据本次核查煤、岩层对比主要采用标志层对比、层间距对比、煤岩层组合
15、特征对比、物性特征对比和煤质特征对比等方法。进行了含煤地层组、段划分和二1煤层综合对比。2、煤段对比矿区内含煤组、段含煤性、标志层、组合特征、煤质特征、厚度等比较稳定，能较好的识别与对比，故二煤组对比可靠，其它煤组段对比较可靠。根据各煤段独有的标志层、煤岩层组合、煤质、物性差异等特征，能够很好识别对比。故煤段对比结果可靠。3、可采煤层对比二1煤层是矿区主要可采煤层，为全区可采煤层，为厚煤层，煤质好，其上、下部具有良好的标志层，加之山西组的煤岩层组合特征，二1煤层对比可靠。4、对比成果评价煤段对比：矿区内各含煤段的含煤性、标志层、组合特征、煤质特征、测井曲线特征、厚度等比较稳定，都能较好的识别对
16、比，含煤地层各煤段对比结果可靠。可采煤层对比：二1煤层是矿区内全区可采煤层，其上、下标志层明显，加之山西组下部的煤、岩层组合、测井曲线组合具有明显特征，二1煤层对比可靠。1.5 煤质特征煤芯样的测试数据采用2006年郑州煤电股份有限公司米村煤矿矿井地质报告煤质资料。由于双鑫煤矿自2014年4月以来一直处于停产阶段，故无法采取生产煤样。二1、一1煤煤质化验数据仍沿用原报告数据。1.5.1物理性质二1煤层：为黑灰黑色，油脂光泽，以粉状、鳞片状产出，强度很低，手捻即成煤粉，易污手。煤层下部常有碎粒或块状煤分层，含有方解石脉或黄铁矿结核，其硬度大，不易破碎。钻孔煤样：煤层视密度为1.40g/cm3。本
17、次生产煤样视密度为1.42 g/cm3，相差不大。本报告仍沿用郑州煤电股份有限公司米村煤矿矿井地质报告的视密度数据，即视密度为1.40g/cm3。一1煤层：为黑灰黑色，似金属玻璃光泽，呈碎粒煤粉煤产出，含星点状或结核状黄铁矿。1.5.2化学性质及工艺性能1.5.2.1化学性质1、水分（Mad）生产煤样：二1煤原煤水分为0.61%0.74%，平均0.68%；浮煤水分为0.890.92%，平均0.91%。具体见表4.2-1。表4.2-1 二1煤层工业分析结果表样别原 煤 分 析 （%）浮 煤 分 析 （%）MadAdVdaf钻孔煤样0.681.881.134.6621.0714.418.5515.
18、8811.680.842.051.363.4611.398.517.8912.339.90生产煤样0.610.740.68（2）10.8211.5011.16（2）8.949.599.27（2）0.890.920.91（2）4.835.014.92（2）7.717.887.80（2）2、灰分（Ad）二1煤：二1煤原煤灰分为4.6621.07%、平均14.41%，属低灰煤；经1.40密度液洗选后，浮煤灰分为3.4611.39%，平均8.51%。二1煤原煤灰分为10.82%11.50%，平均11.16%；浮煤灰分为4.83%5.01%，平均4.92%。见表4.2-1。一1煤：一1煤原煤灰分为6.9
19、333.14%，平均16.81%，属中灰煤；经1.40密度液洗选后，浮煤灰分为2.8414.32%，平均6.56%。3、挥发分（Vdaf）二1煤原煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）为7.8912.33%，平均11.68%；二1煤浮煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）为7.8912.33%，平均9.90%；二1煤原煤挥发分为8.94%9.59%，平均9.27%；浮煤挥发分为7.71%7.88%，平均7.80%。综上所述，二1煤为低挥发分煤。一1煤浮煤挥发份为7.9311.62%，属特低挥发分煤。4、全硫（St,d）二1煤原煤全硫含量为0.260.68%，平均0.37%，属特低硫煤；浮煤全硫含量为0.280
20、.50%、平均0.38%。原煤各种硫以有机硫为主，平均0.28%，硫化铁硫平均0.13%，硫酸盐硫平均0.0023%。浮煤中有机硫含量平均为0.30%，硫化铁硫次之，占0.06%，硫酸盐硫为零。二1煤原煤全硫含量为0.36%；浮煤全硫含量为0.41%。一1煤原煤全硫含量为2.359.37%，平均5.32%，属高硫煤；浮煤全硫含量为2.586.05%，平均4.30%。原煤各种硫以硫化铁硫为主、平均2.93%，有机硫平均2.37%，硫酸盐硫平均0.03%。浮煤各种硫以有机硫为主，平均2.80%，硫化铁硫次之，占1.27%，硫酸盐硫为0.005%。5、煤的元素组成浮煤以碳元素（Cdaf）为主，占88
21、.9692.65%，平均91.76%；其次为氢元素（Hdaf），占3.714.22%，平均3.98%；氮元素（Ndaf）占1.381.92%，平均1.56%；氧+硫元素（Odaf+Sdaf）占2.045.86%，平均2.74%。原煤以碳元素为主（Cdaf）为主，占91.54%91.58%，平均91.56%；其次为氢元素（Hdaf），占3.70%3.89%，平均3.80%；氮元素（Ndaf）占1.50%1.56%，平均1.53%；氧元素（Odaf）占1.75%。浮煤以碳元素（Cdaf）为主，占89.7290.82%，平均90.41%；其次为氢元素（Hdaf），占3.894.05%，平均3.96%
22、；氮元素（Ndaf）占0.900.96%，平均0.93%；氧+硫元素（Odaf+Sdaf）占4.214.74%。6、煤中的有害元素 磷元素二1煤原煤磷含量为0.0040.59%，平均0.09%；二1煤原煤磷元素含量为0.007%0.009%，平均0.008%；浮煤磷元素含量为0.003%。属低磷分煤。综上所述，二1煤属低磷分煤。 砷元素原煤砷含量0210-6，平均1.07 10-6。二1煤原煤砷元素含量210-6，浮煤砷元素含量1综上所述，二1煤为一级含砷煤。其他有害元素生产煤样中其他有害元素含量见表4.2-2。表4.2-2 微量有害元素含量分析结果表名称符号计量单位检验结果原煤浮煤铬Cr10
23、-692165镉Cd0.1汞Hg0.0180.008钒V120316硒Se43锗Ge/镓Ga7铀U1氟F237219砷As2氯Cl%0.035磷P0.003一1煤原煤磷含量为0.0030.016%，平均0.006%，属特低磷煤；原煤砷含量210.6010-6，平均5.8010-6；原煤氯含量为00.036%，平均0.028%；原煤氟平均为69.504.2.2.2工艺性能1、发热量（Qgr,d）二1煤原煤干燥基恒容高位发热量（Qgr.v.d）为34.635.7MJ/kg，平均35.3MJ/kg，属高发热量煤；浮煤干燥基恒容高位发热量（Qgr.v.daf）35.336MJ/kg，平均35.7MJ/
24、kg。二1煤原煤干燥基高位发热量（Qgr,v,d）为31.4331.66MJ/kg，平均31.55 MJ/kg；浮煤干燥基高位发热量（Qgr.v,d）34.2834.40MJ/kg，平均34.34 MJ/kg。具体见表4.2-3。综上所述，二1煤属特高热值煤。表4.2-3 煤的发热量测试结果表原 煤 分 析 （MJ/kg）浮 煤 分 析 （MJ/kg）Qgr, V, dQnet, V, dQgr.v.daf34.635.735.335.33635.731.4331.6631.55（2）30.7530.9730.87（2）34.2834.4034.34（2）一1煤原煤干燥燥基恒容高位发热量（Qgr.v.d）为21.7533.74MJ/kg，平均28.86MJ/kg，属中高发热量煤；浮煤干燥基恒容高位发热量（Qgr.v.df）平均33.38MJ/kg。2、煤灰成分分析二1煤
