开滦集团唐山区域各矿煤层煤种

东欢坨矿20224薄煤层工作面高产高效开采作者：祝德胜李玉忠来源：《科技创新导报》 2014年第26期祝德胜李玉忠（开滦集团东欢坨矿业分公司河北唐山 064002）摘要：随着多年来的高强度开采，很多煤矿都开始或者已经面临厚煤层和中厚煤层日益减少的问题，以前不起眼的薄煤层开采已成为目前资源合理利用的有效途径。

因此，提高薄煤层生产总量和单产水平成为摆在煤炭企业面前一个共同的重大课题，对复杂条件下薄煤层开采如何实现高产高效具有很大的现实意义。

该文简要谈谈开滦集团东欢坨矿20224薄煤层工作面高产高效开采的策略。

关键词：薄煤层开采高产高效中图分类号:TD823 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)09(b)-0074-01开滦集团东欢坨矿自1997年简易投产以来，边生产边建设，各种系统不断完善，目前矿井核定生产能力达到300万t/a。

为落实开滦集团公司“双五”的战略发展规划，矿井按期达产300万t/a，由于生产区域紧张，欢矿公司积极谋划，采用储量挖潜以弥补生产衔接紧张的局面，提出对底板强含水层的煤12-2进行超前疏水降压，解放矿井可采储量的方案。

煤12-2首先开采20228工作面，目前已经回采完毕，目前正在开采20224工作面，20222及20226工作面随后将继续开采。

1 20224工作面基本情况20224工作面位于－500水平中央采区，上方为12-1煤层采空区，工作面走向长1458m，倾向长142m。

煤厚0.9～2.2m，平均1.5m，倾角20～24°，平均22°，可采指数1.0，变异系数18%。

煤层沉积稳定，结构复杂，局部有复煤层，物理特征为金属光泽，光亮型煤。

实际揭露6条断层，均为正断层，最大断层落差2.4m。

涌水量较大，最大涌水量Q=1.72m3/min，正常涌水量Q=1.29m3/min。

目前20224工作面共计回采三个月，从2013年8月4日进入，初采及正常27天生产进尺165m，9月份全月30天生产，达到了进尺达224m，10月份在全采面过落差2.4m断层影响下，全月进尺205m。

开滦集团唐山矿业分公司发展战略研究
煤炭在我国一次性能源结构中处于主导位置,20世纪50年代曾达到90%,据《中国可持续能源发展战略》报告预测,其占比到2050年仍将高于50%。

然而,
随着全球经济下行,中国经济放缓,我国煤炭企业面临着来自多方的压力。

煤炭是不可再生资源,研究表明煤炭的埋藏量为10316亿吨,仅能再供开采230年。

形势相当严峻。

但开滦集团唐山矿业分公司(简称唐山矿)是一家拥有137年历史的企业,为适应时代要求,唐山矿正积极寻求能够帮助其实现成本降低、产能提高、研发增强的战略转型之路。

首先,本文从政治和法律环境、经济环境、社会文化环境和技术环境等角度论述了外部环境对一个企业战略思想的客观影响,分析了煤炭行业的竞争态势、各竞争力量间的博弈,指明唐山矿所面临的来自外部的机遇和挑战。

其次,从人力资源、生产资源、技术创新能力、企业经营状况四个方面对唐山矿的内部环境进行逐层分析,点出了唐山矿自身的优势与劣势。

再次,在内外部环境分析的基础之上,用SWOT分析法对唐山矿的经营状况进行了研究,提出了符合唐山矿实际情况的战略转型策略,并明确了战略重点以及实施战略的关键要素。

最后,提出了成功实施战略选择的若干保障措施,包括加强学习和认同、建立战略管理组织体系、企业文化建设、人才引进、信息化建设及资金保障等。

希望本研究能够为构建和发展唐山矿新型战略体系提供理论依据和实践参考。

集团历史开滦集团始建于1878年，前身是开滦矿务局，1999年底改制为开滦（集团）有限责任公司，已经走过了134年的沧桑岁月。

1878年7月24日，开滦的前身——“开平矿务局”正式挂牌；1878年10月2日，唐山矿一号井正式开凿。

开滦有绵长的历史根脉，享有“中国煤炭工业源头”、“北方民族工业的摇篮”等盛誉。

开创了中国煤炭工业的先河：这里是中国最早使用机器开采的大型煤矿，这里是中国近代最早实行股份制经营的企业，这里铺就了中国最早的准轨铁路——唐胥铁路，这里开出了中国最早的蒸汽机车——龙号机车，这里产出了中国第一桶水泥——麒麟牌水泥，这里建造了中国企业第一个煤炭码头——秦皇岛港，这里驶出了中国企业最早的自营海运船队。

建国后到2009年底，开滦集团共生产优质原煤10.5亿吨，精煤2.64亿吨，上缴利税165.6亿元，为国民经济发展做出了重要贡献。

在130多年后的今天，开滦人又迈开了坚实的脚步，达到百年开滦基业长青的辉煌境地！开滦集团地理位置优越，交通便利，处于环渤海经济区腹地。

与京、津相毗邻，京山、京秦铁路纵横其中，秦皇岛港、天津港与之相接，新崛起的京唐港建有开滦业主码头、曹妃甸国家级数字化煤炭储配基地、京唐港煤化工产业物流配送中心，煤炭可直抵华东、华南市场，远销海外。

目前，开滦集团已经发展成为一个集煤炭生产、洗选加工、煤化工、现代物流、电力、装备制造、建筑施工、建材化工、文化旅游等多产业并举的大型企业集团。

集团下辖煤业公司、国际物流公司、销售公司、物资公司、服务公司、张家口蔚州矿业公司、张家口蔚州能源公司、内蒙古投资公司、新疆投资公司、加拿大投资公司等46个子（分）公司，拥有能源化工上市公司。

开滦肥煤、焦煤、1/3焦气煤等煤种齐全，主要供应冶金、焦化、发电等大企业。

除煤炭产品外，还经营机械制造、建筑安装、电力、焦化、新型建材、化工、矾土、运输、商贸等产业。

1993年，在全国质量万里行活动中，被评为中国百家优质产品企业；1997年，被中国质量管理协会全国用户委员会评为“用户满意服务企业”；多年来被河北省评为“重合同，守信用”和“市场质量无投诉”先进单位。

河北省煤炭分布概况河北地图：一、河北省煤炭资源分布概况：本省煤种在平面上呈带状分布,以平泉—涞源—线呈东北,西南方向分界;以北的张家口,承德地区煤气变质程度一般较低,煤种多为褐煤,长焰煤,不粘煤;以南的燕山南麓,太行山东麓及平原区,煤的变质程度一般较高,煤种从气煤到无烟煤.本区的煤以深成变质作用为主,另在侵入岩体附近,叠加了区域岩浆热变质作用而使煤化程度大大提高.二、河北省煤炭资源储量及煤质介绍：河北省煤炭资源丰富,煤的变质程度一般较高,煤种从气煤到无烟煤，煤种齐全,是我国炼焦煤主要产地之一.新中国成立以来,对全省晚古生代,中生代和新生代等不同煤系时代的130余个含煤地区,分别进行了大量的找煤和勘探,提交了200余件地质报告,截止1992年末全省累计探明总储量202.40亿吨. 三、河北省主要煤田情况一览四、河北省各个煤矿煤质特征分析、煤炭质量介绍四、河北省各个煤矿煤质特征分析、煤炭质量介绍煤田地区 煤质以及储量性能以及用途开滦煤田 是中国华北聚煤区著名的石炭二叠纪煤田，它位河北省东部，跨唐山、滦县、滦南、丰润、丰南等5市、县，平面呈北东向长条状，面积550平方公里。

盛产优质炼焦煤，以气煤和肥煤为主，为低-富灰、低-富硫煤，洗选后成为优良的炼焦用煤，其中肥煤约占保有储量的72%。

煤田由开滦矿务局负责煤炭开采，属石炭二叠纪煤系，含可采煤层9层，总厚16m 。

总储量73亿t ，1990年末保有储量41.5亿t 。

开滦矿区是中国炼焦洗精煤产量最多的矿区，供应鞍钢、本钢、首钢、宝钢、包钢等大钢厂，以及京、津、沪等市煤气焦化厂，并出口日本、朝鲜等地注：煤田水文地质条件较复杂，有五个主要含水层，水量丰富，尤以煤系下伏奥陶纪石灰岩的岩溶裂隙水对矿井威胁最大，曾多次发生突水及特大型突水灾害。

广宗煤田大部分位于河北省广宗县，少部分位于曲周县。

可采煤层为低～中灰、低～中高硫、中高～高挥发份、低磷、中～特高热值的气煤、气肥煤及1/3焦煤2010年底，“广宗勘查区”煤炭勘查该区-2000米以上煤炭预测储量约35亿吨，其中，-1200米至-1500m 资源量约为8亿吨。

第一章概述 (2)第一节井田地理位置、范围及交通 (2)第二节自然地理 (2)第二章矿井地质 (2)第一节地层 (2)第二节含煤地层 (3)一、含煤地层 (3)二、煤层对比及标志层 (4)第三节矿井构造 (5)一、区域构造概况 (5)二、矿井构造 (5)三、矿井构造发育规律 (7)第四节矿井地质条件分类 (7)一、矿井地质条件分类的必要性 (7)二、矿井地质条件分类评定基础 (8)三、矿井地质条件分类 (8)第三章煤层、煤质及有益矿产 (9)第一节含煤性 (9)第二节煤层 (9)一、煤层厚度及结构变化 (9)二、煤层间距 (11)第四章矿井水文地质 (11)第一节区域水文地质概况 (11)一、含水层段（岩组）划分 (12)二、区域岩溶地下水的补给、径流和排泄 (12)第二节矿井充水条件 (12)一、矿井的补给水源和含水层 (12)二、矿井的充水水源及补给条件 (13)三、多层充水含水层组内、外边界 (13)第三节矿井防治水 (14)一、矿井现有排、防水设施及主要防水安全措施的综合评价 (14)二、矿井断电后自动淹没时间 (14)三、其他一般性的防水措施 (15)第四节矿井涌水量及预计 (15)一、矿井涌水量 (15)二、矿井涌水形式及规律 (15)三、矿井涌水量预计 (15)第五节防止奥灰突水的条件分析 (16)一、突水条件 (16)二、评价方法 (16)三、奥陶系灰岩含水层对煤层开采的影响 (16)四、奥灰水的防治对策 (17)第六节水文地质类型 (17)一、水文地质类型评定基础 (17)二、水文地质类型 (18)第五章开采技术条件 (18)第一节开拓方式及煤层顶底板条件 (18)一、矿井开拓方式 (18)二、煤层顶底板条件 (19)第一章概述第一节井田地理位置、范围及交通钱家营井田位于河北省唐山市东南约15 km处，开平向斜的东南翼，以井田工业广场为中心，至京山铁路的唐山站和古冶站直线距离分别为14.5 km和16 km，距唐津、唐港高速公路入口8 km。

煤的14种分类煤是一种含碳量高的矿石，根据其含碳量、灰份含量、挥发分含量、硫含量等特征，可以将煤分为以下14种分类：1. 褐煤（Lignite）：褐煤含碳量较低，通常为20%至35%，具有较高的水分和灰份含量。

燃烧时产生的热值较低。

2. 亚褐煤（Sub-Bituminous Coal）：亚褐煤的含碳量稍高，通常为35%至45%，水分和灰份含量较低于褐煤，但仍较高。

热值较高于褐煤。

3. 可燃黑色页岩（Bituminous Coal）：可燃黑色页岩是最常见的煤种，含碳量为45%至86%，水分和灰份含量相对较低，热值较高。

4. 薄煤（Semi-Anthracite）：薄煤的含碳量较高，通常为70%至80%，水分和灰份含量较低。

热值较高。

5. 煤焦炭（Coke）：煤焦炭是一种通过高温热解处理而得到的煤制品，含碳量高达90%以上，水分和灰份含量极低。

用于冶金工业。

6. 煤矸石（Coal Gangue）：煤矸石是煤的一种附带矿石，主要由岩石、泥土和煤炭残渣组成。

7. 煤泥（Coal Slurry）：煤泥是煤的一种悬浮液体，由细碎煤和水混合而成。

8. 煤灰（Coal Ash）：煤灰是煤燃烧后残留下来的固体物质，主要由矿物质和无机物组成。

9. 煤炭焦油（Coal Tar）：煤炭焦油是煤焦炭炼制过程中产生的一种液体副产品，主要用于化工工业。

10. 煤气（Coal Gas）：煤气是通过煤的热解过程产生的一种气体燃料，主要由一氧化碳、氢气和甲烷组成。

11. 煤矿瓦斯（Coal Mine Gas）：煤矿瓦斯是在煤矿开采过程中释放出的一种气体，主要由甲烷组成。

12. 煤层气（Coalbed Methane）：煤层气是储存在煤矿煤层中的天然气，主要由甲烷组成。

13. 可燃冰（Methane Hydrate）：可燃冰是一种在深海沉积物中储存的天然气水合物，主要由甲烷组成，与煤有一定的关联。

14. 煤炭灰石（Coal Ash Stone）：煤炭灰石是经过煤矸石经过磨碎、烧结等工艺加工而成的人造石材，主要用于建筑和装饰。

2 东欢坨煤矿地质概况及CO赋存情况2.1地理概况开滦（集团）东欢坨矿井位于河北省丰润县境内韩城镇与新军屯镇之间，东距唐山市约15km。

矿井地处京山、京秦、唐遵线三条铁路包围之中，距京山线唐山火车站15km，胥各庄火车站12.5km，京秦线的丰润火车站25km，距秦岛港约150km，京唐港约70km。

矿井地理位置优越，交通十分便利。

矿井处于开平煤田车轴山向斜东北端，冲击平原地形，区内无山峦出露，地形平坦，东北高西南低，地面标高介于-123~+2m之间，坡度为1.6‰，无主要河流通过，仅在西北约5km处有一泥河，南端有一夏秋积水的“油葫芦泊”。

井田面积：52.1976平方公里。

可采煤层：矿井主要有煤层9个，四个主要开采煤层为8S、9S、11S、12S。

2.1.1 东欢坨矿地质构造特征本井田所在的车轴山向斜为一狭长的不对称向斜向轴方向N60E。

本区发育的地层主要有：煤系地层为石灰系及二迭系地层，煤系上覆盖层为第四系冲积层，煤系基底为奥陶系石灰岩，在煤系地层中发育有14个煤层，总厚度21m。

构造特征：总体构造为向斜构造，在其内发育有次级褶曲及断裂构造。

经过精查及三维地震勘探共发现较大的断层40条。

该井田的地质主要以断层为主，褶曲构造不甚发育；在精查及建井阶段尚未发现岩浆侵入及岩溶陷落柱发育，以此排除了矿井中火成岩存在导致CO赋存的现象。

如表2-1表2-1 断层特征表2.1.2 煤层构造特征及其规律1.煤8构造特征煤8是该矿的主采煤层，在中央采区和北一采区都很稳定，其厚度一般在3.0~3.3米，由于掘进巷道和采面对其揭露较多，所以地质资料比较全面。

目前两个采区内在8煤层共发现断层36条，而且全部为正断层，在煤8内由于煤层较厚，以及底板的粉砂岩较软和遇水膨胀，所以落差小于1米的断层没有明显的牵引特征，从而对采掘开拓工程造成影响较小，对于落差1.0～2.0范围内的断层有明显的牵引特征，产生上下两盘煤层变薄。

设计整体说明
本设计包括两部份：一样部份和专题部份。

一样部份是河北开滦集团荆各庄矿240万吨新井设计。

全篇共有十篇，依次是：矿区概述及井田地质特点，井田境遇及储量，矿井工作制度和设计生产能力，井田开拓，带区巷道的布置，采煤方法，井下运输，矿井提升，矿井通风与平安，矿井大体技术经济指标。

荆各庄矿位于河北省唐山市北偏东约13Km，距京山铁路开平车站10Km。

行政区域属唐山市开平区管辖。

交通十分方便，铁路：一条通往陡河电厂的专用线，并与吕陡线在井田交汇；另一条经马家沟矿业公司与京山线的开平站相联。

矿井浅部以煤层露头为界，深部至煤层-650米底板等高线。

平均走向长，倾斜长，面积。

依照地质资料，本矿井各煤层都属于氮气带，沼气和二氧化碳含量很低，均小于10 m3/t，属低瓦斯矿井。

2005年度瓦斯鉴定，矿井瓦斯绝对涌出量～3min，相对瓦斯涌出量～3t,为低瓦斯矿井。

可采煤层均有煤尘爆炸危险，煤尘爆炸指数一样为爆炸指数%～％。

各煤层都有自燃发火偏向，煤层自燃品级为Ⅱ.
该矿井设计年生产能力为240万吨，效劳年限为年。

采纳立井两水平开拓带区开采。

开采水平标高为-330和-490米。

矿井采纳单面倾斜长壁一次采全高全数垮落法综合机械化采煤法。

矿井布置一个综采面，工作面长度为290米。

煤采纳5t底卸式矿车运输。

矿井通风机工作方式为抽出式，矿井通风方式前期为中央并列式，后期为边界式通风。

专题部份为大采高综面液压支架适应性分析。

关键词：立井开拓；倾斜长壁俯斜采煤法；立井提升；综合机械化一次采全高。

开滦集团薄煤层成功开启智能化开采模式
佚名
【期刊名称】《中国煤炭》
【年(卷),期】2018(44)3
【摘要】开滦集团钱家营矿业公司于1988年12月份建成投产，2015年核定生产能力为570万t／a，有6个可采煤层，可采煤量6．38亿t。

该公司是开滦集团主力矿井，也是河北省第一大矿。

煤种属稀缺肥煤，素有“工业味精”之称。

【总页数】2页(P161-162)
【关键词】薄煤层;开采模式;智能化;矿业公司;生产能力;可采煤层;河北省;煤量【正文语种】中文
【中图分类】TD823.251
【相关文献】
1.开滦矿区薄煤层开采设备选型配套分析 [J], 李建民;孙继凯;章之燕
2.急倾角薄煤层采煤工作面实现无人开采——龙煤集团七台河矿业公司向阳矿首创大倾角薄煤层远程集中控制无人开采工作面纪实 [J], 刘永平
3.挺起“智时代”的滨湖脊梁——山东能源枣矿集团滨湖煤矿薄煤层智能化开采矿井建设纪实 [J], 张胜奎; 张方会
4.薄煤层开采技术在开滦唐山矿的应用 [J], 何军奇
5.薄煤层开采技术在开滦唐山矿的应用 [J], 何军奇
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第43卷 第1期华北理工大学学报(自然科学版)V o l .43 N o .12021年01月J o u r n a l o fN o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n )J a n .2021收稿日期:2020-08-14 修回日期:2020-11-14基金项目:国家自然科学基金(51504077)㊂ 第一作者:张九零,男,博士,副教授,研究方向:矿山安全,矿井火灾防治㊂ 通讯作者:王苗苗,女,硕士研究生,研究方向:矿山安全,矿井火灾防治㊂ D O I :10.3969/j .i s s n .2095-2716.2021.01.007文章编号:2095-2716(2021)01-0039-07开滦矿区瓦斯地质单元划分张九零,王苗苗,朱定(华北理工大学矿业工程学院,河北唐山063210)关键词:地质构造;瓦斯地质;单元划分;开滦矿区;瓦斯赋存摘 要:为揭示开滦矿区瓦斯赋存分布规律,根据开滦矿区的范各庄㊁林西矿㊁吕家坨㊁东欢坨㊁钱家营㊁唐山矿6个生产矿井地质构造分布特征,将其各个生产矿井划分各自对应瓦斯地质单元㊂研究开滦矿区地质构造㊁岩浆情况㊁水文地质条件㊁煤层埋藏深度等因素对瓦斯赋存影响㊂结果表明,开滦矿区煤层瓦斯主要受地质构造因素影响,因此以地质构造为主要依据对开滦矿区进行瓦斯地质单元划分㊂中图分类号:T D 712 文献标识码:A瓦斯伴随着煤的产生而产生并赋存在煤中,由于后期地质运动,煤层将会发生褶曲㊁断裂㊁倾斜㊁翻转等地质变化,由于岩浆㊁埋藏深度㊁水文条件㊁断层等因素影响,煤中瓦斯含量分布不均匀,给开采工作带来巨大安全隐患[1,2]㊂研究瓦斯地质单元有利于对不同区域瓦斯进行分级管理,保障煤矿的安全开采㊂1开滦矿区地质条件1.1 开滦矿区地质概况开滦矿区主要地质构造有开平向斜㊁蓟玉向斜和车轴山向斜[3]㊂矿区历史上经历多次构造演化作用,因此矿区内断层以及褶皱发育较为密集[4]㊂矿区多个煤层复杂多变,煤层倾角及煤层厚度变化较大,由于构造演化导致不同区域地质拉张与挤压作用,导致煤层产生包括倾斜煤层甚至倒转煤层,且地层随着多年来的沉积作用以及构造演化导致矿区煤层厚度不均匀,既有薄煤层,也有厚煤层甚至特厚煤层[5]㊂矿区主要生产矿井包括东欢坨矿㊁唐山矿㊁林西矿㊁吕家坨矿㊁范各庄矿和钱家营矿,各矿井田相对位置如图1所示㊂图1 开平向斜转折构造[1]04华北理工大学学报(自然科学版)第43卷1.2区域地质构造特征燕山运动导致地质挤压作用严重,开平向斜伴随产生,整体向斜岩层走向呈北东向,由于构造运动影响,向斜西北翼岩层倾角过大,直到倒转,且伴随发育大量断层及褶曲,断层间往往伴随多个小断层及褶曲构造,构造复杂多变;向斜东南翼岩层倾角较为平缓,以褶皱构造为主,伴随张性断裂及张扭性断裂发育,并与压扭性断裂直交,横切地层走向,导致煤层倾角小于断层倾角,断层两盘落差较大㊂2瓦斯地质单元划分煤层㊁煤质㊁岩浆㊁水文㊁地质构造等因素对开滦矿区瓦斯赋存的影响,以地质构造为主要依据对开滦矿区每个矿以一个主要生产煤层进行地质单元划分㊂2.1范各庄瓦斯地质单元划分范各庄矿[6]井田位于开平向斜东南翼,地层倾角较小,煤层整体埋深自东到西逐渐增大,整体瓦斯赋存随煤层埋深呈分区分带特点㊂井田总体地质构造较为复杂,同时局部构造特点相差较大,由南到北可以划分为3个不同的地质构造区㊂南区以范各庄向斜为主的褶曲构造以及发育有大型断层为主要构造,向斜由于自身走向特点,向斜轴向形成2个盆地结构,井田南部边缘断裂构造十分发育,向斜发育以及断层发育导致局部瓦斯赋存特点产生较大的变化㊂中区构造相对简单,地层倾角较小,但中部发育有一条近南北走向的大型正断层F0断层把井田分为东西两部分㊂北区褶曲构造发育,主要为开平向斜轴在该区域发生偏转派生出一些褶皱构造,褶皱构造轴部由于地质运动挤压发育有一些中小断层,且区域内水文地质条件十分复杂,对局部瓦斯赋存特点影响很大㊂根据矿井地质构造情况及瓦斯赋存特性,将范各庄矿5煤层划分为5个瓦斯地质单元,划分结果如图2所示㊂图2范各庄矿5煤层瓦斯地质单元划分图图2范各庄矿5煤层瓦斯地质单元划分图地质单元Ⅰ位于井田北部区域㊂单元内地质构造较复杂,以塔坨向斜为主的褶皱构造尤为发育,且向斜轴部伴随发育有一些小型断层㊂单元内揭露有多个岩溶陷落柱且水文地质条件十分复杂,单元内局部瓦斯赋存状况受复杂的地质条件控制㊂地质单元Ⅱ位于中部地区且位于F0断层以东区域㊂该单元地质构造较为简单,地层走向变化不大且地层倾角较小㊂单元内煤层埋深自东到西逐渐增大,但总体煤体埋深较小,整体瓦斯含量较低,该单元为各煤层主要采煤区域㊂地质单元Ⅲ位于井田南部区域且位于F0断层以东,该单元煤层整体埋深较小㊂单元内地质构造较为复杂,褶皱构造以及派生的断裂构造尤为发育,断层基本为正断层,有利于瓦斯逸散㊂地质单元Ⅳ位于中部地区且位于F0断层以西区域㊂该单元地质构造简单,且地层倾角较小,但整体煤层埋深较大,总体瓦斯含量较Ⅱ单元大㊂单元内7煤层基本可开采,其它煤层只有局部可采或者不可开采㊂地质单元Ⅴ位于井田南部区域且位于F 0断层以西,单元地质构造十分复杂,主要褶皱构造为毕各庄向斜,该向斜由于轴部特殊偏移导致单元内形成了一个盆地,盆地底部区域容易积聚大量瓦斯㊂单元内发育有多条大型断层,且在井田南部边界形成断层带,对煤体结构及瓦斯赋存影响很大,且该单元煤体开采难度较大,各煤层基本不可采㊂2.2 林西矿瓦斯地质单元划分林西矿[7]位于开平向斜东南翼,煤层西高东低,整体地层走势较为平缓,煤层的走向有一定变化㊂井田内地质构造较为复杂,其中褶皱构造尤为发育,井田内由北到南发育有开平向斜以及杜军庄背斜,走向基本呈东西向㊂断裂构造以F 1正断层为主,局部还发育一些中小断层,对于煤田瓦斯赋存状态造成影响㊂煤田部分区域被岩浆岩侵入,形成岩墙㊂井田瓦斯赋存特性主要受地质构造以及煤层埋深影响㊂对林西矿目前开采的12号煤层进行地质单元划分,主要依据为地质构造结构对瓦斯赋存特点的影响,划分结果如图3所示㊂图3 林西矿12煤层瓦斯地质单元划分图地质单元Ⅰ位于煤层南部区域,单元内煤层埋深西高东低,且落差很大,最大落差可达1000m ,造成瓦斯含量呈现西高东低状态㊂单元内褶皱构造发育,以东西走向的杜军庄背斜为代表,该区域内巷道多分布于背斜两翼,增加了巷道布置和采煤难度㊂单元内东部地区岩浆岩侵入,在煤体形成岩墙,侵入地区由于岩浆的高温变质作用,导致煤体生成大量瓦斯㊂由于该区域褶皱构造较其它区域发育,故将该区域划为一个单元㊂地质单元Ⅱ位于井田中部地区,该单元煤层埋深水平东低西高,落差较大,但整体煤层倾角较为平缓㊂单元内地质构造相对简单,有2条岩浆岩侵入煤体形成的岩墙,侵入部分造成瓦斯聚集能力增强㊂单元北部以F 1断层为界,与Ⅲ单元相隔,由于断层落差较大,造成断层两盘地质因素差异较大,该区域内小型正断层极其发育有利于瓦斯逃逸,瓦斯含量较低㊂因此将F 1断层划定为划分单元的界限㊂地质单元Ⅲ位于井田北部区域,埋藏较深,该单元由于F 1断层阻断作用,有利于瓦斯保存,且井田边界位于开平向斜轴部地区,瓦斯含量高,煤层走向较Ⅱ单元变化较大㊂单元内采区巷道工程布置较少,煤层局部可采㊂2.3 吕家坨矿瓦斯地质单元划分吕家坨矿[8]位于开平向斜东南翼,与林西矿㊁范各庄矿相邻㊂井田地板倾角较小,煤体埋深总体来看由东到西逐渐增大,局部地区由于地质运动导致地板挤压造成埋深增加㊂矿井地质构造复杂,褶皱构造发育较14 第1期 张九零,等:开滦矿区瓦斯地质单元划分多,主体构造为近东西走向的吕家坨背斜,另外发育有范各庄向斜㊁范各庄背斜及范各庄复向斜㊂由于主体地质构造的伸展作用,断层发育较多,且多为正断层,岩浆岩沿吕家坨背斜轴部断裂带侵入多个煤层,形成岩床,造成局部地区瓦斯含量增大㊂根据矿井地质构造情况对瓦斯赋存特性的影响,将吕家坨12煤层划分为4个瓦斯地质单元,划分结果如图4所示㊂图4 吕家坨矿12煤层地质单元划分图地质单元Ⅰ位于井田西北部,该单元内煤层整体埋深较深,且瓦斯含量随埋深变化呈正相关的关系㊂单元内地质构造较复杂,吕家坨背斜贯穿其中,由于地质作用力学性质主要表现为张力,故背斜轴部地区派生出了多条张性正断层,故背斜轴部地区有利于瓦斯逸散㊂岩浆岩沿张性断层侵入煤体,形成岩床,其中12煤层被侵入面积最大,岩浆侵入地区导致煤体变质作用增强,产生大量瓦斯,瓦斯涌出量相应增大㊂地质单元Ⅱ位于井田东北部,该单元内煤层整体埋深较浅,受埋深影响,煤层整体瓦斯含量较小㊂单元内地质构造为吕家坨背斜以及背斜轴部派生的小型断层,断层多为高角度正断层,十分有利于瓦斯逸散,故该单元瓦斯含量较低㊂地质单元Ⅲ位于井田西南部,该单元内煤层整体埋深较深,瓦斯含量因埋深影响偏大㊂地质构造以发育的多条小型断裂为主,瓦斯含量较高㊂地质单元Ⅳ位于井田东南部,单元内地质构造十分复杂,毕各庄向斜㊁范各庄背斜及范各庄复向斜发育其中,主体为毕各庄向斜,由于向斜是地质挤压作用产生,导致向斜轴部地区地板下沉较多,且形成了致密的顶板,因而轴部瓦斯极易积聚,导致瓦斯含量及瓦斯压力偏大㊂2.4 东欢坨矿瓦斯地质单元划分东欢坨矿[9]位于开平向斜西北翼的西侧,井田主要采区位于走向为北东东到南西西方向的车轴山向斜东南翼㊂井田总体地层走势较为平缓,褶曲发育较少,且断裂发育大型断层较少,中小型断层较为发育,断层是由于地质挤压造成,断层走向多数与车轴山向斜相同大致呈南北走向,矿区北部有一个大的F 2断层,主要开采区处于矿区东南部分㊂根据煤层埋深对瓦斯赋存的相关影响,并以矿井生产水平及地质构造为依据对东欢坨8煤层划分为6个瓦斯地质单元㊂划分结果如图5所示㊂24 华北理工大学学报(自然科学版) 第43卷图5 东欢坨矿8煤层地质单元划分图 地质单元Ⅰ位于井田浅区北部,该单元地质构造较为复杂,主要构造为车轴山向斜,向斜轴部地区,由于强烈的地质挤压作用,派生了多条断层且伴随煤体遭到破坏,进而导致瓦斯大量逸散,向斜轴部区域瓦斯含量偏小㊂单元内发育有多条小型断层,断层交面处造成大量瓦斯散失㊂该单元南端以F 2断层为界与单元Ⅱ相隔,该单元内总体瓦斯含量较小㊂地质单元Ⅱ位于井田浅区中部,该单元位于车轴山东南翼且距离向斜轴部较远,地层较为平缓,且断层发育较少㊂该单元煤层总体埋深较小,瓦斯含量较小且单元内变化不大,该单元为各煤层主要采煤区域㊂地质单元Ⅲ位于井田浅区南部,该单元地质构造较为简单,煤层埋深较浅㊂目前各煤层基本没有在此单元布置工作面㊂地质单元Ⅳ位于井田中区,该单元内整体地板倾角小且煤层走向稳定,该单元内各煤层都有多个采面可稳定采煤㊂地质单元Ⅴ位于井田深区,单元内煤层埋深普遍较大㊂地质构造复杂,车轴山向斜两翼煤层走向变化较大㊂该单元基本无采区布置㊂地质单元Ⅵ位于井田深区南部,煤层埋深较深,瓦斯含量总体与煤埋深呈正相关㊂单元构造复杂,受断层影响,煤层走向变化较大,导致局部瓦斯含量变化较大㊂单元目前无采煤工作面㊂2.5 钱家营矿瓦斯地质单元划分钱家营矿[10]井田位于开平向斜东南翼,井田整体地形走势呈东北高㊁西南低的状态㊂紧邻范各庄矿和吕家坨矿,井田内东西两翼地层地质构造差别较大,东北部区域发育有一条主要走向为东西向的南阳庄背斜,背斜两侧煤层地形坡度变化较大,且褶皱轴部地区伴随发育一些断层,矿区东部处于南阳庄背斜轴部地区,有利于瓦斯扩散,且褶皱轴部地区伴随发育一些断层,井田东翼发育有多条大中型断层,对瓦斯赋存有很大影响,东部瓦斯含量较小无突出危险㊂煤田中部岩浆岩进入部分煤体,对煤体与瓦斯的作用明显㊂并且中部由于构造挤压作用产生了小型逆断层,造成瓦斯大量积聚,中部采区为主要瓦斯突出危险监测区,矿井现在有18个采区,3个生产水平,根据标高-850的第二水平将矿井分为深部采区及浅部采区,并将该矿井5煤层以地质构造为依据分为3个地质单元,单元划分结果如图6所示㊂地质单元Ⅰ位于井田东部,该单元包括一采区㊁二采区㊁三采区㊁四采区㊁十采区以及十一采区㊂该单元褶皱构造和断裂构造十分复杂,主要褶皱构造为南阳庄背斜,背斜轴部区域由于张性裂隙发育,有利于瓦斯散失㊂目前东部主要可采区域集中在背斜两侧,由于应力对地层影响,两侧煤层走向产生较大变化㊂由于地质运动影响,褶皱发育同时伴随着断裂发育,背斜轴部区域由于地质运动的拉张作用,派生多条断层,对煤体破坏严重,增大了该区域的采煤难度㊂由于该单元煤体埋深整体较小,且地质构造利于瓦斯逸散,故该单元瓦斯含量较低㊂该单元内为各煤层主采区域㊂34 第1期 张九零,等:开滦矿区瓦斯地质单元划分44华北理工大学学报(自然科学版)第43卷地质单元Ⅱ位于井田浅区中部,该单元包括五采区㊁六采区㊁七采区㊁八采区4个采区,以及十六采区等多个采区㊂该单元地质构造较多,煤层沉积较稳定,由于挤压地质作用,有大量小型逆断层,造成瓦斯含量较高,煤层埋深较浅且煤层倾角不大,八采区有岩浆岩侵入,侵入区瓦斯涌出量偏高,该单元整体瓦斯含量较高㊂地质单元Ⅲ位于井田浅区西部,包括九采区和十三采区,该地区构造较简单,目前单元内无采煤工作㊂图6钱家营矿5煤层地质单元划分图2.6唐山矿瓦斯地质单元划分唐山矿井田位于开平向斜西北翼,由于该翼地层受到强烈地质挤压作用,造成该区域地层倾角过大,且由于地质挤压伴生褶曲以及断裂构造特别发育㊂唐山矿井田受到地质构造运动影响较大,因而井田内构造复杂程度特别高,井田东南部发育有作为井田主体构造的胥各庄向斜以及岳各庄波折褶曲地带㊂地质挤压导致地板破碎,井田发育很多大型断层以及中小型断层较为密布,断层属性多为压性或者是压扭性逆断层,断层对瓦斯横纵向运移起到阻挡作用㊂唐山矿已开采一百多年,主要开采煤层包括五煤层㊁八煤层以及九煤层,目前多数采区早已开采完毕,针对九煤层以褶曲断裂构造及上覆地层厚度为依据,对矿井进行单元划分,划分结果如图7所示㊂图7唐山矿九煤层地质单元划分图地质单元Ⅰ作为矿井新开拓的区域,其受地质波折构造影响,区内采煤难度相对增大,而且该单元内瓦斯含量与其它区域相比明显较大,尤其岳各庄褶皱轴部地带由于构造的封盖作用瓦斯含量极大,该单元内测得瓦斯涌出量随波折变化呈现轴部高㊁两翼低的特点㊂地质单元Ⅱ同样作为最新开拓的区域,目前开掘的采区较少,且开掘的难度较大㊂由于主体褶皱构造在此发生偏转,且该区位于褶皱轴部,该区瓦斯赋存受构造因素影响较大,该区煤层上覆地层厚度极大,区内瓦斯含量丰富,且瓦斯涌出量受构造影响普遍偏大㊂地质单元Ⅲ煤体上覆地层厚度较小,煤层整体埋藏深度与另两个单元相比较浅,该区内煤体结构受地质挤压破坏较小,该处实测瓦斯涌出量较其它区域低㊂由于该处地形较为舒缓,有利于瓦斯散失,瓦斯含量数据实测结果也较小㊂3结论(1)开滦矿区主要是开平向斜和车轴山向斜为主要地质构造,开平向斜呈北东向,西北翼倾角大,断层多㊁地质构造复杂,瓦斯含量高的矿区主要是在唐山矿㊂开平向斜东南翼角度以缓褶皱构造为主,伴随张性断裂及张扭性断裂发育,瓦斯含量较低,主要分布有林西矿㊁吕家坨矿㊁范各庄矿以及钱家营矿㊂(2)以地质构造分布特征为主要依据,将范各庄㊁林西矿㊁吕家坨矿㊁东欢坨矿㊁钱家营矿㊁唐山矿分别划分为5个㊁3个㊁4个㊁6个㊁3个㊁3个瓦斯地质单元㊂参考文献:[1] 王猛,朱炎铭,陈尚斌,等.构造逐级控制模式下开滦矿区瓦斯分布[J ].采矿与安全工程学报,2012,29(6):899-904.[2] 王璐明,崔洪庆,钟福平,等.丁集矿11-2煤层瓦斯赋存规律及瓦斯地质单元划分[J ].煤矿安全,2015,46(11):156-159.[3] 王怀勐.水城矿区瓦斯地质规律与瓦斯分布特征[J ].煤炭技术,2018,37(11):222-224.[4] 李恒乐.祁东矿瓦斯地质规律和瓦斯地质单元划分研究[D ].焦作:河南理工大学,2012.[5] 吕闰生.陶二矿2煤层瓦斯地质单元划分及赋存特征[J ].煤炭科学技术,2012,40(8):43-46.[6] 刘鹏,张军建.构造逐级控制下范各庄矿瓦斯赋存特征研究[J ].煤炭技术,2016,35(6):147-149.[7] 于文龙,冯光俊.林西矿构造特征及对瓦斯赋存的影响[J ].煤炭技术,2017,36(7):190-192.[8] 胡璐宇,朱炎铭,张军建.吕家坨矿瓦斯地质控制因素分析[J ].煤矿安全,2016,47(6):182-185.[9] 王国华,冯光俊,刘刚,等.东欢坨矿瓦斯地质特征及其控制因素分析[J ].煤矿安全,2017,48(2):149-152.[10] 张嘉勇,庞飞,周凤增,等.钱家营矿煤与瓦斯突出关键因素分析[J ].中国矿业,2018,27(2):107-111.D i v i s i o no fG a sG e o l o g i c a lU n i t s i nK a i l u a n M i n i n g Ar e a Z H A N GJ i u -l i n g ,WA N G M i a o -m i a o ,Z HU D i n g(C o l l e g e o fM i n i n g E n g i n e e r i n g ,N o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,T a n g s h a nH e i b e i 063210,C h i n a )K e y w o r d s :g e o l o g i c a l s t r u c t u r e ;g a s g e o l o g y ;u n i t d i v i s i o n ;K a i l u a n M i n i n g A r e a ;g a s o c c u r r e n c e A b s t r a c t :I no r d e rt od i s c o v e rt h e g a so c c u r r e n c ec h a r a c t e r i s t i c so fK a i l u a n M i n i n g A r e a ,t h e g e o l o g i c a l s t r u c t u r e ,m a g m a t i c c o n d i t i o n s ,h y d r o g e o l o g y o f F a n g e z h u a n g M i n e ,L i n x i M i n e ,L u j i a t u o M i n e ,D o n g h u a n t u oM i n e ,Q i a n j i a y i n g M i n e a n dT a n g s h a nM i n e i nK a i l u a nM i n i n g A r e aw e r e s t u d i e d .T h e e f f e c t o f g e o l o g i c a l s t r u c t u r e ,m a g m a t i o n ,h y d r o g e o l o g y c o n d i t i o n s ,c o a l s e a mb u r i a l d e p t hn d f a c t o r s o n t h e g a s o c c u r r e n c ew e r e s t u d i e d .T h e r e s e a r c h r e s u l t s h o w s t h a t t h e c o a l s e a m g a s i n t h eK a i l u a n M i n i n g A e r a i s m a i n l y a f f e c t e db y g e o l o g i c a l s t r u c t u r a l f a c t o r s .T h e r e f o r e ,t h e g a s g e o l o g i c a l u n i t i s d i v i d e d i n t h eK a i l u a n M i n i n g A e r ab a s e do n g e o l o g i c a l s t r u c t u r e .54 第1期 张九零,等:开滦矿区瓦斯地质单元划分。