瓦斯地质理论培训课件

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1、,瓦斯地质理论,瓦斯地质理论早期创始人：杨力生教授,前国家主席江泽民观看中国煤层瓦斯地质图,国家煤矿安全监察局局长王显政到瓦斯地质研究所指导工作,瓦斯地质理论,瓦斯地质发展简史1960年，焦西矿开发井田深部地质构造复杂的西冀,1964年10月，原煤炭部安监司指示：“应在原有基础上，使它成为经常性的定期瓦斯预报”1978年，瓦斯地质专业学术讨论会，“瓦斯地质”概念得以确立1979年，“湘、赣、豫煤和瓦斯突出带地质构造特征”,瓦斯地质发展简史,瓦斯地质发展简史,1982年，“全国煤矿瓦斯地质编图”编制了25套省(区)瓦斯地质图125套矿区瓦斯地质图500余套矿井瓦斯地质图开办了两届瓦斯地质研究生班

2、。,瓦斯地质发展简史,1983年,原煤炭部颁发关于加强瓦斯地质工作的通知1985年，中国煤炭学会批准成立瓦斯地质专业委员会，专委会创办了瓦斯地质期刊1990年，1：200万中国煤层瓦斯地质图,瓦斯地质发展简史,1994年，煤炭部批准成立“焦作矿业学院瓦斯地质研究所”1994年，煤矿安全规程第181条规定：“及时编制矿井瓦斯地质图”。2005年，国家发改委出台的煤矿瓦斯治理与利用总体方案中明确指出：“及时编制矿区、矿井、采区采面三级瓦斯地质图，加强瓦斯地质规律研究”。,瓦斯地质发展简史,国家科技重大专项研究课题“全国重点煤矿区瓦斯赋存分布规律和控制因素”58个重点矿区的矿井、矿区瓦斯地质图28个

3、省（区）煤矿瓦斯地质图1：250万中国煤矿瓦斯地质图的编制。,瓦斯地质学,瓦斯的形成和运移,瓦斯赋存的地质条件,煤与瓦斯突出的地质条件,瓦斯危险预测,瓦斯含量预测瓦斯涌出量预测瓦斯突出预测,瓦斯地质研究内容,瓦斯地质观点,(1)煤层瓦斯和瓦斯突出分布是不均衡的，具有分区分带的特点在全国的不同省(区)，同一省(区)的不同煤田，同一煤田的不同井田，同一井田的不同煤层及同一煤层的不同块段内，煤层瓦斯含量、矿井瓦斯涌出量和瓦斯等级、煤层突出危险性和突出严重程度存在显著差异全国煤矿瓦斯分布势态总体上表现有东高、西低、南高、北低的格局,瓦斯地质观点,(2)地质条件是影响瓦斯赋存的主要因素含煤岩系的沉积环境

4、及其演化煤盆地所处的大地构造位置及其构造特征区域构造演化煤化作用的程度等,瓦斯地质观点,(2)地质条件是影响突出分布的主要因素地质构造及组合煤层围岩及边界条件煤厚大小及其变化煤的结构及显微组成煤的破坏类型及性能煤层埋藏深度,（3）地质构造是控制突出发生主导地质因素断层附近突出分布规律煤岩层产状及其变化褶皱紧闭程度，复杂程度煤层褶皱幅度、强度层间滑动和层间褶皱的发育程度一般褶皱轴部的突出危险性大于翼部,瓦斯地质观点,煤与瓦斯突出危险带地质构造类型图示（据焦作矿业学院瓦斯地质课题组）,瓦斯地质观点,（4）构造煤对瓦斯突出控制,（5）瓦斯地质规律与瓦斯预测,煤层瓦斯含量高是突出发生基础；煤体结构破坏

5、是瓦斯突出必要条件；构造应力相对集中的地带是瓦斯突出发生的主要位置；压性、压扭性构造是发生煤与瓦斯突出的有利地带。,瓦斯地质观点,中国煤层高瓦斯区域分布规律,（1）以深成煤化作用为主的中、高变质烟煤、无烟煤带，又是地层连续沉积的拗陷带，控制了煤层高瓦斯赋存、高瓦斯涌出量分布区、分布带。属于这种类型的有山西沁水盆地石炭二叠纪煤层；鄂尔多斯盆地东缘石炭二叠纪煤层；东北松嫩盆地晚侏罗早白垩世煤层；四川盆地龙潭组和须家河组煤层；川南、黔西（六盘水等地）滇东龙潭组煤层；湘中、湘南测水组和龙潭组煤层。（2）以深成煤化作用为主的中、高变质烟煤、无烟煤带，构造上以挤压作用为主，控制了煤层高瓦斯赋存，高瓦斯涌出

6、量分布带。属于这种类型的有太行山东麓山西组煤层，如焦作、鹤壁、安阳等煤田，阳泉煤田也属于此类；豫西平顶山、宜洛、荥巩等煤田的山西组、下石盒子组煤层；淮南煤田二叠纪煤层等。,（3）以岩浆热变质煤化作用为主的中、高变质烟煤、无烟煤带（超高变质无烟煤除外），构造上以挤压、褶皱、逆冲推覆为主，控制了煤层高瓦斯赋存、高瓦斯涌出量分布带。属于这种类型的有华北板块北缘隆起带早、中侏罗世煤层，由西至东包头、下花园、北票等矿区；东北地区鸡西、双鸭山等煤田晚侏罗早白垩世煤层；华南地区萍乡乐平一带的安源组煤层；粤北南岭等矿区的艮口群煤层。,中国煤层高瓦斯区域分布规律,（4）以含有多层油页岩为特征的早第三纪煤层，分别

7、有东北地区抚顺、梅河口早第三纪煤层；华南地区茂名煤田、百色煤田早第三纪煤层。（5）以含有油气涌出为特征的矿区，鄂尔多斯盆地南部焦坪等矿区早、中侏罗世煤层。,中国煤层高瓦斯区域分布规律,（1）以强风化剥蚀作用为主控制的煤层低瓦斯赋存、低瓦斯涌出量分布区、分布带。属于这种类型的有鲁淮断隆控制的山东、苏北石炭二叠纪煤层低瓦斯分布区，石炭二叠纪煤层形成后，隆起的早、隆起的时间长，瓦斯大量释放；东北地区大兴安岭隆起带晚侏罗早白垩世煤层，煤层形成不久大兴安岭隆起，煤化程度低，距地表浅；西北地区早、中侏罗世煤层，大范围的低瓦斯涌出矿井，与中、新生代以来受印度板块快速北进，青藏及其一系列山系隆起引起的煤层距地

8、表浅、遭受强风化剥蚀作用有关。华北板块靠近北缘隆起带的石炭二叠纪煤层，如内蒙准格尔等煤田也属于此类型。,中国煤层低瓦斯区域分布规律,（2）以拉张活动为主控制的煤层低瓦斯赋存、低瓦斯涌出分布区、分布带。属于这种类型的有下辽河华北盆地石炭二叠纪煤层；汾渭盆地石炭二叠纪煤层等。（3）以浅海碳酸盐岩相沉积为主的石炭二叠纪煤层，由于含煤地层中岩溶裂隙发育，致使煤层瓦斯大量逸散，控制了煤层的低瓦斯赋存和低瓦斯涌出。属于这种类型的最典型的是广西合山等煤田的合山组煤层；黔东、湘西、鄂西南等地的吴家坪组煤层；华北地区有关煤田中的太原组煤层的低瓦斯赋存、低瓦斯涌出，也是此因。,中国煤层低瓦斯区域分布规律,（4）超

9、高变质无烟煤低瓦斯带。属于这种类型的有华北地区京西煤田；华南地区闽西、粤东等地高阶无烟煤。（5）晚第三纪、早第三纪褐煤低瓦斯赋存、低瓦斯涌出分布带。属于这种类型的有滇西新第三纪褐煤；广西南宁、扶绥、明江等地老第三纪褐煤；东北地区沈北等煤田老第三纪褐煤，依兰煤田老第三纪长焰煤等,中国煤层低瓦斯区域分布规律,（）太行山造山带东缘高突出瓦斯带：安阳、鹤壁、焦作矿区等；（）豫西强变形“三软”煤层高突出瓦斯带：禹州、汝州、新密、登封、荥巩、偃龙、陕渑义马、新安、宜洛矿区等；（）秦岭造山带北缘逆冲推覆构造系高突出瓦斯带：平顶山矿区、确山煤田和周口预测区；（）鲁西南豫东断隆低瓦斯带：永夏矿区。,河南省煤层瓦

10、斯区域分布规律,编制煤矿三级瓦斯地质图,矿区瓦斯地质图,矿井瓦斯地质图,采掘工作面瓦斯地质图,平顶山十矿己15煤层瓦斯地质图,平顶山八矿戊9-1012121工作面瓦斯地质图,湖南省资江矿业有限公司“68”特大煤与瓦斯突出事故调查情况通报,2005年6月8日，湖南省资江矿业有限公司（预名，下同）发生一起煤与瓦斯突出事故，造成22人死亡，直接经济损失1100.3万元。,事故发生后，国家安全生产监督管理总局、湖南省委、省政府领导极为重视，李毅中局长、杨正午书记、周伯华省长立即作出重要批示；湖南省人民政府许云昭副省长率省政府有关部门领导迅速赶赴事故现场指导抢救工作；娄底市蔡力峰书记、刘云柱市长和冷水江

11、市谢志雄书记、刘小龙市长等两市市委、市政府领导迅即组织有关部门开展事故抢险和善后处理工作。,依照国家有关法律法规，并报湖南省人民政府同意，6月14日成立了以湖南煤矿安全监察局副局长严寅初任组长，娄底市人民政府副市长王善明、湖南省监察厅监察专员虢国华、湖南煤矿安全监察局副总工程师黄加训为副组长，湖南煤矿安全监察局、省监察厅、省检察院、省公安厅、省总工会、省国土资源厅、省煤炭局和娄底市人民政府及相关部门参加的资江矿业有限公司“68”煤与瓦斯突出事故联合调查组。联合调查组聘请了四名专家协助事故调查。,一、事故概况事故单位：湖南省资江矿业有限公司。企业性质：私营企业。事故时间：2005年6月8日10时

12、56分。事故地点：303采区-200水平四石门（以下简称四石门）。事故类别：煤与瓦斯突出事故。事故性质：责任事故。事故伤亡情况：死亡22人。直接经济损失：1100.3万元。,二、事故单位概况矿井基本情况湖南省资江矿业有限公司地处冷水江市，隶属湖南辉鹏投资有限公司（私营企业、法人代表邓建辉），原为娄底市市属国有煤矿，2005年元月26日改制，2月19日资产交割。改制前矿井依法取得了“四证”，改制后矿井未办理好证照变更手续，矿井没有取得安全生产许可证。国家煤矿安全监察局2005年第3号公告确定，该矿为不具备安全生产条件的D类矿井，2005年4月8日、4月29日湖南煤矿安全监察局娄底监察分局、泠水江

13、安监局分别责令该矿停产整顿，但资江矿业有限公司一直在违法组织生产。,从1975年有记载以来，全井共发生突出283次，其中突出煤量超过1000吨的有6次，最大一次达4000吨。矿井绝对瓦斯涌出量16.85m3min，相对瓦斯涌出量39.97m3t。属煤与瓦斯突出矿井。矿井水文地质条件属中等类型，煤尘无爆炸危险，煤层不易自燃。,矿井安装了KJ75安全监测系统，但井下甲烷传感器配备不足，四石门揭煤工作面和回风巷没有配备甲烷传感器。矿井没有进行瓦斯抽放。,矿井采用斜井多水平开拓方式，设计为三个水平开采，第一、二水平已开采完毕；第三水平为现生产水平，水平大巷标高为-200米，目前有303、305两个生产

14、采区，307一个开拓采区。矿井采用中央边界式通风，有2个进风井、1个回风井，风井安装二台轴流式通风机。矿井总进风量为2786m3/min，总回风量为2814m3/min。,事故地点概况事故发生在303采区-200米水平四石门。303采区可采煤层4层（、煤），煤不可采。煤层倾角平均220。区内小断层、小褶皱发育。采区有一个回采、三个掘进和三个维修工作面。采区有两路进风，一路来自主平硐，一路来自箕斗井，总进风量为1195m3/min。采区内布置了轨道上山、皮带上山和回风上山三条底板岩石上山。四石门局部通风机（11KW）安装在-200米水平大巷（进风巷），乏风直接进入回风上山。四石门进风侧构筑了两道

15、正反向风门，外侧反向风门为双叶门结构，质量不符合规定要求。四石门开门口设有避灾硐室。,-200米水平四石门设计长203米，经过石磴子灰岩87米进入煤系地层，预计将先后揭开、各煤层。原资江煤矿编制了四石门揭煤专门设计和303四石门大孔径探煤安全技术措施，设计规定采用大孔径探煤，布孔2个，钻孔孔深分两步进行，第一步先打到煤底板，第二步打到煤顶板。,巷道施工进入煤系地层后，三次施钻长探。第一次孔深18米，未见煤，掘进12.7米进行第二次长探；第二次孔深20米，于8.5米处见煤，煤厚0.1米，掘进3米后进行第三次长探；第三次孔深8.1米，于4米处见煤，因卡钻未再布孔长探。5月26日编制了探煤补充措施，

16、采取探3.5米，掘1.0米的短探措施。第三次长探后，允许掘进5米，但实际掘进9.0米。至事故发生时止，巷道已过煤，全断面进入煤底板法线距离3.9米（煤与煤的法线距离为5至10米）。,巷道进入煤系地层后，顶板出现松软破碎。6月7日早班（8001600）放炮后，垮落近50车矸子（正常12车矸子），其中还有油土（表明已接近煤层），工作面和回风流中瓦斯浓度超限（分别为3.0%和1.8%），并听到当头频繁的煤炮声。中班（16002400）出矸15车，晚班（次日000800）出矸20车。作业人员在出矸过程中不断听到煤炮声。,三、事故发生经过及抢救情况6月7日下午6时，资江矿业有限公司总经理苏继逵主持开会专

17、题研究四石门揭煤安全问题，会上总工程师李寿石和安全副总经理曾卫星提出停止当头作业，关闭反向风门，但苏继逵没有采纳，仍安排了6月7日晚班和6月8日早班的作业，并派经营副总经理黄祖德、总工程师李寿石、安全副总经理曾卫星、生产副总经理罗建松于6月8日早班现场处理。,6月8日早班，全矿共252人下井,其中四石门掘进工作面8人（包括安监员1人），303采区其它地点107人,305采区100人，大巷运输线29人，水泵房8人。,3335工作面47人,3346回风上山修理14人,3346掘进面12人,3326沿煤上山4人,109石门修理9人,153石门修理4人,四石门8人,3524工作面25人,3326工作面

18、28人,3533切眼10人,3533风巷8人,3526中巷5人,65石门修理14人,200西大巷7人,305绞车房3人,全矿下井人数252人：其中：矿管理人员17人大巷运输线29人,水泵房8人,6月8日9时，四石门作业人员来到工作面装矸，刚装半车，副总经理黄祖德带着生产部长杨笃运来到了工作面，发现距工作面1.5米未支护，且出现空顶，冒落高度达1.5米，并有掉渣现象。黄祖德交待：“出完矸后，要加强支护”。随后黄、杨俩人离开了工作面，作业人员继续出矸。10时，工作面局部通风机停电停风，作业人员撤至石门内两道风门间休息,并推了三辆矿车放在两道风门之间。10时55分左右，一股黑烟冲开石门内侧的正向风门

19、，大家马上意识到发生了突出，便冲出石门躲进避灾硐室。一辆矿车被突出的强大气流卡在风门处，挡住了一部份瓦斯和煤矸。,突出时间：6月8日10时56分,突出煤量：900吨突出瓦斯：80000M3,10时57分瓦斯2.6%,11时03分瓦斯4%,11时12分瓦斯2.7%,11时10分井口反风瓦斯0.5%,11时15分瓦斯7%,井底车场瓦斯2%,瓦斯10%,瓦斯30%,瓦斯80%,四石门作业人员张文标在避灾硐室马上用电话向调度室汇报：“四石门突出了！”调度室接到电话后，立即通知矿救护队下井抢救，同时通知305采区所有人员从新井撤出地面，并向总经理苏继逵汇报。苏继逵接到事故报告后，立即报告冷水江市政府。,

20、冷水江市政府接到事故报告后，立即启动特大事故应急救援预案，成立了“68”煤与瓦斯突出事故抢险救灾指挥部，先后召请了6支矿山救护队参加抢救。经救护队救援和职工自救互救，至6月9日凌晨，抢救工作全部结束。当班井下252人，230人安全脱险，22人死亡。,3346运输巷死亡1人,153石门死亡10人,200绕道死亡1人,200大巷死亡1人,303回风上山死亡2人,303轨道上山死亡1人,303上部车场死亡5人,30大巷死亡1人,四、事故原因分析直接原因-200水平四石门即将揭开具有严重煤与瓦斯突出危险的煤层，揭煤前探煤钻孔未能按防治煤与瓦斯突出细则规定布孔，未能控制前方突出煤层的距离及煤层的赋存情况

21、，没有采取防突措施消除煤与瓦斯突出危险性。,盲目掘进进入距突出煤层法线距离1.16.1米的地段，放炮后造成掘进工作面垮顶，而垮顶后未采取有效措施进行处理，导致松散顶板不断垮落、冒落拱悬露面积不断扩大，最终诱导煤与瓦斯突出。,间接原因6月7日早班放炮后，当头瓦斯浓度升高、频繁响煤炮、顶板掉渣，表明有煤与瓦斯突出预兆。在这种情况下，资江矿业有限公司没有停止掘进，撤出人员并关好反向风门，仍继续安排作业人员出矸，发生煤矿与瓦斯突出时，因没有关上反向风门，使大量煤与瓦斯逆流进行矿井总进风巷，导致井下大范围内的作业人员处于高浓度瓦斯之中窒息死亡或者受伤。,资江矿业公司无视国家法律法规，重生产、轻安全，片面

22、追求经济利益，在矿井没有取得合法证照且不具备安全生产条件的情况下，拒不执行煤矿安全监管部门下达的“停产整顿”指令，违法组织生产。,矿井安全投入不足。矿井没有建立瓦斯抽放系统；四石门工作面和回风流中没有安装甲烷传感器；管理人员和井下流动电钳工没有按规定配备便携式光学甲烷检测仪；四石门反向风门和密闭质量不符合规定要求；井下避灾硐室无压风自救系统；掘进工作面局部通风机没有实现“三专二闭锁”。,矿井安全管理混乱，瓦斯治理责任制不落实。矿井没有设立瓦斯治理机构和专门的防突队伍，没有配备专业防突技术人员（仅2名防突工和1名兼职通风工），四石门没有配备专职瓦斯检查员；总经理（矿长）不审阅瓦斯日报表，发现工作

23、面瓦斯超限和有突出预兆时，不停止作业；四石门揭煤设计和施工没有严格按照煤矿安全规程的要求进行。,安全意识淡薄，没有认真吸取事故教训。2002年1月14日该矿发生特大煤与瓦斯突出事故（死亡18人），资江矿业公司主要生产经营者没有认真吸取事故教训，落实防范措施，加强瓦斯治理，以致事故接连不断：2002年1月14日2005年6月8日共发生5起死亡事故，死亡46人，其中特大事故2起，死亡40人。,娄底市和冷水江市政府及有关部门没有认真履行安全生产监管职责。资江矿业有限公司是一个产量较大且灾害十分严重的矿井，安全监管任务繁重。娄底市和冷水江市政府及有关部门，在原资江煤矿改制过程中及改制后，没有认真研究、

24、落实对资江矿业有限公司进行安全监管的措施和职责，致使对资江矿业有限公司的安全监管出现责任不明、措施不力的局面。,2005年3月5日，娄底市成立了有煤炭、安监部门参加的过度时期技术指导小组，冷水江市成立了有煤炭、安监部门参加的临时监管小组，技术指导小组与临时监管小组一道对资江矿业有限公司实施两级监管。但在监管过程中，两级监管都没有有效地制止资江矿业有限公司的违法生产行为；没有及时发现和消除四石门揭煤过程中存在的重大事故隐患。,事故性质经调查认定这是一起责任事故。,五、防范措施湖南省资江矿业有限公司所持证照是原资江煤矿证照，改制后，应依法进行更换，特别是煤矿安全生产许可证要积极按程序申办。公司在未

25、取得所有合法证照之前，不得非法从事生产经营活动。,湖南辉鹏投资有限公司要深刻反思事故教训，牢固树立安全第一的思想。要加强对资江矿业公司的领导和管理，建立健全安全生产责任制，组建强有力的领导班子，配备足够的专业技术人员，设立专门的瓦斯治理机构，加大瓦斯专项治理等安全投入，当前急需解决的是购置瓦斯抽放设备、配齐井下甲烷传感器、完善矿井通风系统。,资江矿业公司要认真吸取事故教训，认真搞好瓦斯防治工作。要严格落实瓦斯治理“十二字”方针，建立瓦斯抽放系统，完善瓦斯监控装置，严禁超通风能力生产，严格执行“四位一体”综合防突措施。在停产整顿过程中，要聘请有关专家，编制有针对性的整改方案与措施，扎扎实实进行整

26、改，消除安全隐患，达到国家规定的安全生产条件，杜绝类似事故再次发生。,举一反三，不断完善煤矿安全生产的监管体系。娄底市和冷水江市政府要加强对改制煤矿安全监管工作的领导，明确对改制煤矿安全监管的主体、监管责任人和监管措施，督促各职能部门严格落实安全责任制。,严格履行安全监管责任。娄底市和冷水江市有关部门，要认真履行煤矿安全监管责任，凡是对需要停产整顿的矿井，行业主管部门要督促其制定整改方案和措施，公安部门要限量供应火工产品，电力部门要限量供应电力，煤炭部门限量供应准销准运证，税务部门限量供应票据；要加大行政执法力度，对停而不整，以产代整的行为，按安全生产法依法从重处罚，酿成事故的，要依法从严查处。,谢谢！祝身体健康学习愉快！,