庇山矿隐蔽致灾报告-大学论文.doc

1 绪论
1.1目的
平顶山市瑞平煤电有限公司庇山煤矿原为汝州市庇山一号井田，矿井于1995年动工兴建，建设期间由于缺乏资金，矿井时建时停。2002年6月庇山煤矿由天瑞集团铸造有限公司收购，更名为天瑞集团铸造有限公司庇山煤矿，2002年10月开工建设，2006年9月通过验收投产，设计生产能力30万吨/年；2011年开始进行产业升级改造，设计生产能力85万吨/年，2014年3月通过产业升级改造竣工验收，目前实际生产能力在100万吨/年以上。
为保证矿井安全生产工作持续稳定，进一步查明井田范围内的隐蔽致灾地质因素，做出相应预测预报，及时处理煤矿地质灾害，从根本上遏制煤矿事故的发生，根据《煤矿地质工作规定》要求，庇山煤矿组织了矿井地质、测量、防治水、通风、防突各专业技术人员，对井田范围内及相邻区域开展了隐蔽致灾地质因素普查工作，并编制成《平顶山市瑞平煤电有限公司庇山煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告》。
1.2任务
（1）查明采空区老空区的分布、形成时间、范围、积水状况；
（2）查明废弃老窑和封闭不良钻孔；
（3）查明矿井内主要褶曲形态，查明矿井边界断层和井田内落差大于1m的断层，收集矿井裂隙发育资料、总结规律；
（4）查明矿井内的陷落柱；
（5）查明煤层瓦斯含量及赋存状况；
（6）查明煤层顶底板导水裂缝带高度；
（7）查明影响矿井安全开采的各种地下含水体，导水通道等，预测煤矿正常和最大涌水量；
（8）查明火区范围、密闭、气体成分等情况；
（9）查明古河床冲刷带、天窗的分布情况；
（10）提出矿井对隐蔽致灾地质因素的防范措施及建议。

2 矿井基本情况
2.1位置及范围
庇山煤矿位于庇山矿区东南，东南距汝州市12km，北距洛阳市约50km，东距平顶山市约80km。行政区划属汝州市陵头乡。井田南部距焦枝铁路最近之王堂车站3km，距洛（阳）～临（汝）公路约5km，东距临（汝）～郑（州）公路约4km，交通十分方便。详见交通位置图2－1。
庇山煤矿井田范围：东起F3断层，西至F1断层，南起各煤层露头，北至各煤层-700m等高线。井田走向长约2.7～2.9km，倾斜宽约1.6～2.2km，面积6.1456km2。
按照河南省国土资源厅对庇山煤矿开采范围的批复，本井田范围由以下22个拐点座标连线圈定而成，拐点座标见表2－1。
表2-1 井田境界拐点座标表
拐
点
号
X
Y
拐
点
号
X
Y
A
3790250.00
38385300.00
L
3791090.00
38389300.00
B
3790575.00
38385950.00
M
3790900.00
38389520.00
C
3790735.00
38386325.00
N
3790215.00
38389350.00
D
3791265.00
38387070.00
O
3789950.00
38388980.00
E
3791420.00
38387175.00
P
3789915.00
38388840.00
F
3791585.00
38386875.00
Q
3789770.00
38388625.00
G
3792015.00
38387385.00
S
3789535.00
38387855.00
H
3792100.00
38387570.00
T
3789495.00
38387523.00
I
3791310.00
38388410.00
U
3789380.00
38387140.00
J
3791125.00
38388850.00
V
3789450.00
38386500.00
K
3791150.00
38389120.00
W
3789640.00
38386000.00
共有22个拐点圈成，开采深度283～-700m，限采一8、二1煤层
2.2自然地理
（1）地形地貌
井田属低山丘陵地带，主要由狼牙山和庇山组成。区内在庇山、狼牙山出露有三叠系、二叠系地层，其余大部分地区老地层出露零星，多被第四系粘土夹砾石层及坡积物覆盖，F6断层以东拗陷区沉积有巨厚层新生界沉积物，650孔揭露厚度639.58m。全区地势北高南低，最高点庇山为486.99m。
（2）水系
本区属淮河流域，汝河水系，流经矿区边缘的荆河、杨寨溪沟、水泉河，均自北向南东注入汝河，流量随季节性变化，具有暴雨剧增旱季锐减的特点。本区最高洪水位标高为+280m。
大张水库位于矿区西南部，是庇山矿区所属范围内最大的地表水体，其最大库容量为150×104m3，平均为70×104～80×104m3，占地面积300亩。近年来季节性连续干枯，荆河为其最主要的补给来源。
陆浑灌渠由南部绕向东南，是区内最大的人工水系，只在天气干旱时放水，经庇山煤矿防渗漏处理后对矿井影响不大。
区内还有规模较小的地表水7个，一般呈串珠状或零星分布，季节性变化较大，对矿井开采没有影响。
（3）气象
本区属大陆性半干旱气候。据汝州市气象站1957～1984年观测资料，年平均气温14.2℃，最低气温-18℃。历年平均降雨量653.7mm，年最大降雨量1170.9mm，最小降雨量332.8mm，大气降水集中在7、8、9三个月，历年平均蒸发量1834mm，年最大蒸发量2250.4mm，年最小蒸发量1421.1mm。年平均绝对湿度12.6mba，平均相对湿度67.2%。本区夏季多东南风，冬季西北风，最大风速24m/s。冻土期从当年11月至来年3月，最大冻土深度18cm。
（4）地震
根据汝州市志记载，1809年夏地震，汝水溢，伤人无数。1827年3月23日曾发生过地震。经国家地震局河南省物测队鉴定，前一次地震烈度小于Ⅵ度，后一次为有感地震。
1972年5月开始对地震进行系统观测，在1972年12月2日和1973年12月1日各发生一次地震，基本烈度为1.2～1.3度。据国家地震局编制的地震烈度区划图（见图2-2河南地震动峰值加速度区划图），本区属Ⅵ度地震烈度区，地震动峰值加速度为0.05g，1995年至2013年19年间汝州、郏县、禹州三地发生28次地震，震级一般2.1～3.5级，最大4.7级。

图2-2 河南地震动峰值加速度区划图
2.3 煤矿生产情况
2.3.1矿井水平、采区生产现状
矿井采用斜井立井综合开拓，单水平上、下山开采，水平标高为-50m水平， -50m标高以上为一采区，-50～-320m为二上采区，-320m标高至井田深部边界为二下采区。一采区2007年正式生产，二下采区各安全生产系统于2015年10月全部形成。
矿井掘进分为掘进机掘进和放炮掘进，采煤方法全部为走向长壁式综合机械化采煤，回采方向为后退式，顶板管理为全部跨落法。目前，矿井布置有两个采煤工作面，分别为二12-12060采面和二1-12051采面。
2.3.2矿井各大生产系统情况
1.矿井通风系统
矿井通风系统为三进一回，主、副斜井和乘人斜井（即原回风斜井）进风，回风立井回风，中央分列抽出式通风。回风立井装配2台FBCDZ-10-No31型对旋轴流通风机，每台风机配2台专用防爆电机，功率400kW，电压6kW，一台工作，一台备用。风机额定风量为8400～11880 m3/min，额定负压为1150～3800 Pa，目前风机双级运行，风叶角度-5ｏ，进风量8448m3/min，负压2219Pa。目前完全能够满足矿井生产需要。
2.提升运输系统
主提升：主斜井斜长810mm，倾角26°，断面11m2，铺有800mm宽大倾角高强皮带，提升高度325m，电动机：YB2400L-4，N=450kW，运输能力为230t/h，最高运转速度3.15m/s，运转正常，能够满足矿井生产需要。
副提升：副斜井斜长810m，目前兼作运料及运送人员的副斜井配备双滚筒2JK-3.0×1.5/30E绞车，双钩串车提升，采用XRC15-6/6型人车运人，1吨矿车运料，铺设30kg/m轨道，轨距600mm。
乘人斜井猴车：从井口到-50m标高，设计长度880m，平均-25°。计划2014年11月份开始安装，一部猴车于2014年12月底投运。
3.矿井排水系统
矿井排水系统为两级，一级从-630m泵房排水到-50m中央泵房，二级从-50m排水到地面。
井底-50m中央泵房中央泵房安装有2台D280-65×6型水泵和2台D450-60×7型水泵，-50m水仓容积2350m³，有四趟排水管路通至地面；-630m泵房安装4台MD420-96B×9型高扬程离心泵，-630m水仓容积3300m³，两趟排水管路沿回风下山直接排至-50m标高中央水仓。
4.供电系统
矿井生活区有35kV变电所一座，双回路供电，一回路引自汝州市电业局范集变电站，另一回引自杨庄变电站，正常情况下两回架空线路分列运行。35KV变电站已安装两台SZ11-10000/35，10000kVA主变压器，正常情况下，两台主变一台工作，一台备用。
5.矿井监测、监控系统
监测监控系统选用煤科总院常州自动化研究院研发的KJ95N监测监控系统，2011年下半年对该系统进行了全面升级改造，符合上级有关规定和标准，监测范围能够覆盖全矿井。
6.矿井通讯系统
通讯联络系统于2010年11月份进行升级改造，选用苏州市山友通信技术有限公司的CR-95D型数字触摸屏调度机，交换机装机容量320门，已安装300门，现使用130门，可扩展1000门，电话录音、强插、强拆等功能正常，电话录音可存储1年。目前该系统辐射整个矿井，稳定可靠。
7.人员定位系统
矿使用的井下人员定位系统是杭州创联生产的KJ222A煤矿人员定位系统，系统主、备机设在矿井办公楼调度室内，本系统已运行3年多时间，系统性能稳定。2012年5月9日，经集团安监局验收合格，现运行正常。
8.矿井压风系统
现在矿井压风机房安装3台SRC-180A型和1台SRC-330A型空压机，SRC-180A型空压机额定排气量22m³/min，排气压力0.8Mpa；SRC-330A型空压机额定排气量为40m³/min，排气压力1.0MPa。正常生产2台工作，2台备用，两台总供气量为62m³/min，压风主管路为主井与风井两条管路并列向全矿井供风，可以满足井下生产需要。
9.供水施救系统
在风井口设200m3静压水池两座，做为井下供水水源。供水管路为￠108mm管路，分别由主斜井和乘人斜井入井，每50米设有一个闸阀，支管路为2吋钢管，每50m设1个小闸阀供水，井下各巷道内均有水管，构成了全井下供水网络。
10.紧急避险系统
矿井永久避难硐室设在-200m片盘内，与采区皮带下山相连，生存室净高3.5m、净宽4.0m，空间能够满足需要。采掘头面超过1000m的巷道均设置临时避难硐室；职工佩戴自救器防护时间均为30分钟，并定期进行检验。
2.4 地层及煤层
2.4.1矿区地层
本区为丘陵地形，基岩为第四系所覆盖。据钻探工程和生产矿井揭露，地层由老至新依次为寒武系上统崮山组（∈3），石炭系上统本溪组（C2b）、上统太原组（C2t），二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s）、石千峰组（P3sh）、三叠系刘家沟组（T1l）、二马营组、延长组以及新近系和第四系，现由老至新分述如下：
1. 寒武系（Є）
上统崮山组（Є3g）：灰、深灰色，微带肉红色白云质灰岩、白云岩，局部见紫红色条带，厚层状，间夹泥灰岩、铝土泥岩薄层。发育缝合线构造。底部具细鲕状结构。本组与下伏地层整合接触，厚94～189m。
2.石炭系（C）
（1）上统本溪组（C2b）
浅灰色、灰绿色，局部深灰色、紫红色铝土泥、铝土岩，夹砂质泥岩及不稳定薄煤层。鲕状结构，含较多黄铁矿结核，致密块状。厚0.77～7.33m，平均6.58m。与上寒武统崮山组地层平行不整合接触。
（2）上统太原组（C2t）
即含煤地层第一含煤段，底界止于铝土泥岩层顶面，顶界止于L8灰岩或L8灰岩上部黑色泥岩顶面。厚33.51～59.47m，平均41.27m。 本组依据岩性组合分为：
①下部灰岩段
由L1～L3三层深灰色生物碎屑泥晶灰岩、砂质泥岩和薄煤层（一1、一2、一3）组成。L1、L2发育较差，局部相变为泥灰岩或砂质泥岩取代，L3灰岩较稳定，局部含燧石结核，其与L6不同的是燧石结核较小且少，裂隙不甚发育。厚约7.22m。
②中部砂泥岩段
有灰色、深灰色砂质泥岩、粉砂岩、中粒砂岩组成。中部夹一薄层灰岩，含3～4层不稳定薄煤层。
③上部灰岩段
由3～4层深灰色生物碎屑泥晶灰岩、泥晶灰岩、燧石灰岩、粉砂岩及2～3层薄煤层组成。其中L5灰岩单层厚度1.00m右，局部见变为泥质灰岩，L6灰岩厚度较大，上部含燧石结核，下部含少量或不含燧石结核，一8煤层顶板是良好标志层之一。L7、L8不稳定，仅在27勘查线附近发育。厚13.88～27.35m，平均14.69m。
一8煤层平均厚度0.83m，煤层结构简单，平均含有一层夹矸，岩性为炭质泥岩和泥岩，厚0.02～0.16m，顶板为厚层状燧石灰岩，很少或没有伪顶，底板为黑色砂质泥岩或泥岩，局部可见伪底。一8煤层为大部可采煤层。
3.二叠系（P）
（1）下统山西组（P1sh）
为含煤地层第二含煤段，与太原组整合接触。主要岩性由浅灰色、深灰色细～中粒岩屑石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成。 根据岩性组合和含煤特征，本组分为三个岩性段：下段（太原组顶界～大占砂岩顶面），厚15.35～43.18m，平均31.53m。其下部以粉砂岩为主夹薄层菱铁质泥岩，发育波状、透镜状、脉状层理，生物潜穴为黄铁矿充填。中部以煤层为主夹砂质泥岩、粉砂岩薄层，含较多黄铁矿结核，发育水平层理。上部为大占砂岩，麻灰色，含较多云母片及炭屑和少量的泥砾，是确定二1煤层的良好标志层。二1煤层位于山西组下部，，10勘查线以西深部出现一层夹矸，岩性为炭质泥岩或泥岩。二1煤层全区可采。
本组总厚75.01～96.20m， 平均91.90m。共含煤7层，一般2～4层（二1、二2、二3、二4），煤层总厚7.75m，含煤系数8.43%，其中二1（包括二1 1和二2 1）煤层为主要可采煤层，但厚度变化较大，常出现分岔、合并现象，且无一定规律。
（2）下统下石盒子组（P1x）
根据岩性组合和含煤特征分为三、四、五、六煤段，与下伏地层整合接触。厚225.74～354.00m，平均294.41m。
本段顶界止于田家沟砂岩（St）底，厚58.03～115.84m，平均92.53m，共含煤2层，其中以六2煤层比较稳定。
（3）中统上石盒子组（P2s）
本组根据岩性组合和含煤特征分为七、八、九含煤段，其与下伏地层整合接触，厚137.95～195.55m，平均174.94m,多为薄煤线及炭质泥岩。含海绵骨针水云母泥岩（硅质泥岩），层位稳定，为该煤段区域性标志层之一。
（4）上统石千峰组（P3sh）
①一段—平顶山砂岩段（P3sh1）
零星出露于井田内东、西牛蛋山，岩性为浅灰、灰白色，略呈肉红色中粗粒～巨粒长石石英砂岩，间夹细砂岩、砂质泥岩薄层。与下伏地层整合接触。厚88.61～98.88m，平均93.48m。
②二、三段（P3sh2+3）
由浅灰、灰绿、暗紫色砂质泥岩、粉砂岩和灰白色中、细粒砂岩组成，顶部砂质泥岩、粉砂岩，常具同生砾结构。本段揭露厚179.04～213.23m，平均196.14m。
区内揭露下部地层，依据庇山矿区1236钻孔揭露厚181.62m，与下伏地层整合接触。
4.三叠系（T）
（1）下统刘家沟组（T1l）
核查区内仅出露下三叠统刘家沟组（T1l）地层。
岩性为紫红色中、细粒砂岩，普遍含铁质鲕粒、豆粒，风化后显示氧化铁“红斑”。底部为灰白色，常含石英砾。上部为紫红色、暗紫色灰绿色长石石英砂岩与暗紫色粉砂岩互层，夹泥岩薄层，含较多泥砾及白云母片，斜层理及水平层理发育，常见砂质包体及钙质结核。厚85.20～106.06m，平均89.20m。与下伏地层整合接触。
（2）中统二马营组（T2er）
由紫红色、灰绿色长石、石英砂岩，与暗紫色粉砂岩、泥岩互层。含泥砾及白云母片，显斜层理及水平层理，下部夹数层砾岩。该层位于下鲁正断层以西，被第四系覆盖。
（3）上统延长组（T3y）
由灰色、灰绿色-紫红色中细粒含长石、石英砂岩，与泥岩、砂质泥岩互层。砂岩呈薄层状，具清晰的波状交错及水平层理。局部含细小白云母片、菱铁质结核、泥砾。矿区西部河西陈区夹有黑色泥岩及薄层灰质泥岩和煤线。该层位于下鲁正断层以西，被第四系覆盖。
5.新近系（N）
由棕红色粘土、砂质粘土、钙质结核层和砾石层组成，部分岩层呈半胶结状，厚0～101.66m，平均41.42m，与下伏地层不整合接触。
6.第四系（Q）
由粘土夹冲积、坡积砾石层以及粘土、砂质粘土组成，厚0～27.60m，平均17.52m，与下伏地层不整合接触。
2.4.2含煤地层
本区地层属典型的华北地层，主要含煤地层为二叠系和石炭系，包括二叠系下统山西组和二叠系下统下石盒子组、石炭系上统太原组，其具体特征叙述如下：
1.石炭系（C）
（1）下统本溪组（C2b）
浅灰色、灰绿色，局部深灰色、紫红色铝土泥、铝土岩，夹砂质泥岩及不稳定薄煤层。鲕状结构，含较多黄铁矿结核，致密块状。厚0.77～7.33m，平均6.58m。与上寒武统崮山组地层平行不整合接触。
（2）上统太原组（C2t）
即含煤地层第一含煤段，底界止于铝土泥岩层顶面，顶界止于L8灰岩或L8灰岩上部黑色泥岩顶面。厚33.51～59.47m，平均41.27m。 本组依据岩性组合分为：
下部灰岩段：由L1～L3三层深灰色生物碎屑泥晶灰岩、砂质泥岩和薄煤层（一1、一2、一3）组成。灰岩中产腕足类、筳科、海百合茎等动物化石，L1、L2发育较差，局部相变为泥灰岩或砂质泥岩取代，L3灰岩较稳定，局部含燧石结核，其与L6不同的是燧石结核较小且少，裂隙不甚发育。厚约7.22m。
中部砂泥岩段：有灰色、深灰色砂质泥岩、粉砂岩、中粒砂岩组成。中部夹一薄层灰岩，含3～4层不稳定薄煤层。砂岩含较多的云母碎片，泥、钙质胶结，砂质泥岩、粉砂岩一般微波层状，发育波状层理，层面含较多炭屑和植物化石碎片，局部见完整植物化石，灰岩中含腕足类、海百合茎、筳科动物化石及其碎屑。厚10.32～23.52m，平均12.78m。
上部灰岩段：由3～4层深灰色生物碎屑泥晶灰岩、泥晶灰岩、燧石灰岩、粉砂岩及2～3层薄煤层组成。其中L5灰岩单层厚度1.00m右，局部见变为泥质灰岩，L6灰岩厚度较大，上部含燧石结核，下部含少量或不含燧石结核，一8煤层顶板是良好标志层之一。L7、L8不稳定，仅在27勘查线附近发育。灰岩中产有孔虫、形虫、海百合茎、海胆、腕足类、海绵骨针等动物化石碎屑。厚13.88～27.35m，平均14.69m。
一8煤层平均厚度0.83m，煤层结构简单，平均含有一层夹矸，岩性为炭质泥岩和泥岩，厚0.02～0.16m，顶板为厚层状燧石灰岩，很少或没有伪顶，底板为黑色砂质泥岩或泥岩，局部可见伪底。一8煤层为大部可采煤层。
2.二叠系下统山西组（P1sh）
为含煤地层第二含煤段，与太原组整合接触。主要岩性由浅灰色、深灰色细～中粒岩屑石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成。 根据岩性组合和含煤特征，本组分为三个岩性段：下段（太原组顶界～大占砂岩顶面），厚15.35～43.18m，平均31.53m。其下部以粉砂岩为主夹薄层菱铁质泥岩，发育波状、透镜状、脉状层理，生物潜穴为黄铁矿充填。中部以煤层为主夹砂质泥岩、粉砂岩薄层，含较多黄铁矿结核，发育水平层理。上部为大占砂岩，麻灰色，含较多云母片及炭屑和少量的泥砾，是确定二1煤层的良好标志层。
二1煤层位于山西组下部，下距一8煤层19.37m，上距砂锅窑砂岩（Ss）71.40m。厚度0.85～7.65m，平均2.60m，顶板岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩，底板为黑白相间的粉细砂岩互层。煤层结构较简单～复杂，含夹矸1～3层，一般为2层，上部夹矸为炭质泥岩或少量泥岩，厚0.2m左右，下部夹矸为炭质高岭石泥岩，厚度一般不大于0.05m。二12 煤层为二1煤分叉煤层，分布范围约在+100m以上及矿井西南部，厚1.11～3.36m，平均2.03m，顶板岩性为黑色泥岩或砂质泥岩，局部有伪顶；底板岩性为黑色碳质泥岩或泥岩，煤层结构较简单，10勘查线以西深部出现一层夹矸，岩性为炭质泥岩或泥岩。二1煤层全区可采。
中段（大占砂岩Sd顶面～香炭砂岩Sx顶面）：厚10.42～64.16m，平均37.20m。以灰色、深灰色泥岩、粉砂岩为主，中夹较多镜煤化植物茎杆化石，顶部为浅灰色含菱铁矿中细粒砂岩（Sx）。
上段（Sx顶面～Ss底）：即小紫泥岩段，厚8.65～35.57m，平均23.17m。以浅灰绿色、紫红色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰绿色细砂岩、粉砂岩薄层，局部具密集菱铁质细小鲕粒。
本组总厚75.01～96.20m， 平均91.90m。
本组共含煤7层，一般2～4层（二1、二2、二3、二4），煤层总厚7.75m，含煤系数8.43%，其中二1（包括二1 1和二12）煤层为主要可采煤层，但厚度变化较大，常出现分岔、合并现象，且无一定规律。
3.二叠系下统下石盒子组（P1x）
根据岩性组合和含煤特征分为三、四、五、六煤段，与下伏地层整合接触。厚225.74～354.00m，平均294.41m。
三煤段和四煤段：主要岩性为浅灰、灰绿色，局部紫红色的细—中粒岩屑和石英砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。底界砂锅窑砂岩为中、粗粒岩屑石英砂岩，其上为大紫泥岩。另外，本段中上部依次还发育有老君庙砂岩、S4砂岩。煤层主要发育在煤段下部，煤段上部一般不发育紫斑，以灰色砂质泥岩、泥岩为主夹菱铁质粉砂岩。本套地层止于四、五煤段分界砂岩（S5）底，厚123.60～145.36m，平均134.29m。共含煤8层，通常3～5层，以四0、四1、四3煤层较为稳定。其中四3煤层发育较好，厚度在临界可采厚度左右，以高灰煤为主。
五煤段：由灰色、深灰色砂质泥岩、粉砂岩和浅灰色中～细粒石英砂岩、长石岩屑砂岩和煤层组成；底部S5砂岩质上泥岩，砂质泥岩通常发育紫斑；本组顶界止于S6砂岩底，厚44.11～92.80m，平均67.59m。含煤6层，主要发育在煤段中上部，一般1～2层，其中五3煤层为本区大部可采煤层，其余为薄煤层或炭质泥岩。
六煤段：下部为灰、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩及砂岩组成。底部S6砂岩为灰白色、灰绿、浅灰色含砾中、粗粒石英砂岩；中部为灰、浅灰色砂质泥岩和砂岩，夹1～2层薄煤层（六2、六3）。其中六2煤层底板砂岩发育较好，为浅灰、灰白色中、细粒岩屑石英砂岩；上部以灰绿、紫红色泥岩夹透镜状砂岩组成；本段顶界止于田家沟砂岩（St）底，厚58.03～115.84m，平均92.53m，共含煤2层，其中以六2煤层比较稳定。
4.二叠系中统上石盒子组（P2s）
本组根据岩性组合和含煤特征分为七、八、九含煤段，其与下伏地层整合接触，厚137.95～195.55m，平均174.94m。
七煤段：由灰色、深灰色、紫红色砂质泥岩和浅灰色长石石英砂岩、煤层组成。煤段顶、底泥岩、砂质泥岩大部分具紫斑和鲕状结构。底界田家沟砂岩（St）为浅灰、灰色、灰白色中粗粒石英砂岩；中部发育薄煤层七1、七2；顶界止于七、八煤段分界砂岩（S8）底，厚58.13～115.84m，平均98.62m。共含煤2～4层，以七2煤层比较发育，偶见可采点。
八、九煤段：顶界平顶山砂岩底，底界S8砂岩底，厚51.66～127.29m，平均76.32m。由灰色、绿灰色中细粒砂岩，及灰色、灰绿色、紫花色砂质泥岩、泥岩及不稳定煤层组成。上部泥岩中含紫斑，中下部见1～2层，厚0.1～0.05m，多为薄煤线及炭质泥岩。含海绵骨针水云母泥岩（硅质泥岩），层位稳定，为该煤段区域性标志层之一。
2.4.3煤 层
1.含煤性
井田内含煤地层为石炭、二迭系，属华北型含煤沉积。共分8个含煤段。煤系地层总厚618.38m，含煤约42层，煤层总厚约26.98m，含煤系数4%，其中二迭系山西组的二1煤（包括二11，二12）煤层为主要可采煤层。下石盒子组的四7煤层、三10煤层，山西组的二2煤层，上石炭统太原组的一8煤层均为大部或局部可采煤层。
2.可采煤层
由于庇山煤矿采矿许可证只允许开采二1煤（包括二11，二12）煤层和一8煤层，所以只对以上煤层进行叙述。
（1）石炭系太原组含煤地段（一煤段）厚度平均41.27m，含煤1～8层，常见4～6层，煤层总厚3.27m，含煤系数为8%。其中一8煤为局部可采煤层。
一8煤位于太原组上段下部，上距二1煤19.37m，下距寒武系地层顶界面平均27.92m。煤层平均厚度0.83m，煤层结构简单，平均含有一层夹矸，岩性为炭质泥岩和泥岩，厚度0.02～0.16m，顶板为厚层状燧石灰岩，很少或没有伪顶，底板为黑色砂质泥岩或泥岩，局部可见伪底，煤厚方差为0.24，变异系数为28.24%，全区大部可采，主要可采范围在－8～12勘探线和13～15勘探线之间两个块段。不可采块段呈有规律分布，基本为北北西和近东西向展布，不可采指数30%。
（2）二迭系山西组含煤地层（二煤段）厚度平均78.06m，含煤1～7层，一般为2～4层，煤层总厚7.75m，含煤系数10%，其中二1煤（包括二11，二12）煤层为本区主要可采煤层，全井田均可采，但煤厚变化较大，且无规律可循，在井田浅部煤层分叉成二11煤层和二12煤层，深部合并为一层（二1煤）。煤层分叉后总厚度增大，钻孔见分叉最大间距10.32m（1251孔）。
① 二1、二11煤层
二1煤层不分叉时，只有一层煤二1煤；分叉时分为二11煤层和二12煤层。
位于山西组下部，下距一8煤层19.37m，上距砂锅窑砂岩（K8）71.40m。厚度0.85～7.65m，平均2.60m，煤厚方差为1.50，变异系数为50.34%，顶板岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩，8～9勘探线之间出现细砂岩或粉砂岩，9～15勘探线之间可见伪顶，厚度0.04～1.09m，底板为黑白相间的粉细砂岩互层。煤层结构较简单～复杂，含夹矸1～3层，一般为2层，上部夹矸为炭质泥岩或少量泥岩，厚0.2m左右，下部夹矸为炭质高岭石泥岩，厚度一般不大于0.05m。
该煤层全区发育。但煤层厚度沿走向及倾向变化较大，无一定规律可循，向深部有变厚的趋势。从《二1及二11煤厚等值线图》中可以看出，7-13线中深部有一近东西方向的厚煤带，8线和12线深部出现两个煤厚大于5m的块段，但10线第一水平却出现区内最薄点（1003孔0.80m）F3断层以东之后备区煤厚变化亦无规律，但变化幅度较小。
② 二12煤层
为二1煤分叉煤层，分布范围约在+100m以上，厚度1.11～3.36m，平均2.03m，煤厚方差为0.9，变异系数为40%。顶板岩性为黑色泥岩或砂质泥岩，局部有伪顶。底板岩性为黑色砂质泥岩或泥岩，见有伪底，煤层结构较简单，10勘探线以西深部出现一层夹矸，岩性为炭质泥岩或泥岩。
矿井可采煤层主要特征详见表2-2。
表2-2 可采煤层特征表
煤层名称
煤 层
夹石
全区厚度
(m)
可采点厚度(m)
结构
可采指数
（%）
可采范围
层间距
(m)
层数
岩性名称
两极值
平均值
平均值
平均值
一8
0～1.22
0.83
0.95
简单
70
大部

19.37

0～10.32

1
炭质泥岩
泥岩
二1
0.85～7.65
2.60
2.65
简单～复杂
98
全区
1～3
炭质泥岩
泥岩
二12
1.11～3.36
2.03
2.03
较简单
100
全区
0～1
炭质泥岩
泥岩
2.5 区域地质构造
临汝煤田位于秦岭东西向构造带北亚带中断嵩山—箕山隆起带南侧，新华夏第二沉降带西缘，淮阳山字形西翼。自太古代以来，区内发生了多次地壳运动，形成了不同形式、不同级别的构造形迹。其中发生在太古代末的嵩阳运动，是太古界地层产生线状紧闭型褶皱及区域变质。早元古代末期的吕梁运动（中岳运动）再次是本区产生强烈的褶皱、断裂、变质并伴有酸性岩浆活动，形成了煤田的基底构造。震旦纪发生的阿森特（少林）运动，早期有火山活动、晚期地壳相对稳定接受沉积。古生代的加里东、海西运动基本表现为平缓的升降运动。中生代的燕山运动是区内最大的一次地壳运动，是区内中生界及其以下的地层均发生了褶皱和断裂:中晚期还伴有岩浆活动。喜马拉雅山期主要是断裂并有基性岩将喷发。区内由于受各期构造的影响，构造比较复杂，但基本轮廓仍以秦岭纬向构造带北亚带为基础格架，新华夏系及淮阳山字形构造复合迭加其上，构造形迹既有纬向构造带的成分，亦有新华夏系的痕迹，许多断裂构造具有夺其活动的特点，但未见岩浆活动。现把矿区附近的主要区域形构造简述如下：
2.5.1褶 皱
1.箕山背斜
位于矿区北部，被建新庄断层切错为东西两部分。东段位于临汝密腊山～下红寨，西段在临汝神沟至陈窑一带。呈近东西向展布，总长约47公里。核部为太古界登封群，下元古界嵩山群及震旦系组成，两翼为古生界地层。北翼地层产状倾角14～25°，南翼地层受北东、北西和东西向三组断裂切割而被破坏。
2.临汝向斜
位于临汝北东部，轴向西北，西端在临汝县城北，向东倾没在郏县一带。延展长度达36公里。南翼地层较完整，有南西向北东依次出露寒武系、二叠系、三叠系地层，北翼受黄庄断层破坏，仅在武家窑、风穴寺出露有零星古生界寒武系、二叠系地层。两翼岩层倾角较缓，一般30～45°，翼部多发生高角度正断层，轴部为第三、四系所覆。在临汝以东据物探资料表明，第三、四系厚度达1700m以上。
2.5.2断 层
1.夏店正断层
位于临汝县(汝州市)夏店一带，向东交于建新庄断层，走向近东西，向南倾，倾角42～72°。长26公里。北盘出露登封群片麻岩，南盘为古～中生界地层。落差大于1000m。断层带宽15m左右,石英岩近直立并破碎,地貌标志明显,形成断层崖.
2.梅庄正断层
为矿区北部边界断层,由西向东经扈寨、范窑村北边、龙王庙沟横穿全区走向北西西，倾向南西西，南盘下降，落差300～500m，郭庄井田东至梁庄,地面出露较好,位置可靠,西段被黄土覆盖,且无钻孔控制,位置摆动范围可能较大.
3.大张正断层
位于矿区东南。向北东延至梁庄以南和黄庄正断层相交，向西经大张、弯子街后没入汝河，为第四系覆盖。走向北东～近南北～北东，倾向基本为南东，倾角70°左右。庇山一号井田650孔在655.46m穿见破碎带宽10.86m，三叠系紫红色砂质泥岩覆于寒武系张夏组之上，落差大于1000m。 庇山煤矿（井田）属汝州煤田一部分。汝州煤田区域构造特征详见图2-3。

图2-3 汝州煤田地质图

3 隐蔽致灾地质因素普查
2015年1月~2015年10月，庇山煤矿组织了矿井地质、测量、防治水、通风、防突各专业技术人员对井田范围内及相邻区域开展了隐蔽致灾地质因素普查工作，主要采用地面野外地质调查、井下实测调查、查阅地面物探资料、查阅矿井及历史生产勘探地质瓦斯资料等手段，查明了采空区、废弃老窑（井筒）、封闭不良钻孔，断层、裂隙、褶曲，瓦斯富集区，导水裂隙带，地下含水体，井下火区，古河床冲刷带、天窗等不良地质体情况，现分述如下。
3.1采空区普查
隐蔽采空区不仅会影响煤矿采掘设计和工程施工，而且会引发突水、瓦斯爆炸、火灾等煤矿事故，是煤矿生产的重大安全隐患，及时做好隐患探查，是预防事故的前提。本次采空区的探查工作通过调查矿井及历史生产小窑资料，以矿井采掘工程平面图为依据，对采空区分布范围进行调查统计。
3.1.1本矿采空区分布
平顶山市瑞平煤电公司庇山煤矿于2006年11月17日经过省煤炭工业局验收,开始正式生产。开采煤层为二12和二1煤层，一8煤层未采。为详细叙述矿井采空区分布情况，在以矿井采掘工程平面图为底图的基础上，对以往采空区进行了详细的圈定，具体拐点坐标见表3-1、表3-2。

表3-1 2000年以往采空区拐点坐标
工作面名称
拐点号
X
Y
面积（m2）
二1—11000采面（炮）
1
3789912
38388208
43089
2
3789864
38388224
3
3789809
38388146
4
3789777
38388062
5
3789737
38388052
6
3789727
38388028
7
3789728
38387966
8
3789655
38387844
9
3789638
38387772
10
3789708
38387740
11
3789751
38387780
12
3789806
38387908
13
3789809
38388006
14
3789907
38388166
表3-2 2005年至2015年10月采空区拐点坐标
工作面名称
拐点号
X
Y
面积（m2）

二12—11020采面（炮）
1
3789937
38387925
39606
2
3789862
38387958
3
3789723
38387691
4
3789722
38387677
5
3789648
38387556
6
3789642
38388534
7
3789706
38387503

二11—11020采面（炮）
1
3790027
38388081
17281
2
3789923
38388124
3
3789847
38387789
4
3789929
38387949
5
3789961
38387967
二11—11020采面（综）
1
3790065
38387992
21449
2
3790005
38388020
3
3789906
38387841
4
3789835
38387872
5
3789716
38387668
6
3789756
38387645
7
3789734
38387607
8
3789813
38387561

二12—11060采面（炮）
1
3790206
38387986
70937
2
3790119
38388021
3
3789756
38387400
4
3789785
38387314
5
3789808
38387305

二12—11060采面（综）
1
3790109
38388009
65192
2
3790014
38388049
3
3789878
38387811
4
3789868
38387770
5
3789675
38387438
6
3789747
38387393

二12—11080采面（综）
1
3790277
38387787
104194
2
3790175
38387918
3
3789817
38387304
4
3789856
38387237
二12—11100采面（综）
1
3790352
38387614
114161
2
3790226
3838768