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阳泉二矿概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征14-矿区概述1矿区地理位置
1.1阳泉二矿东距阳泉市约,其地理坐标为东经~,北纬
1.
1.1~井田东部为大阳泉井田,西部为西上庄井田,南部与五矿5km113°25′17″113°33′07″井田相邻,北部以石太铁路为界,隔桃河与三矿、四矿相望井田走向长约37°46′44″37°52′19″,倾向长约,面积为,由个坐标点圈定二矿原有东四尺、小南坑、西四尺三对生产井东四尺井于年经煤炭部8km
7.8km
62.4186km294()煤计生字文批准报废,小南坑井于年采尽自然报废现有一对1980生产井口西四尺井,分为和两个生产水平,矿区坐标系井口坐标如8013001986下西斜井,,——470560东斜井,,x=
99967.135y=
96710.090z=
733.0二矿的交通条件极为便利石太线为复线电气化铁路,东西贯穿本矿,成为煤炭运x=
10030.427y=
96748.240z=
718.9销的大动脉太石高速公路南北横穿井田,国道由西向东,在阳泉市区与阳左公路和阳盂公路十字相交,构成网络,连通全国各地,见图距有关主要城307市、城镇里程见表表矿区距有关主要城市、城镇里程1-1井田区内地势平坦1-11-1气象及地震阳泉矿区气候干燥,属温带大陆性气候全年平均最高气温,最低气温
1.
1.3,历年平均,历史上最高气温达,最低气温年最大降
17.1℃水量为,年最小降水量为,年平均降水量为,多集
5.5℃
10.9℃
40.2℃-
19.1℃中与、、三个月,这三个月的降水量一般约占全年总降水量的%以上,如
866.4mm
240.4mm
609.8mm年月日,一天内降水量达年蒸发量最大,最小78970蒸发量,历年平均全年风向多变,以西北风为主,雨季多
1966823261.5mm
2381.9mm偏东风,冬季盛行偏西风,历史上的最大风速为年月日时分至
1319.1mm
1885.9mm时分,阳泉市遭受到一次罕见的飓风暴雨、冰雹的袭击,最大风力级,19898242010最大风速为,历年平均阳泉市最早初霜期年月日,最202512晚终霜期年月日,历年平均初霜期在月中旬,终霜期在月上35m/s
1.7m/s1980923旬,年无霜期平均天,最大冻土深度相对湿度历年月最大,1963429104最小,历年平均
1840.68m
34.1mm井田无详细地震记载据国家地震局年月中国地震基本烈度区划资料(比
0.4mm
8.9mm例尺三百万分之一)及山西省地震局晋震发业字()第号文,阳泉矿区19769基本烈度除昔阳县境内为度区外,其余地区均为度区198411076井田地质特征井田地质构造
1.2阳泉矿区赋存的地层有太古界阜平群和龙华河群,下元古界滹沱群和上元古界震旦
1.
2.1亚界长城系,古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系,中生界的三叠系及新生界的第三系、第四系在地层对比中通过岩相分析和相旋回研究,结合煤系地层标准剖面,根据岩层及组合特征,采用古生物法、标志层法、测井曲线等相互补——充、验证、确定地层对比准确、可靠从古生界奥陶系开始由下而上依次叙述如下、奥陶系;与下伏地层寒武系为连续沉积,广泛出露于矿区东北部的弧形区域内,即昔阳白羊峪、东寨~平定郭家山、石门口~阳泉白羊墅、张家井~盂县仙人1村、长池、峰岭村一带下统地层总厚度~、主要由含燧石结核的亮晶白云岩及白云质灰岩组成底部为黄绿色白云质页岩或钙质页岩,下部以含燧石条带或燧石结核的白云岩120200m为主,中、上部为白云岩及少量白云质灰岩,含网格笔石、小栉虫、蛇卷螺等化石中统地层总厚度~()、下马家沟组地层总厚度~,岩性横向变化小第一段地层总415810m厚度~,主要由黄灰色薄层状泥晶白云岩、泥灰质白云岩、泥灰岩和石膏1125225m夹层组成,地表及浅部多为膏溶角砾岩,部分地区有底砾岩存在第二段地层总1140m厚度~,主要由灰色及黑灰色中厚层状泥晶灰岩,含白云质灰岩及花斑状灰岩组成第三段地层总厚度~,主要为灰黑色中厚层泥晶灰岩、白云3580m质灰岩与薄层白云岩互层组成5075m()、上马家沟组地层总厚度~,底部岩性稳定,顶部岩性变化较大第一段地层总厚度~,主要由灰至土黄色薄层泥晶白云岩、灰质白2180275m云岩组成,夹较多石膏层,石膏为青灰色或白色,致密块状,角砾状,地表多见膏2079m溶角砾岩第二段地层总厚度~,主要由灰色及黑灰色中厚层泥晶灰岩,花斑状灰岩、生物碎屑灰岩及薄层白云质灰岩组成第三段地层总厚度84108m~,主要为灰色及黑灰色中厚层泥晶灰岩与薄至中层状灰质白云岩互层,部分地区夹石膏层或膏溶角砾岩2062m()、峰峰组地层总厚度~第一段地层总厚度~,上部和下部为土黄色或黄灰色薄层泥晶白云岩,泥灰质白云岩、白云质灰岩、泥质灰3130270m40160m岩、泥灰岩,下部角砾状泥灰岩中夹青灰色或白色块状或条带状石膏层,中部为厚~的青灰色中厚层花斑灰岩和生物碎屑灰岩第二段地层总厚度~,主要为灰色及黑灰色中至厚层生物碎屑灰岩,花斑状灰岩及泥晶灰2030m岩,夹薄层白云岩及泥质灰岩70150m、石炭系平行不整合于奥陶系中统灰岩之上,主要由铝铁岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩、煤层及石灰岩组成的海陆交互相含煤建造,主要出露于阳盂、阳左公路2两侧及盂县土塔、牛村和平定巨城、移稂等地()、中统本溪组地层总厚度~,下部为灰白色铝土岩、铝土泥岩、杂色泥岩夹结核状或团块状铁矿组成的铁铝岩,为山西式铁矿、黄铁矿、铝土矿富集14060m之层位,上部为砂质泥岩、砂岩、夹~层灰岩及不稳定的煤线,含假史塔夫、莫斯科唱贝、大脉羊齿等动、植物化石13()、上统太原组地层总厚度~,主要为灰白色砂岩、黑灰色砂质泥岩、泥岩、石灰岩夹炭质泥岩和煤层组成的一套海陆交互相含煤建造,是本区主要2100140m含煤地层含希瓦格、太原网格长身贝、假卵脉羊齿、栉羊齿、星轮叶等动、植物化石二叠系;与下伏地层石炭系为连续沉积,是一套砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成的陆相沉积为矿区范围内地表出露最广泛的地层,主要出露于阳左、阳盂公路以
3.西,和顺紫罗、三奇掌~昔阳杨家坡、桑园、冀家庄、马道岭~平定寨平村、磐道岩、岳家沟、柳渠、南沟掌、晓庄、高垴、北水草一线以东的广大区域内()、下统山西组地层总厚度~,主要由砂岩、砂质泥岩及煤组成,含煤~层,亦为本区主要含煤地层,含多脉带羊齿、畸楔叶、三角织羊齿等植15070m物化石26下石盒子组地层总厚度~,下部为黄绿色砂质泥岩为主的绿色岩层段,中部为褐黄色砂质泥岩及细砂岩为主的黄色岩层段,上部为黄绿色中、粗粒砂岩为96165m主的砂岩段产大羽羊齿、栉羊齿、枝脉蕨、瓣轮叶等植物化石()、上统上石盒子组地层总厚度~,由黄绿、杏黄、灰白、紫红色的砂岩、砂2质泥岩及泥岩组成,以中间砂岩和狮脑峰砂岩为界分为红黄色岩层下段、红黄色岩225395m层上段、褐色岩层段,含厚脉栉羊齿,中朝楔叶、多形准脉羊齿、肾掌蕨等植物化石石千峰组地层总厚度~,为一套砖红色的陆相长石砂岩和泥岩沉积,顶部夹层较稳定的钙质结核和透镜状淡水灰岩88136m、三迭系与下伏地层二叠系为连续沉积,出露在阳泉矿区西南边缘至和顺、榆2—3社、太谷、榆次交界地区,含芦木、脐根座等植物化石4()、下统刘家沟组地层总厚度~,由灰褐色、红褐色厚至微层状细粒长石砂岩1夹薄板状页岩及砂质页岩组成585633m和尚沟组地层总厚度~,由棕红色钙质泥岩、页岩夹细粒长石砂岩组成,上部以砂岩为主167229m()、中统二马营组地层总厚度左右,下部主要为灰绿、黄绿色细粒长石砂岩,夹2不稳定棕红色砂质泥岩,上部为灰绿色、黄绿色及浅肉红色厚层中粒长石砂岩与棕480m红色钙质、砂质泥岩互层()、上统延长群地层总厚度余,由灰紫色、灰绿色、肉红色厚层中细粒长石砂岩3及灰绿色砂质泥岩和钙质泥岩组成,含山西枝脉蕨、似丹尼蕨等植物化石100m、上第三系与下伏地层三叠系呈不整合接触上新统地层总厚度~,岩性为红色粘土夹砂砾石、钙质结核,主要分布于5平定西回及盂县西潘等地425m、第四系主要分布于河流两岸、山间洼地及山坡上,与下伏地层第三系呈不整合接触6()、下更新统地层总厚度~,由淡红色、酱紫色亚粘土、粘土、灰白色砂砾石组成、在芹泉、寿阳、上湖、景尚、松塔一带有零星出露11080m()、中更新统即离石黄土地层总厚度一般~,最厚可达,为黄土状亚粘土及粘土,富含钙质结核,夹古土壤及砾砂透镜体2515m40m()、上更新统即马兰黄土地层总厚度一般~,最厚可达,为浅黄色黄土、黄土状亚粘土、夹砂、砾石层3310m30m()、全新统地层厚度一般几,最厚可达,与下伏地层呈不整合接触,为现代冲积、洪积、坡积物4m43m水文地质阳泉矿区为中低山地形,海拔~,相对切割深度~总的地
1.
2.2势是西高东低,南北高中间低刁乌楞~七千寨为矿区南部最高分水岭,海拔6001600m200400m~,北部最高为水渠洼顶,海拔为,桃河谷地海拔~
14951529.9m
1386.5m600桃河为区内主要河流,属于海河流域滹沱河水系桃河发源于寿阳县境内,由西向750m东从矿区中部穿过,至娘子关磨河滩村与温河相汇,流经长度多公里,流域面积;其中矿区及上游段长度,流域面积桃河属季节性河80流,水量随季节变化明显,~年洪水期(~月)流量一般为~1324km244km503km2,平均为,清水期(~月)平均流量为以下19591979693年月最大流量8m3/s
4.146m3/s
1050.521m3/s根据岩层充水空间的性质及地下水埋藏条件,矿区含水层主要为三种类型195982200m3/s、孔隙水含水层主要分布于桃河及其支流的河床以及其它低洼河谷中的冲积、洪积及坡积层中,厚1度~左右,由砂、砾石、卵石、滚石等组成水量动态季节性变化大,受大气降水制约其中以桃河河谷含水较丰富,流量为~(张1020m家堰沟口到坡头村前)
5.
249.24l/s.m、岩溶裂隙含水层中奥陶统马家沟组灰岩为本区主要强含水层,出露于阳泉矿区东北部外围,面积广2大,为煤系地层基盘灰岩岩溶裂隙及蜂窝状溶孔溶洞较发育,主要靠大气降水及地表水渗漏补给,为补给娘子关泉水的主要含水层主要含水段的岩性为上、下马家沟组的厚层灰岩峰峰组灰岩多处于区域水位之上的垂直入渗带阳泉矿区大部位于娘子关泉域的西半部分,属于娘子关泉域的西部补给迳流区在圪套赛鱼冶西一线以东的桃河和温河河谷之间的三角形地区,是娘子关泉域的地下水——汇水区(即等水位线图中等值线所圈定的区域),水位平缓,水力坡度小于——,富水性较好,具有岩溶水地下水库的特征三矿一带主要含水段标高~420,钻孔单位涌水量为;阳泉至白羊墅一带,主要含水段标高1‰376~,钻孔单位涌水量介于~之间娘子关群泉为本泉138m
1.23m3/h.m域的排泄区425220m
1.
3270.58m3/h.m石炭系太原组薄层灰岩主要有四节石、钱石,猴石三层石灰岩,总厚度,其中以煤层顶板四节石(灰岩)厚度较大,为~左右,在浅部地区
15.95m岩溶裂隙较为发育,含水较丰富井田及钻孔资料,单位涌水量可达15#k2512m~,渗透系数~;在远离河床,埋藏较深和补给条件514802不好的地方含水微弱,如、等孔资料,单位涌水量仅~
9.
310.0l/s.m
60.
89171.40m/d,渗透系数~在矿区北部清城、冠沟、皇后等报告
5095180.00054资料,三层灰岩经抽水试验单位涌水量~,渗透系数
0.054l/s.m
0.
000930.18m/d~
0.
00060.00489l/s.m、基岩裂隙含水层
0.
003160.048m/d分布于二叠系山西组、石盒子组地层中,主要由裂隙砂岩、粉砂岩组成石盒子组
3、、、砂岩为主要含水层,一般出露较高,地表裂隙发育,透水性较好,雨季常沿裂隙泄出形成下降泉一般单位涌水量为~/,渗k8k9k11k12透系数为~;山西组砂岩为主要含水层,单位涌水量
0.
000180.024l s.m~,渗透系数~属弱裂隙含水层
0.
00110.146m/d k7本区以大气降水为区域地下水的补给来源东部奥陶系灰岩裸露区和第四系孔隙含
0.
00020.0027l/s.m
0.
00640.01lm/d水层,直接接受大气降水的补给地下水位、流量动态变化与降水关系特别密切石炭、二叠系裂隙含水层靠大气降水及地表水补给洪水期地表水补给地下水,枯水期则排泄地下水本区含水层与隔水层相间成层状分布,区内断裂构造较少,规模较小,一般情况下含水层之间没有水力联系,由于奥陶系地下水位埋深大都低于煤层开采水平,石炭、二叠系基岩裂隙含水层为弱裂隙含水层,除局部地段外,对煤矿开采一般影响不大煤层特征煤层
1.3二矿井田含煤地层沉积于晚石炭世和早二叠世含煤地层从老到新依次为上石炭统
1.
3.1太原组,下二叠统山西组,下伏地层为中石炭统本溪组,上覆地层为下二叠统下石盒子组由下而上依次叙述如下、本溪组地层总厚度~,平均,主要由灰黑色、灰色砂质泥岩、泥岩、细至中粒砂岩、铝土矿(或铝质泥岩)及~层石灰岩组成,含不稳定小14060m
53.7m煤~层(厚度一般小于)下部石灰岩,俗称香炉石,沉积较稳定,厚23~,平均,含纺缍虫、海百合及腕足类化石;底部铝土矿(或铝质泥
240.20m岩),普遍发育,厚~,平均,具鲕状结构,有滑感,其下常有厚
2.
25.5m
4.0m左右的鸡窝状赤铁矿或黄铁矿层
5.
013.0m
9.4m、太原组;地层总厚度~,平均,主要由黑灰色砂质泥岩、泥
1.5m岩、灰白色砂岩,三层石灰岩及煤组成与下伏地层本溪组连续沉积,其基底为灰290130m
118.67m白色细至中粒砂岩(),厚~,平均,虽然厚度及岩性变化较大,但尚较稳定,可作为分界标志层三层石灰岩沉积广泛,厚度稳定,是本组的k
10.
815.3m
5.0m良好标志层;下层灰岩,夹~层海相泥岩,将灰岩分成~层,故称四节石,厚~,平均,井田西北角较厚,下距砂岩平均,k22334含燧石结核或团块,含中国海百合,分喙石燕等动物
3.
214.3m
7.34m k
129.18m化石,底面向下左右为煤;中层灰岩,富含动物化石海百合茎sinocrinustien choristitessp.,由于海百合茎之横断面形若古钱,俗称钱石,厚~,平均10m15#k3,下距灰岩平均,灰岩之下发育煤层;上层灰岩,性sinocrinustien
1.
25.0m脆、坚硬,风化后残留在地表者形状奇特,俗称猴石,厚~,平均
3.0m k
212.92m k313#k4,含泥质较高总的趋势是西部厚,东部薄,下距灰岩平均,含
0.
684.9m动物化石分喙石燕黄河角石灰岩与灰岩之
2.3m k
320.77m间含煤;灰岩之上左右局部发育砂岩,岩性与厚度变化较大,不choristitessp.huanghocerassp.k4k3稳定,但与灰岩互为上下佐证,可做为本组标志层之一;灰岩,上距山西12#k
46.0m k6组底部砂岩平均,中间夹、煤煤直接顶板砂质泥岩或泥岩,k4k4厚~,平均,沉积稳定广泛,含大量黄铁矿和菱铁矿结核,含化k
738.16m8#9#8#石带羊齿,脉羊齿,舌形贝等,似应为
4.
016.0m
11.60m一海相层,可做为煤层对比中的辅助标志层本组含煤~层,其中可采煤层taeniopterissp.neuropterissp.linguiasp.层,即、、、、煤层795太原组地层是一套典型的海陆交互相含煤岩系,旋回结构明显,可分为个沉积8#9#12#13#15#旋回旋回的划分均以海退为旋回起点,海进停止为旋回终点煤层以下为海退部5分,煤层底界为海进开始,煤层以上为海进部分海退部分岩相组合复杂,稳定性差,为滨海相、泻湖相、滨海三角洲相、河床相、河漫相、沼泽相的砂岩、砂质泥岩及泥岩海进部分岩相组合简单,稳定性好,为沼泽相、泻湖相;湖泊相、浅海相的煤层、砂质泥岩、泥岩、石灰岩第Ⅰ旋回以砂岩为底界,向上经煤到灰岩顶部之砂质泥岩、泥岩;第Ⅱ旋回以凝灰质中粒砂岩(俗k1称怪砂岩)为下界,向上经煤到灰岩顶部之砂质泥岩、泥岩;第Ⅲ旋回以15#k2煤老底细砂岩为下界,向上经煤到灰岩顶部之砂质泥岩、泥岩;第Ⅳ13#k3旋回以煤层老底细至中粒砂岩为下界,向上经煤到煤直接顶砂质泥岩及12#12#k4泥岩;第Ⅴ旋回以煤老底细至中粒砂岩为下界,向上经煤到中至粗粒砂9#9#9#岩底面结束8#8#k
7、山西组;地层厚~,平均,主要由灰黑色砂质泥岩、泥岩,灰白色砂岩及煤组成,与下伏太原组地层连续沉积(呈冲刷接触),含织羊齿35482m
60.23m芦木,轮叶,栉羊齿等植物化石基底为中至粗粒砂岩,厚~,平均,成份主要为石英、长empiectopterissp.caiamitessp.annuiariasp.pecopterissp.石、石英岩岩屑,有少量的云母及磷灰石,磨圆度由中等到好,分选中等,孔隙k7018m
6.0m式、接触式胶结,胶结物多为硅质,有少量钙质,发育交错层理、波状层理及水平层理,属于三角洲平原上的分道河流沉积,层位较稳定,是本组的主要标志层山西组共含煤~层,其中可采煤层为、两层山西组为一套复合的三角洲沉积体系,是在太原组顶部前三角洲、三角洲前缘沉积463#6#基础上发育的三角洲体系的沉积沉积旋回明显,每个旋回,均以三角洲平原分流河道沉积的砂岩开始,向上渐变为沼泽相的砂质泥岩、泥岩及煤,随着水介质的加深转入覆水沼泽环境第Ⅰ旋回以砂岩为底界,向上经煤到煤直接顶砂质泥岩、泥岩,为三角洲建设阶段的沉积;第Ⅱ旋回以煤老顶砂岩为下界,向k76#6#上经煤到煤直接顶砂质泥岩、泥岩,为三角洲废弃阶段的沉积;第Ⅲ旋回以6#煤老顶为下界,向上经、煤到下石盒子组基底砂岩底面,为三角洲建3#3#设阶段的产物3#1#2#k
8、下石盒子组地层总厚平均,依据岩性及其风化特征可分为上、中、下三段下段绿色岩层段,厚~,平均,由灰绿色、黄绿色砂质泥岩、4145m泥岩、细至中粒砂岩及~层小煤(厚度一般在左右)组成底部为3060m45m砂岩,俗称绿色基底,系下石盒子组与山西组分界标志层,为细至中粒砂岩,厚
120.1m k8~,平均,厚度变化较大,局部呈透镜体,稳定性较差中段黄色地层段,厚~,平均,由黄色、黄绿色砂质泥岩和泥岩互层,细至中
1.
013.0m
6.0m粒砂岩组成,风化后呈黄褐色或铁锈色底部砂岩为细至中粒砂岩,俗称黄色4070m55m基底,厚~,平均,岩性及厚度变化较大,呈球状风化上段砂k9岩带,厚~,平均,主要由灰色、灰白色、黄绿色中至粗粒砂岩及泥
3.
028.0m
10.0m岩组成顶部为标志层,厚~,平均,为含锰铁质、铝质泥岩,具2060m45m鲕状结构,风化后呈粉红色花斑,故称桃花页岩野外极易识别,为上、下石盒子k10118m5m组地层分界线瓦斯
1.
3.2)概况二矿西四尺井为高沼气矿井开采煤层的埋藏深度较大,煤层的生、贮、盖条1件好,瓦斯不大随着机械化程度的提高,开采强度的增大,绝对瓦斯涌出15#量和相对瓦斯涌出量呈上升趋势()影响瓦斯涌出量的因素.影响瓦斯涌出量的主要因素是煤层及围岩的瓦斯含量一般讲,瓦斯含量大瓦斯压1力就大,瓦斯含量小瓦斯压力也就小瓦斯含量与瓦斯压力情况见表煤层编号煤层瓦斯含量表1-10瓦斯构成工作面编号煤工作面煤工作面本煤层层15#
3.21-11层煤已采、煤未采煤已采、15#8050415#80608煤未采上邻近下邻近总量备注
7.
503.
0045.
0045.
002.
002.
0050.
5050.003#12#3#12#从表可以看出,上邻近层的瓦斯涌出量较大,为本煤层瓦斯涌出量的~倍;下邻近层瓦斯涌出量除煤层外,均略低于本煤层瓦斯涌出量,煤层瓦1-1125斯含量最小,其开采时瓦斯涌出量也最小,其原因尚待探讨12#15#()瓦斯抽放二矿为高沼气矿井,早在年就开始抽放并利用瓦斯抽放方式为向上邻近层2打钻抽放,即在工作面回采之前,在尾巷内向将要形成的顶板裂缝带内打钻,采动1957后利用钻孔对上邻近层的瓦斯进行抽放,使回采时,工作面瓦斯涌出量减少,保证生产的正常进行在煤采用本煤层布置上层内错巷,邻近层布置走向高抽巷,成功解决瓦斯抽放二矿自抽放瓦斯以来,随着开采量的逐渐增长,瓦斯抽放量也15#逐年增加起初矿井瓦斯抽放量只有,而现在高达左右(其中纯瓦斯量,抽放浓度为%),抽放出的瓦斯主要民用60m3/min200m3/min现有抽放瓦斯高压泵四台,其型号与各种技术参数见表
52.4m3/min35表瓦斯高压泵型号与各种技术参数1-12)煤尘1-12年月在煤层的采区取样,由煤科院重庆分院进行了煤尘爆炸性鉴定2年,煤无煤尘爆炸性煤尘爆炸性鉴定结果见表1990315#表15#1-15)煤的自燃1-15二矿在生产过程中,井下曾经发生过煤层自燃现象在煤层开采过程中,315#在工作面出现自然发火征兆年月四采上山工作面发生自燃,被迫将四采上山正前及辅助上山封闭年月日工作面落山84021997128406角发生煤层自燃,究其原因为放顶煤不完全致使落山角煤层长时间在空气氧化下引199710298208起自燃在工作面和工作面都曾有过自燃发火征兆,由于地质构造影响工作面推进速度,导致开采时间长,氧化产生发热,出现自燃发火征兆8050480603综上所述,自燃不仅严重威胁着矿井安全,而且大量的煤炭资源无法开采,应从各个方面深入研究其发火原因,为矿山安全提供有力的保证根据年月和年抚顺煤研所测定的煤层自燃倾向性鉴定结果,煤在所取的1988五个煤层样中,东丈八区的两个样(中)、(上)为Ⅳ类,不自燃,其10198915#15#余三个样为Ⅲ类,可能自燃所取的三个顶板样中,均为Ⅲ类不易自燃煤层81088108自燃倾向性鉴定见表15#表1-161-16。