山西留神峪矿难背后：一座高瓦斯矿井的三亿年地质风险（组图）

核心提要

1. 事故发生的留神峪煤矿位于山西长治沁源县，地处沁水煤田西北边缘，是晋东优质主焦煤基地的一座大型矿井。该矿2021年才正式投产，年产120万吨，煤种为贫煤，并在2024年被鉴定为高瓦斯矿井。

2. 高瓦斯的形成并非偶然，而是源于地质本身。留神峪煤层形成于约三亿年前，深埋变质过程中封存了大量甲烷，加之煤层透气性普遍较低、开采深度下探到四百多米，地应力增大，瓦斯涌出量随之攀升，矿井遂由普通瓦斯矿升级为高瓦斯矿。

3. 瓦斯爆炸需要浓度（5%—16%）、高温火源、充足氧气三个条件同时凑齐。井下氧气通常充足，危险因而集中在瓦斯积聚与火源的交汇点，多发于通风失效、采空区顶板垮落、违规操作生火，以及恢复通风或排放瓦斯失控之时。

4. 除高瓦斯外，该矿还叠加了煤层自燃、煤尘爆炸、冲击地压等多重风险。从区域背景看，其所处的沁水煤田煤层气资源储量约6.85万亿立方米，占山西省三分之二以上。 作为我国重要的能源和工业基地，煤炭大省山西的地位不会因一时一地的事故而改变，但每一次事故都在提醒：深部高瓦斯开采的安全防线，须臾不可松懈。

据新华社报道，2026年5月22日19时29分，山西省沁源县通洲集团留神峪煤矿发生瓦斯爆炸。截至23日14时，事故已造成90人遇难，仍有人员被困井下，现场搜救工作仍在紧张进行，事故原因正在进一步调查。

山西沁源，地上是号称“中国天然氧吧”的太岳山区，地下却深埋着形成于约三亿年前的厚厚煤脉，以及随煤共生、被锁在岩层裂隙中的大量瓦斯。煤是这片土地的财富，瓦斯则是与之相伴而生的隐患，二者本是同一段地质史的一体两面。

留神峪煤矿年产120万吨，2021年才正式投产，是一座经资源整合、按标准化要求建设的现代化大型矿井。这样一座矿井，为何仍会酿成如此惨重的瓦斯爆炸？要理解这场事故，不能只盯着事发当晚的那一瞬，而要回到这片土地的地下深处。

地理位置与行政归属

留神峪煤矿位于山西省长治市沁源县李元镇留神峪村，主井田落于李元镇一带，行政登记涉及沁河镇上庄村，地理坐标 36.596759 ° N 、 112.193312 ° E （ WGS84 ）。

矿区地处沁水煤田西北边缘，属霍东勘探区范畴，是晋东煤炭基地的重要组成部分。仅李元镇已探明煤炭储量便有 16 亿吨，是长治市最大、山西重要的优质主焦煤资源基地。

沁源县位于山西省中南部（长治、晋城两个地级市称晋东南）、太岳山东麓，长治市西北角，国土面积 2549 平方公里，辖 6 镇 6 乡，总人口约 14.6 万。该县因沁河源头而得名。

沁河发源于沁源县西北部的二郎神沟，自北向南流经安泽、沁水、阳城，出山西省境后进入河南济源，再经沁阳、博爱、温县，最终在河南武陟县汇入黄河，全长约 485 公里，是黄河下游重要的一级支流。

沁源县境内四面环山，平均海拔 1400 米，沁河、汾河两大水系穿行，由于山区开口地形抬升作用，促进降水，年均径流量 2.6 亿立方米，在山西属相对富水区。

森林覆盖率近 60% ，居全省之首，是“中国天然氧吧”和省树“油松之乡”。除煤炭外，中药材资源丰富，享有“北药之首”美誉。

该县是典型的资源型经济县。煤炭预测储量 128.8 亿吨，已探明地质储量 90 亿吨。按煤种划分，焦煤 26.10 亿吨，瘦煤 35 亿吨，贫煤 28.90 亿吨。

含煤面积 2040 平方公里，占全县总面积 80% ，现有 30 座煤矿，年产能 3520 万吨，是全国重点产煤县和全省主焦煤基地。

2022 年 GDP 约 234 亿元，人均超 20 万元，财政总收入达 102.87 亿元，煤炭产业占绝对主导，原煤、洗精煤、焦炭为支柱。

晋东南-长治煤区地质构造

从大地构造看，本区位于华北地台鄂尔多斯断块之沁水块坳中心部位，横跨沾尚 - 武乡 - 阳城北北东向褶带与郭道 - 安泽近南北向褶带两个四级构造单元。

总体形态为一北北东向大型复式向斜，即沁水复式向斜，轴向东北，中心地层平缓开阔，两翼倾角西北翼 5 ° -25 °、东南翼 3 ° -20 °，一般约 10 °。

区内断裂规模较小，构造相对简单，为煤层稳定赋存提供了有利条件。

在更大尺度的辛安泉域内，晋东南煤区涵盖长治、襄垣、黎城等盆地，碳酸盐岩裂隙岩溶水是重要地下水类型。

煤系地层自东向西上覆含水层由第四系（距今约 258 万年至今）逐渐过渡为二叠系（距今约 2.99 亿 -2.52 亿年）石盒子组，下伏含水层主要为奥陶系（距今约 4.85 亿 -4.44 亿年）峰峰组。

煤层主要分布在长治和襄垣盆地以西，以东为碳酸盐岩裸露区。煤层埋藏深度自西向东递增，屯留、鲍店以西深达 500 米以上。

区域地层自老至新出露有寒武系（距今约 5.41 亿 -4.85 亿年）、奥陶系（距今约 4.85 亿 -4.44 亿年）、石炭系（距今约 3.59 亿 -2.99 亿年）、

二叠系（距今约 2.99 亿 -2.52 亿年）、三叠系（距今约 2.52 亿 -2.01 亿年）、第三系（距今约 6600 万 -258 万年）及第四系（距今约 258 万年至今）。

煤系基底为奥陶系（距今约 4.85 亿 -4.44 亿年）灰岩，含煤地层主要为石炭系上统太原组与二叠系下统山西组。

太原组（距今约 2.99 亿 -2.90 亿年）为海陆交替相沉积，厚 50-150 米，一般含煤 7-10 层，其中可采 3-5 层，可采总厚 4-10 米，北厚南薄。岩性以砂岩、泥岩、石灰岩互层为主，夹煤层。

山西组（距今约 2.90 亿 -2.70 亿年）为陆相及滨海相沉积，厚 40-110 米，含煤 3-6 层，可采 2-4 层，可采总厚 2-7 米，岩性以深灰色泥岩、砂质泥岩及灰白色中粗粒砂岩为主。

在长治地区尺度上，煤系地层总厚度 139-180 米，可采煤层为 3 号、 9 号和 15 号，目前主采煤层为 3 号煤。在沁源县域尺度上，可采煤层 8-12 层，煤层总厚约 7.34 米，地质构造简单，煤层赋存稳定。

山西煤层的地质形成

约三亿年前的石炭纪晚期至二叠纪早期，今天的山西所在区域还是一片低洼的滨海平原与内陆湖沼，地处华北古陆的东南缘。

那时气候温暖潮湿，大气含氧量高，陆地上生长着高大的蕨类、鳞木和封印木，沿海滩涂与河流三角洲地带植被尤为茂密。

植物死亡后，遗体在积水洼地中大量堆积，因缺氧环境未能完全腐烂，逐年沉淀形成厚厚的泥炭层。

随后，地壳发生缓慢的沉降运动，海水周期性进退。海进时，泥炭层被泥沙和灰岩覆盖；海退时，新的植物又在裸露的沼泽中重新繁衍，再次形成泥炭。

如此反复多次，便在地层中留下了多层交叠的煤与岩石——这就是太原组“海陆交替相”沉积的由来。

到了二叠纪早期，华北古陆进一步抬升，海水彻底退出，这里变成纯粹的河流与沼泽环境，植物遗体在陆相条件下继续堆积，形成了上覆的山西组煤系。

这些富含有机质的泥炭层被后来的泥沙、灰岩和碎屑岩层层掩埋，埋深可达数百米乃至上千米。

在漫长的地质年代里，地层的压力使泥炭脱水、压实，温度升高促使有机质发生复杂的物理化学变化，碳含量逐步富集，依次演化为褐煤、烟煤。

山西中南部的一些煤层，因后期构造运动被埋得更深，受到的地热与压力更大，变质程度更高，形成了优质的无烟煤和焦煤；

而北部大同一带的煤层抬升较浅、受后期热力改造较弱，则保留了低变质程度的气煤与弱粘煤。

至此，这片古沼泽的遗产，以多层稳定煤体的形态封存在华北地台的沉积盖层之中，成为今日山西地下黑色矿脉的原始底稿。

（焦煤：粘结性强，加热能熔融成块，专用于炼焦炭，是钢铁高炉的核心原料。

瘦煤：粘结性较弱，可少量配入炼焦，也可直接烧锅炉，介于焦煤与动力煤之间。

贫煤：几乎不粘结，不能炼焦，挥发分最低，主要当动力煤和锅炉燃料用。）

历史开采沿革

晋东南的长治地区煤炭开采历史悠久，为全国煤炭开采和利用最早的地区之一。早在春秋时代已有煤炭开采记录，战国时已用煤铸铁和烧制兵器。

至唐宋时期，煤炭开采已较普遍，不仅取暖烧炊，还用于烧制陶瓷器和冶炼，且煤炭已作为商品进入流通领域。

元代煤炭课税成为官府重要收入。明代煤炭业更为兴盛，煤炭生产不仅供应本乡，且行销外地。

清代因煤炭开采业发达，促进本地铁业发展，使长治成为全国铁货交易中心。

在沁源县北端的王和镇后沟村一带，从村内 30 多处废弃煤炭开采遗址及“老空”情况判断，当地煤炭史可追溯到战国时期，先民已用煤烧制陶器、冶炼铁器。

而商业文化发达的晋中地区存在大量煤炭市场需求，极大促进了后沟村的煤炭开采。

至清末民初，后沟村培养出的煤炭“土专家”和技术员活跃在王陶、聪子峪、李元、留神峪，以及灵石、孝义一带，成为最早走出去的一批煤炭从业者。

围绕煤炭生产经营运输，当地 90% 以上的全劳力从事煤炭相关工作，同时发展蓄力运输，培养了一批习武之人活跃于晋中票号担任镖师。

在煤炭生产的同时，当地自古就开始烧焦炭，鼎盛时土焦池有数百个。

山西煤矿近代机械化起步于 20 世纪初： 1916 年襄垣县道沟坪开办长治地区第一座使用蒸汽机的煤矿； 1923 年长治县崎峪村开设使用机器开采的煤矿，日产量 60 余吨，成为当时山西省重点煤矿之一。

沁源县煤炭开采自唐代始，历经手工小窑、机械化改造与资源整合三个阶段。 2001-2009 年经多轮整合后，煤矿数量大幅压缩，单井规模提升，机械化程度和回采率同步提高。

留神峪年产 120 万吨的规模，在县域内属于大型矿井序列，代表了整合后地方煤矿的标准化建设水平。

矿权主体与整合沿革

留神峪煤矿运营主体为山西通洲集团留神峪煤业有限公司，母公司山西通洲煤焦集团股份有限公司持股 94.56% ，穿透实控人为任铁柱。

该矿成立于 2010 年，是山西省 2008-2010 年第二轮煤炭资源整合的直接产物。

2009 年，山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发〔 2009 〕 82 号文批准留神峪煤矿为重组整合矿井，设计生产能力 120 万吨 / 年，新增产能 75 万吨 / 年。

2011 年 11 月，原山西省煤炭工业厅批准开工建设； 2019 年 2 月，山西省能源局批准延长建设工期 10 个月； 2021 年正式投产。

在更大范围的霍东矿区， 2009 年整合前 107 座地方煤矿被重组为 43 座，其中沁源县保留 11 座，留神峪为 8 座大型矿井之一。

留神峪煤矿为井工矿，斜井开拓，共 6 个井筒，开采水平 +1087 米与 +1018 米。现采煤层为 2 号、 9+10 号煤层，采煤工艺采用综采一次采全高。

井田面积 15.86 平方公里，矿井深度约 456 米。水文地质类型属中等，局部存在奥陶系灰岩带压开采条件。

矿井工程条件

留神峪煤矿井田总资源量约 8700 万吨，可采储量约 4588 万吨。煤种为贫煤，工业用途以动力煤为主。

煤质特征表现为自燃倾向性显著（ 2 号煤层与 9+10 号煤层均为自燃煤层），煤尘具有爆炸危险性，同时矿井受冲击地压影响。

留神峪煤矿瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井（ 2024 年鉴定）。从区域背景看，沁水煤田煤层气资源储量约 6.85 万亿立方米，占山西省三分之二以上。

沁源区块位于沁水煤田中段西侧，煤层气含量呈现西低东高、北低南高的格局：沁源一带平均约 2.6 立方米 / 吨，南部安泽一带平均约 5.5 立方米 / 吨。

区块内 15 号煤层（区域对比层）顶板多为灰岩或泥岩，底板多为根土泥岩，封闭性能良好，有利于煤层气保存。

高瓦斯的成因

留神峪一带的煤层属于石炭系 — 二叠系海陆交互相沉积，距今约三亿年。

这套地层形成于滨海平原与内陆湖沼交替的环境，植物遗体在缺氧的水体中大量堆积，被后来的泥沙和灰岩层层掩埋，埋深达数百米乃至上千米。

在漫长的地质年代里，地层压力和地热使有机质发生变质，碳含量逐步富集，同时产生了大量煤层气（主要成分为甲烷）。

由于后期构造运动的挤压和封闭，这些气体被锁死在煤层及其围岩的孔隙与裂隙中，形成高压、高含量的瓦斯储集。

加之这一带煤层透气性普遍较低，瓦斯难以自然逸散，随着开采深度下探到四百多米，地应力进一步增大，瓦斯压力 and涌出量随之攀升，矿井便从普通瓦斯矿升级为高瓦斯矿井。

高瓦斯矿井的核心防御在于“以风定产”，用足够的新鲜风流稀释和带走瓦斯。矿井必须建立完整、独立的通风系统，实行分区通风。

每个采区和采掘工作面都要有独立的进风巷和回风巷，严禁串联通风和微风作业。

掘进工作面依靠局部通风机（俗称“局扇”）强制送风，风筒出口距掘进头不得超过五米。

且必须配备“双风机、双电源”和自动切换装置，一旦主风机故障，备用风机立即启动，防止停风导致瓦斯积聚。

井下需布设密集的监测网络：采掘工作面、回风巷、机电硐室等关键地点安装甲烷传感器，实时监控瓦斯浓度；电气设备实行瓦斯电闭锁和风电闭锁，瓦斯超限时自动切断电源。

瓦斯检查工持便携式检测仪巡回检查，执行“一炮三检”（装药前、爆破前、爆破后检测）和“三人联锁放炮”制度。

采空区和废弃巷道及时用红砖混凝土密闭，防止老空区瓦斯渗漏；盲巷设置栅栏和警标，严禁人员进入。

何时最容易引发爆炸

瓦斯爆炸需要三个条件同时凑齐：空气中瓦斯浓度达到 5%—16% 的爆炸极限；存在 650 ℃以上的高温火源；氧气浓度高于 12% 。

井下氧气通常充足，因此危险主要集中在“瓦斯积聚”与“火源”的交汇点。最容易出事的几类场景：

一是通风系统失效。局部通风机停转、风筒破损漏风、风门管理不善导致风流短路，

或采掘布置过于集中造成风量不足，都会使掘进头或回采工作面上隅角的瓦斯浓度迅速攀升至爆炸区间。

二是采空区顶板大面积垮落。采空区深处积聚着高浓度瓦斯，顶板突然断裂垮塌时，像活塞一样把这些瓦斯挤出，涌向工作面或回风巷。

如果此时采空区内存在煤炭自燃火源，瓦斯流经高温区，极易引发特大爆炸。

三是违规操作产生火源。带电检修电缆产生电火花、矿灯失爆、放糊炮或明炮、机械摩擦撞击、甚至井下电焊，都可能成为点燃瓦斯的最后一根火星。

四是恢复通风或排放瓦斯时控制不当。停风区瓦斯浓度往往超过 3% ，如果一次性送入大量新风，排放风流中的瓦斯浓度可能瞬间进入爆炸极限，遇到残余火源即爆。

简言之，瓦斯本身不可怕，可怕的是它在某个角落悄悄积聚到 5% 以上，而现场恰好出现一丝明火或电火花。所有安全措施的本质，就是不让这两个条件在同一时空相遇。

山西全省煤脉分布与区域经济格局

山西是煤炭大省，是我国重要的能源基地。煤炭已成为山西的重要标志和文化符号，煤炭产业持续健康稳定发展，不仅对山西国民经济发展起着举足轻重的作用，而且对国家能源安全发挥着重要的保障作用。

从中华人民共和国成立至 2015 年底，山西省累计生产原煤 166 亿吨，外调量超过 110 亿吨，供应全国 28 个省 ( 市、区 ) 用煤。

未来一个时期，煤炭作为主体能源的地位不会发生根本性改变，山西作为我国重要能源和工业基地的战略地位不会发生根本性改变。

截至 2015 年，全省有煤炭主体企业 131 家、单独保留煤矿 38 家。其中，亿吨级 4 家 ( 同煤集团、焦煤集团、晋能集团、中煤平朔集团 ) ， 5000 万吨级 3 家 ( 阳煤集团、潞安集团、晋煤集团 ) ， 1000 万吨级 10 家， 1000 万吨级以下 152 家。

全省共有煤矿 1078 座，产能 14.6 亿吨 / 年。其中，国有独资煤矿 155 座，产能 3.9 亿吨 / 年；国有控股煤矿 643 座，产能 7.7 亿吨 / 年；国有参股煤矿 34 座，产能 0.4 亿吨 / 年；民营煤矿 246 座，产能 2.6 亿吨 / 年。全省煤矿企业的从业人员达 78.2 万人。

山西省煤炭资源主要集中分布于六大煤田：大同、宁武、河东、西山、霍西、沁水。含煤面积 6.2 万 -6.48 万平方公里，约占全省国土面积 40% 。

全省 118 个县级行政区中， 91-94 个县分布有煤炭资源，占 80% 左右；剩余约 20% 的县（市、区）为无煤县。

六大煤田从北到南、从西到东呈带状分布：

大同煤田：位于最北部，面积约 1800 平方公里，侏罗纪以弱粘煤为主，石炭 - 二叠纪以气煤为主，是中国出口煤量最多的煤田，优质动力煤基地。

宁武煤田：总面积约 3500 平方公里，主要为气煤，出口煤量排第二位。

河东煤田：紧挨黄河流域，总面积约 16900 平方公里，以产焦煤为主。

西山煤田：总面积约 1600 平方公里，为六大煤田中面积最小者，以优质焦、肥煤、瘦煤及贫煤为主。

霍西煤田：位于山西省西南部，总面积约 3900 平方公里。

沁水煤田：面积约 30000 平方公里，为六大煤田之首，跨太原、阳泉、沁县、长治、晋城、沁水等 20 余市县，以无烟煤、贫煤为主，是中国无烟煤、化工用煤和炼焦煤最大的供应基地。

煤种分布呈现由北向南变质程度逐渐增高的规律：

北部大同、宁武为低变质动力煤基地；中南部太原、吕梁、临汾、长治为焦煤基地；沁水煤田东北部为无烟煤和化工用煤重要产地。

从区域经济格局看，山西并非“县县有煤”，有煤县与无煤县之间存在显著的经济分异。

有煤县 GDP 和财政收入往往较高，但存在“富裕的贫困县”现象 —— 即“强县”与“富民”背离。

研究表明，主要依靠矿产资源强县的地区，县域经济发展对农民带动作用较小；相反，矿产资源较缺乏的地区，经济发展对农民的拉动作用相对较大。

按农民人均纯收入占人均 GDP 比例排序，前 10 名中 6 个属无煤炭资源县；排在后 10 名的县中， 6 个有煤炭资源。

无煤县典型案例：长治市内，与沁源县相邻的沁县，为太行山区无任何矿产资源的县，当地干部坦言“与有煤县相比，工资低 1000 多元，因为财政没钱”。

这些无煤县往往第一产业比例高，主要依靠农业及后续产业发展。如人口密集的晋南运城市，煤炭分布就相对很少。

有煤县内部也存在分化：乡宁县含煤面积占全县 78% ，既“富有”也“贫穷”，山岭重叠、沟壑纵横，水土流失严重，地质灾害频发。

吕梁市半数区县虽坐拥煤炭资源，却仍是国家级贫困县。资源丰裕地区城乡收入差距往往被拉大，形成“资源诅咒”效应。

山西省为此在 2012 年改革县域经济考核体系，将 119 个县市区分为 A 类（煤炭大县）、 B 类（无煤县或产煤量较小县）、 C 类（扶贫开发重点县）分别考核。打破“大锅饭”考评机制，使农业县 and贫困县获得独立评价空间。