莱芜煤田潘西煤矿矿井瓦斯分布规律探究

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1、莱芫煤田潘西煤矿矿井瓦斯分布规律探究摘要：潘西煤矿位于莱芜市区东南15km处，面积14.5162km2,现开采3、4、7和19煤层，矿井历年瓦斯等级鉴定均定为低瓦斯矿井，但在近几年的生产过程中，发现断层附近瓦斯含量大，涌出量也大，通过研究断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响；顶底板岩性对瓦斯赋存的影响；岩浆岩分布对瓦斯赋存的影响；煤层上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响；以及瓦斯含量分布及预测，总结如下特点：从总体上展现出瓦斯含量由深部向浅部逐渐减小的趋势；越靠近断层，煤岩层瓦斯涌出量越大。关键词：潘西矿煤层瓦斯含量瓦斯涌出量规律研究1概述潘西煤矿位于莱芜市区东南15km处

2、，行政区划属莱芜市钢城区颜庄镇。井田西以F颜、F2—1断层和秦家洼断层与东港、南冶井田相邻，东部边界至F6断层与潘东井田相邻，浅部至各煤层露头，深部到一800m水平。东西长6.7km，倾向宽2.2km，面积14.5162km2。经几次改扩建，现矿井生产能力为95万吨/年。现开采3、4、7和19煤层。2矿井瓦斯现状据统计，勘探钻孔可采煤层瓦斯含量多在0.5mL/g以下，少量达lmL/g,各可采煤层的瓦斯含量均很低。为了进一步研究瓦斯赋存规律，2000年施工钻孔20个，采取19煤层煤样进行化验分析，20个钻孔中瓦斯含量最小为0.OOlmL/g（测点标高一493.3

3、m）、最大为1.074mL/g（测点标高一553.75m）。矿井历年瓦斯等级鉴定均定为低瓦斯矿井，但在近几年的生产过程中，发现断层附近瓦斯含量大，涌出量也大。2000年4月后五轨道上山掘进期间先后揭露两条断层，即F7及其派生断层F7_l，揭露点的水平为一533.7m。其中F7断层属正断层，走向NE90°，倾向SW，倾角45—70°，落差为45_95m，延展长度约为20⑻m。F7—1落差为15m左右。后五轨道上山掘进160m见煤后遇F7—1断层下盘时，迎头炮眼内瓦斯浓度迗到80%，在F7断层下盘与F7_l断层上盘之间的煤层中，炮眼内瓦斯浓度达到58%，穿过F7—

4、1断层见煤30m后，炮眼内瓦斯浓度均在75%以上，随着后五轨道上山向下掘进，逐渐远离F7—1断层，炮眼内瓦斯含量也逐渐减小，直至趋于正常值。潘西煤矿现开采的3煤层、4煤层和19煤层，19煤层瓦斯涌出量大于其他煤层。潘西煤矿曾于1969年4月4曰和1990年7月13日，先后两次因局部通风管理不善发生煤尘瓦斯爆炸，造成了人员伤亡和经济损失。3矿井瓦斯地质规律研究3.1断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响断裂构造对瓦斯赋存的影响主要表现在断裂构造破坏了煤层的连续完整性，使煤层瓦斯运移条件发生变化。有的断层有利于瓦斯排放，有的断层抑制瓦斯排放而成为逸散的屏障。前者称为开放型

5、断层，后者称为封闭型断层。断层的开放性和封闭性取决于下列条件：①断层属性和力学性质，一般张性正断层属开放型，而压性或压扭性逆断层通常具有封闭性。②断层与地表或与冲积层的连通情况，规模大且与地表相通或与冲积层相连的断层一般为开放型。③断层将煤层断开后，煤层与断层另一盘接触的岩层性质有关，若透气性好则利于瓦斯排放。④断层带的特征、充填情况、密闭程度、裂隙发育情况等都会影响到断层的开放性或封闭性。另外，断层的空间方位对瓦斯的保存或散逸也有影响。一般而言，走向断层能够阻隔瓦斯沿煤层倾斜方向逸散，而倾向和斜交断层则把煤层切割成互不联系的块体。井田内勘探及采掘揭露的较大断

6、层23条，多为高角度正断层。断层方向性明显，主要为北西向、北东向和近东西向三组，多为压扭性断层，封闭性较好。其中近东西向F7断层为本井田最主要的断层之一，落差45〜95m，倾向北，横贯于井田东翼，形态较复杂，发育多条分支或派生断层，该断层及支断层附近瓦斯含量变高，对井田的瓦斯分布有着非常重要的影响。井田内无大的褶皱构造，小的褶皱构造对瓦斯的赋存条件无大的影响。3.2顶鹿板岩性对瓦斯赋存的影响19煤层直接顶板为灰色粉砂岩，平均厚度6.5m,钙质或泥质胶结，层理发育易冒落；老顶为灰白色中砂岩，其厚度大且稳定，一般厚度在19m以上。直接底板为砂质泥岩，平均厚度3.6

7、m，灰色至褐色，遇水膨胀，富含植物根部化石。老底为细砂岩，平均厚度1.4m，灰色，坚硬致密。由上可知，19煤层的直接顶板为砂岩，透气性较好，有利于瓦斯的逸散，直接底板砂质泥岩，透气性较弱，有利于煤层瓦斯保存。瓦斯大量通过顶板逸散，从而降低了19煤层的瓦斯含量。3.3岩浆岩分布对瓦斯赋存的影响井田内岩浆岩活动比较强烈，主要分布于井田东北部第9勘探线以东至F6断层和西翼第1勘探线207钻孔以南的较大面积，在F2断层（颜庄断层）西南侧和本井田203钻孔附近，也有较大面积出露。主要呈岩床侵入到侏罗纪红色砂岩和古近系地层中。岩浆岩的侵入隔断了瓦斯涌出的通路，使煤层瓦斯的

8、自燃流畅较为复杂，横向差异性增强。在H