地质条件对矿井瓦斯分布的影响

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1、-6-地质条件对矿井瓦斯分布的影响洪黎明（河南神火煤电股份有限公司河南永城476600）摘要：通过对薛湖煤矿地质条件与瓦斯赋存关系的分析，初步总结了该矿瓦斯地质规律，对矿井建设具有一定的指导作用。关键词：薛湖煤矿瓦斯地质条件1.概况薛湖煤矿是神火煤电股份有限公司所属的在建矿井，设计生产能力120万吨/年。该矿井南临陈四楼煤矿和城郊矿，为全覆盖式煤田，新生界地层厚度291-431米，中部370～395米，东厚西薄;地层基本构造形态呈NW向单斜构造，向N倾斜；煤层较发育，煤质好，为贫煤和无烟煤，可采煤层三层，分别为二叠纪下统山西组二2煤、下石盒子组三2煤和三3煤，其中

2、二2煤平均厚2.29米，为主采煤层，三2煤层平均厚度1.13米，三3煤层平均厚度0.93米，全井田提供地质储量20210万吨，工业储量14138万吨，其中二2煤10915，占总工业储量的77.2%，矿井水文地质条件简单，煤层不自燃，煤尘有爆炸性。矿井勘探阶段，共采取二2煤层瓦斯样11个，CH4含量最高达19.71ml/gr,为永夏矿区首个高瓦斯矿井，因为二2煤层为主采煤层，且埋深大、瓦斯含量高，作为本次工作重点。2.地质条件对矿井瓦斯的影响2.1煤层埋深与瓦斯分布6-6-永夏矿区生产矿井开采水平一般在-500左右，瓦斯涌出量整体上较低，总体上有随埋深增加，瓦斯含量

3、相应增大的特点。薛湖矿井处于深部的二煤段瓦斯含量明显高于浅部的三煤段。在同一煤层中，煤层埋深越大，瓦斯含量越高，以第73勘探线为例，73-1孔埋深695.7米，瓦斯含量9.46ml/g，73-3孔埋深785.89米，瓦斯含量13.73ml/g，73-4孔埋深801.5米，瓦斯含量17.59ml/g，靠近南部井田边界处，由于靠近煤层露头，瓦斯释放较充分，在-600以浅，深度自基岩往下垂深约40米，CH4含量在5ml/g以下，为瓦斯风化带，-600以深为瓦斯带，-700以深一般大于10ml/g，为高瓦斯带。瓦斯含量随埋深增加而增加的趋势非常明显，瓦斯梯度各勘探线有所不

4、同，在不同深度变化较大为8.2～28.5M/M3/T。2.2煤系盖层与基底的影响6-6-煤层顶底板一定厚度范围内砂岩所占比例的高低，在漫长的地质历史时期对瓦斯赋存或释放所起的作用不可忽视，经统计全矿井124个钻孔资料，筛选出具有代表性的钻孔98个，顶板含砂率大于50%由8个钻孔，不足8%，大于40%的有26个，占26%，小于40%的有72孔，占73%，在30%以下的就有48孔，底板含砂率大于50%的有61孔，占62%，总体上矿井顶板含砂率较低，多在40%以下，底板含砂率稍高，对瓦斯赋存有利；矿井东西部又有不同之处，东部顶板含砂率大多在30%以下，极少超过40%，西

5、部顶板含砂率大于40%占大部分，仅在92勘探线浅部较低，因此，相对而言，矿井东部煤层瓦斯赋存条件比西部好。其对瓦斯含量的影响较明显的例证有：71勘探线中瓦斯含量增加较少，与同深度73-3孔相比要低，主要是受顶板含砂率较高（大于60%）的影响。71-4、73-4两孔附近为泥岩顶板，含砂率小于20%，又处于薛湖向斜北翼，地层产状变化大，最易发生突出，应引起重视。2.3煤层特征与瓦斯分布一般的规律是煤厚大，瓦斯就越大，在多个矿区的生产实践中发现煤层瓦斯含量与厚度变化的关系比煤层厚度本身相关程度更高。因此，在矿井生产中，应该在煤层厚度变化地段加强瓦斯管理工作。二2煤层顶部

6、多发育0.5～0.7米左右的光亮型、质地坚硬的块状煤，中下部多为粉粒煤，吸附瓦斯含量较高，通过煤质与瓦斯含量之间的相关性分析，灰分与瓦斯含量相关度最高，呈负相关关系。煤层的宏观与微观结构与瓦斯的赋存和运移有密切的关系，在矿井勘探及建设阶段应加强这方面的工作。在构造煤的预测上，要加强对钻孔测井资料的分析利用，一般而言，构造煤的视电阻率电位表现为低异常，具有更高的自然电位，自然伽玛值表现为低异常，有更大的人工伽玛值。可以据此初步判定构造煤分布特征，然后综合其他指标，对突出危险区进行初步划分。6-6-煤层围岩的透气性对煤层瓦斯的保存有着直接影响，本矿井煤层直接顶板多为砂

7、泥岩、粉砂岩、泥岩等，砂岩顶板主要分布在矿井中部77-89线之间，另外在西部89线附近浅部也有分布，砂岩呈条带状东西向展布，有37个钻孔直接顶为砂岩，砂岩顶板在本区占到30%左右，主要分布在矿井中部，受此影响，矿井中部瓦斯赋存状态遭受破坏，瓦斯得到一定程度的释放，含量降低。全矿区煤层直接底板多为泥岩或砂泥岩，局部为粉砂岩，呈封闭型，利于瓦斯赋存。2.4地质构造与瓦斯分布矿井位于永城复背斜北端，基本构造形态呈北西西向单斜构造，受东西向构造体系和北北东向构造体系的控制和影响，构造形态局部复杂化。西部以近东西向占主导，受北北东向构造影响，构造线略有偏移，并产生一系列沿走

8、向或倾向的