新发矿瓦斯地质规律与瓦斯预测.pdf

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1、煤矿现代化2013年第2期总第113期新发矿瓦斯地质规律与瓦斯预测王天瑜‘，徐德宇【河南理工大学安全科学与工程学院。河南焦作454~o)摘要基于矿井地质因素与瓦斯赋存状况之间的关系，探讨了新发矿瓦斯地质规律，综合分析了本煤层瓦斯在断层等地质构造复杂区域的赋存特征，以及煤层围岩、煤层底板标高、煤层埋深对瓦斯赋存的影响。结果表明，地质构造是控制新发矿36A煤层瓦斯分布的主要因素，其次是煤层底板标高和煤层埋深。利用生产实测的瓦斯含量和瓦斯涌出量数据，建立了煤层底板标高与瓦斯含量、瓦斯涌出量的数学模型，并

2、进行了回归分析，对矿井深部水平瓦斯含量和瓦斯涌出量进行了预测，为瓦斯防治工作提供了依据。关键词瓦斯赋存；地质构造；瓦斯含量；瓦斯涌出中图分类号：P618．11文献标志码：A文章编号：1009—0797(2013)02—0054～04瓦斯是生于煤层、储存于煤层或围岩中的气体2矿井瓦斯赋存规律研究地质体，只要开采煤炭就会有瓦斯涌出。它的生成条件、运移规律以及赋存、分布规律都受着极其复杂的2．1地质构造对瓦斯赋存的影响地质作用控制。随着矿井开采深度的增加，煤层瓦斯新发矿地质构造复杂，主要表现在断层方面，

3、落含量也增加，在煤矿巷道掘进和开采过程中经常出差超过50m的张性和扭性大断层达到3O多条，压性现瓦斯涌出异常现象，严重威胁矿井安全生产。大量断层则少见。在北部地区多通达煤层露头，有利于瓦生产实际表明，低瓦斯矿井升级为高瓦斯矿井或煤斯的运移和逸散至地表，因此井田北部瓦斯含量较与瓦斯突出矿井的生产过程中，最容易发生瓦斯事小，大部分都在瓦斯风化带。在井田的中部或深部，故。研究矿井瓦斯地质规律，对指导矿井安全生产具断裂构造成组出现，形成了“人”字型和“多”字形构有重要的意义。造和地堑、地垒，在靠近断裂切割

4、的区域，煤的结构新发矿主采36A煤层自投产以来瓦斯等级鉴定遭到破坏，造成瓦斯的积聚，瓦斯压力增大。36A#煤为低瓦斯矿井，但随着开采规模扩大，开采深度的增层施工以来，先后揭露出了F25、F23、F22、F18、F11、加，煤层瓦斯含量逐渐增加、压力增大、瓦斯涌出量F9、F5等大断层。矿井向西延深巷道见断层时，现场逐年增高，在2011年4月36A右二巷已发生过一次测试的36A#煤层瓦斯绝对涌出量数据在增加，见表动力现象。总之，新发矿瓦斯治理难度越来越大。为1。随着开采深度增加，瓦斯含量必将增大，威胁

5、安全此必须尽快开展新发矿瓦斯地质规律研究，为矿井生产，所以地质工作者准确预测断层位置、性质将对瓦斯综合治理和煤层气开发利用提供重要依据。瓦斯事故的防治起到重要作用。表1揭露断层时36A煤层瓦斯绝对涌出量统计表1矿井概况新发矿隶属于黑龙江龙矿业集团股份有限公司鸡西分公司，位于黑龙江省鸡西市境内，井田边界东以F31断层，西以Fl断层为界，南以各煤层一900m标高为界，北以+50m标高为界。井田东西长8kin，南通过对瓦斯涌出量与断层落差进行回归分析可北宽4kin，面积32kin。1993年10月进行建

6、井，1997知，瓦斯涌出量具有随断层落差增大而增大的整体趋年l0月正式生产，矿井设计可采储量6067．8万t，矿势，两者之间的线性统计规律为：井设计能力为60万t／a，矿井服务年限72．2年。现有y=0．0545x～1．95(1)五个采区：两个生产采区(西一采区、西二采区)，一式中：Y为瓦斯涌出量，m3／t，X为断层落差，m；r为相个准备采区(东一采区)，两个开拓采区(西三采区、关系数，r=0．98。西四采区)。主采36A煤层煤厚0．32～2．29m，平均煤由式(1)可知，瓦斯涌出量随断层落差的增

7、长梯厚度1．12m，在2011年4月36A右二巷发生过一次度为0．0545(m3／t)／m，相关性高，是影响煤层瓦斯赋动力现象。存的主要因素。·54·煤矿现代化2013年第2期总第113期图136A煤层瓦斯涌出量与断层落差的线性关系2．2顶底板岩性对瓦斯赋存的影响煤层围岩的透气性好坏，直接影响着煤层瓦斯的图236A#煤层瓦斯含量与煤层埋深的关系赋存、运移或富集，透气性好的砂岩顶板，有利于煤由式(2)可知，瓦斯含量随煤层埋藏深度增长梯层瓦斯的逸散，煤层瓦斯含量相对较低，透气性差的度为0．0532(m

8、3／t)／m，相关性较高，是影响煤层瓦斯泥岩、砂质泥岩顶板，对煤层瓦斯的逸散起阻碍作含量分布的重要因素。用，含量则相对较高。2．4上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响36A#煤层，煤厚0．322．29m，平均煤厚度煤层上覆基岩厚度指煤层顶板到其上第一个不1．12m。该层是全区发育最好、最厚、最稳定的煤层之整合面的地层厚度。其大小往往直接影响成煤过程中一产生的瓦斯在煤层中保存条件好坏。新发矿地面标高，在西一采区以东及深部为复杂煤层结构，煤层分上、下两个层，上部层比下部层薄，中间夹有泥岩和一般