方庄二矿二1煤层瓦斯赋存规律及影响因素分析-论文.pdf

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1、2014年第6期中州煤炭总第222期方庄二矿二1煤层瓦斯赋存规律及影响因素分析罗宪，沙国顺(河南省煤田地质局三队，河南新乡453003)●摘要：根据勘查和生产资料，分析研究了方庄二矿瓦斯赋存规律。研究表明，方庄二矿二煤层由浅至深瓦斯含量逐渐增高，至矿区深部，受断层影响，瓦斯含量又趋降低。所以，煤层埋深和地质构造是影响方庄二矿瓦斯赋存的主要因素。关键词：瓦斯赋存规律；煤层埋深；地质构造中图分类号：TD712．2文献标志码：B文章编号：1003—0506(2014)06—0101—02方庄二矿位于河南省焦作煤田东北部，开采下2矿区瓦斯赋存规律

2、研究二叠统山西组二。煤层。建井以来，共发生煤与瓦斯突出3次，最大突出煤量为50t，最大突出瓦斯量2．1瓦斯含量测试为1400m，为煤与瓦斯突出矿井。研究该矿瓦斯方庄二矿二煤层瓦斯含量测试分两部分：①赋存规律，对于瓦斯涌出量预测、突出区域预测和制收集勘查期间钻孔瓦斯含量数据；②整理生产期间订相应的防治措施具有重要的指导作用。井下实测瓦斯含量数据。瓦斯样品均采用解吸法进行测试，由于样品质量、操作失误和测法缺陷等因素1矿区构造特征影响，利用时要经必要的可靠性分析：①煤样灰分含方庄二矿位于九里山断层(F。)北侧，挟持于方量超过40％，瓦斯含量测值

3、应剔除；②煤心长度小庄断层(F)和小庄断层(F：)之间，总体为一地层走于0．40m或煤样质量少于250g，瓦斯含量测值仅向175。～195。、倾向85。一105。、倾角17。左右的单作参考；③瓦斯罐密封不严、脱气时漏气、无残余瓦斜构造。构造形式以断层为主，局部发育有宽缓的斯成分等情况，测值不合格；④一个钻孔有2个或2波状起伏和小型褶皱。矿区共发现断层81条，除边个以上合格样时，取瓦斯含量较大值作为利用值。界断层(F。、F、F)外，落差大于30m断层仅3条按照可靠性评价原则进行审核筛选，该矿瓦斯(图1)。测试值见表1。经测试，在埋深4l0．

4、70～840．62m范围，二煤层CH成分29．49％～98．07％，CH含量0．60～30．46m／t(其中，28．9孔数据偏低，该孔位于矿区深部，受九里山断层(F。)的影响，瓦斯含量和成分普遍较低，为氮气一瓦斯带)。2．2瓦斯赋存规律据测试数据可知，方庄二矿二煤层CH含量多数在10m／t以下，大部属低一中等瓦斯含量煤层，煤层埋深300m以浅为瓦斯风化带，300m以深瓦斯由氮气一瓦斯带逐渐向沼气带过渡，受地质因素影响，瓦斯赋存具有规律性和不均衡性。(1)在构造简单与远离大断层的区域，二煤层图1方庄二矿构造及瓦斯分带示意瓦斯含量总体随煤层埋

5、深增加而增大，瓦斯梯度为0．0205m／(t·m)。收稿日期：2014—02—25(2)受构造和地下水影响，瓦斯赋存分布不均作者简介：罗宪(1969一)，男，河南信阳人，高级工程师，1991年匀，瓦斯含量变化较大。在方庄断层(F．)、小庄断毕业子北京煤炭工业学校，现从事煤田地质勘探技术工作。·101·2014年第6期中州煤炭总第222期表1方庄二矿二煤层瓦斯测试数据(3)围岩封闭条件。煤层围岩的隔气性和透气性能直接影响到瓦斯的保存。孑L隙与裂隙发育的砂岩、砾岩和灰岩的透气系数非常大，一般比致密而裂隙不发育的泥岩、砂质泥岩等岩石透气系数高出

6、千倍。该矿二煤层直接顶板多为灰黑色砂质泥岩、泥岩，厚度平均5．30m，局部为黑灰色粉砂岩及深灰、黑灰色中细粒砂岩。底板多为灰黑色砂质泥岩，平均厚1．84m，局部为砂岩。可见，煤层顶、底板普遍存在泥岩，整体上有利于瓦斯的保存。(4)地质构造。①边界断层。矿区构造以地垒、地堑为主，瓦斯受构造影响明显，方庄断层(F．)与F断层形成地垒，地层抬升，使煤层与透气性较好的山西组、下石盒子组砂泥岩相对接，煤层瓦斯逸散条件相对较好，有利于煤层瓦斯向外界运移和扩散，是造成该矿二煤层瓦斯含量相对较低的主要原因。②富水断层。位于区外深部九里山断层(F)，断距3

7、00m左右，使矿区煤系地层与奥陶系灰岩含水层相对接，在断裂带形成地下水强径流带，构成矿区南区的给水边界；同时，九里山断层(F．)与矿井降水漏斗之间形成地下水径流带。在地下水层(F)、九里山断层(F，)和矿井降水漏斗之的补给、径流与排泄过程中，水分子不仅占据了煤的间区域瓦斯含量较低，一般小于5m／t，接近韩庄断微孑L隙空间，排挤煤层中呈游离状态的煤层瓦斯，而层(F)尖灭端瓦斯含量较高，多在10m／t以上。且还降低了煤微孑L隙表面对甲烷的吸附能力，使部(3)在富水断层与二，煤层对接处，瓦斯含量相分煤层瓦斯因溶于水而被携带散失，从而降低了邻对较

8、小。例如九里山断层(F。)附近瓦斯含量普遍近煤层瓦斯含量。③断层尖灭端。断层尖灭端是构较低，为0．60～8．77m／t。造应力集中，构造破坏严重的部位，此处由于构造应力集中，构造煤发育，有利于