浅谈回坡底煤矿地质构造对瓦斯赋存的影响-地质论文

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1、本科毕业论文浅谈回坡底煤矿地质构造对瓦斯赋存的影响Discussion on the back bottom of geological structure in coal mine on the effect of gas bearing学院（部）： 地球与环境学院 专业班级： 地质工程 学生姓名： 胡陶伟 指导教师： 郑建斌 副教授 2012 年 11 月 28 日浅谈回坡底煤矿地质构造对瓦斯赋存的影响摘 要随着国民经济对煤炭资源需求的不断增加，煤矿的开采强度和深度进一步加大，煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸和其他瓦斯事故已经成为影响煤矿生产安全和矿工生命安全的最重大的安全因素。瓦斯赋存条件和分布情

2、况主要是受区域地质构造控制，同时也受局部地质条件的影响。因此研究瓦斯必须与地质条件相结合，探索地质构造、沉积环境、地质活动与瓦斯生成、运移、赋存及释放的相互作用关系。因而选择研究回坡底矿区的地质构造对煤层瓦斯的控制作用，掌握瓦斯分布规律和储存状态，防治矿井瓦斯灾害，确保煤矿安全生产，有着重大的意义。关键词：地质构造 瓦斯 断层 Discussion on the back bottom of geological structure in coal mine on the effect of gas bearingAbstractWith the development of national

3、 economy of coal resources on demand unceasing increase, coal mining intensity and depth is increased further, coal and gas outburst, gas explosion and other gas accident has become the impact of coal mine production safety and miner life safety is the most important factor of safety.Gas occurrence

4、conditions and distribution is mainly affected by the regional geological structure control, but also by the local geologic conditionsThe effect of. So the study of gas and geological conditions of combining exploration, geological structure, sedimentary environment, geological activity and gas gene

5、ration, migration, accumulation and release of interaction. Therefore to study the bottom slope mining area geological structure to coal seam gas control action, grasp the gas distribution rule and the storage state, prevention and control of mine gas disaster, and ensuring safe production of coal m

6、ines, is of great significanceKey words: gas fault geological structure目 录1 绪论11.1选题背景11.2国内研究现状11.3国外研究现状31.4研究内容32矿区概述及井田地质特征52.1矿区概况52.1.1交通位置52.1.2地形地貌及河流52.1.3气象52.1.4地震52.1.5矿井周边小窑情况62.1.6农业概况及建材供应等情况62.1.7水源情况62.1.8 电源情况62.1.9井田界限62.2 井田地质特征72.2.1 地层72.2.2 煤层102.2.3 煤质112.3 断层与褶皱122.3.1 断层122

7、.3.2 褶皱132.3.3陷落柱132.4水文地质143地质构造与煤层瓦斯的关系143.1 瓦斯143.1.1煤与瓦斯突出143.1.2瓦斯风化带153.2区域构造与瓦斯赋存的关系163.2.1 区域构造对瓦斯储存的影响163.3 小断层对瓦斯涌出的影响183.3.1 一般原理183.3.2 断层落差与瓦斯涌出量的关系19结论20参考文献21致 谢22附图表23安徽理工大学毕业论文1 绪论1.1选题背景 瓦斯是指在煤矿生产过程中，从煤层、岩层和采空区放出的各种有害气体的总称，且具有不同的组成成分和性质。甲烷是瓦斯的的主体成分，主要来自于煤层，它构成威胁煤矿开采的主要危险，所以狭义的矿井瓦斯一

8、般是指甲烷。 存在于煤系地层中的瓦斯，严重威胁矿工的人身安全和安全生产。当瓦斯浓度达到43%时，人会感觉到呼吸短促;当瓦斯浓度达到57%时，就可以使人窒息死亡。而且瓦斯气体分子直径只有0.41nm，扩散速度是空气的1.34倍，扩散性极强，因而能能在巷道中以很短的时间扩散开来。在矿山生产中，最严重的灾害是瓦斯突出问题。它是一种煤与瓦斯突然运动的动力现象，能摧毁井巷设施、破坏矿井通风系统，使井巷充满瓦斯和煤岩抛出物，造成人员窒息，煤流埋人甚至可引起瓦斯爆炸与火灾事故，导致生产中断等。 为预测和防治煤与瓦斯突出，各产煤国都投入了大量的人力、物力和财力，并建立了专门的研究机构对其进行研究，特别是对高、

9、突瓦斯矿井的研究。近年来，少数低瓦斯矿井由于瓦斯规律不明，平时对突发的局部瓦斯异常涌出疏于防范，重视不够，连续发生一系列重大的矿井瓦斯事故，给国家和人民的生命、财产造成不应有的损失，引起了煤炭行业的广泛关注，低瓦斯矿井的瓦斯研究工作也日益受到人们的重视。 瓦斯分布与煤的形成密切相关，又与煤层形成之后各种地质变化和构造变动密切相关，煤系地层在后期地质构造的改造作用下，煤体结构破坏、比表面积增大、地应力集中，为瓦斯的运移和赋存提供了条件;同时地质构造破坏了围岩的结构，影响瓦斯的渗透和扩散，因此地质构造是影响瓦斯的赋存主要因素，已经成为当今瓦斯研究工作的热点。1.2国内研究现状 我国对煤层瓦斯赋存和

10、分布地质条件的研究更为广泛。上个世纪60年代，抚顺煤矿安全研究所就开始了瓦斯赋存地质条件的研究，指出瓦斯的赋存与地质构造有关。我国较系统地开展瓦斯地质工作是在70年代，焦作矿业学院和四川矿业学院先后成立瓦斯课题研究组，开展了大量的瓦斯地质调研工作，均取得了相应的成果。80年代，焦作矿业学院杨力生(1983)领导的瓦斯地质编图组是全国瓦斯地质研究的普及;瓦斯区域论的提出标志着地质条件对瓦斯赋存控制理论的形成，阐述了瓦斯分布和突出分布的不均衡性、分区分带性与地质条件有关，并受地质因素制约。张祖银(1992)对我国瓦斯地质规律的研究指出，煤层中高瓦斯含量是突出的地质基础，构造煤是突出的必要条件，压性

11、和压扭性构造的发育是导致突出的重要因素，它有助于构造煤的形成和在地应力条件下有助于高压瓦斯的聚积。 20世纪90年代末至今，是我国煤炭行业高速发展的时期。随着国民经济的需要，煤炭开采的深度和难度也越来越大，瓦斯的赋存和分布情况越来越复杂，瓦斯灾害等矿难事故出现的频率越来越高。人们在研究瓦斯突出的机理和防治措施时，注意力集中到构造煤上。瓦斯分布与构造煤的形成密切相关，又与煤层形成之后各种地质变化和构造变动密切相关。在影响矿井瓦斯的诸多地质因素中，一致认为地质构造是非常重要的因素。 根据不同矿区以及同一矿井不同地段瓦斯分布的不均匀性这一现象，周克友在文献中论述了矿井瓦斯的分布与地质构造的关系，指出

12、了高瓦斯矿井和低瓦斯矿井都存在预防瓦斯事故的问题。王生全等通过分析地质构造与煤层瓦斯含量、涌出量及煤与瓦斯突出之间的关系，总结出地质构造控气(煤层瓦斯)的四种类型对矿井开展瓦斯预测与防治有指导作用。张国辉等用地质动力区划方法，分析了淮南煤田瓦斯赋存状态与区域地质构造的关系，认为淮南煤田处在两个相交的凹地区域，它决定了淮南煤田的富含瓦斯性，指出煤田处于长期沉降，具备了瓦斯突出的地质动力条件。刘红军通过对长平矿井的区域地质条件进行分析，结合井下采掘过程中发育的地质构造及其采掘工作面的瓦斯涌出情况，总结显现规律，揭示地质构造特征与瓦斯赋存条件两者之间的关系，为今后采掘过程中提高地质和瓦斯预测预报准确

13、度积累经验，可有效地指导井下生产，杜绝灾害事故发生。 不同的构造形态的性质和成因不同，因而对瓦斯的控制作用不同。康继武从对褶皱变形与煤层瓦斯聚集的关系，提出了褶皱控制煤层瓦斯的4种基本类型;从理论上解释了褶皱轴部具有聚集和逸散瓦斯双重性的原因，为褶皱发育区进行瓦斯灾害预测提供了依据。宋荣俊等在研究断裂构造对刘桥二矿的瓦斯分布起重要的控制作用，指出大中型张扭性断层及压扭性逆断层分别起一定的释放和封闭作用，瓦斯在小型的断裂构造附近易午集聚，在矿井生产过程中常造成瓦斯异常涌出等事故。宋三胜等根据生产实践中揭露的构造资料结合瓦斯监测资料，详细分析了瓦斯涌出与构造的关系，探讨了中小断层构造控制瓦斯的规律

14、，论述了中小断层构造与工作面瓦斯涌出的关系，为矿井安全生产及瓦斯治理提供了基础和依据。另外，影响瓦斯赋存的地质构造的探测技术己经很成熟，主要是红外线和地质雷达这两种探测方法。1.3国外研究现状在国外，以苏联、法国、英国、澳大利亚等国对瓦斯地质方面研究较为详细。其中，法国早在1914年已设立了“防治煤与瓦斯突出的专门委员会”，从地质的角度研究瓦斯的分布规律，防治突出。前苏联自50年代就开始了瓦斯地质研究，与1951年设立了“防止煤和瓦斯突出中央委员会”，通过研究，指出瓦斯的分布受地质因素控制，具有不均匀分布的规律性，与构造复杂程度、煤层围岩、煤变质程度有关。英国的DAVID P提出在煤系地层中地

15、质构造对瓦斯的赋存状态和分布情况的影响起主导因素门，建议加强地质构造的演化与瓦斯地质规律的研究。澳大利亚的Jshherd (1981)对地质构造与瓦斯突出的关系也作了广泛的研究。 目前，一致认为，煤层瓦斯的赋存状态和影响瓦斯灾害的地质条件是含煤地层经历历次构造运动演化的结果。Bibler等学者9在研究全球范围的瓦斯涌出现象时，指出矿区构造运动不仅影响煤层瓦斯的生成条件，而且影响瓦斯的保存条件。英国的Frodsham K等人认为地质构造对煤层的影响是在构造挤压、剪切作用下，煤层结构破坏，形成发育广泛的构造煤，为瓦斯的富集提供了载体。Huoyin Li等人通过模拟试验证实了构造煤是瓦斯的富集体，并指出构造煤广泛发育煤田中地质构造附近。1.4研究内容瓦斯赋存条件和分布情况主要是受区域地质构造控制，同时也受局部地质条件的影响。它们与地质历史上古构造应力的强弱有密切关系。井田地质构造控制煤厚变化，而地质构造、煤厚变化又控制或影响着煤体结构类型的分布，主要表现为瓦斯赋存的控制。因