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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370395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，其中二2煤平均厚2.2
2、9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19.71 ml/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
3、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同，在不同深度变化较大为8.228.5M/M3/T。2.2煤系盖层与基底的影响煤层
4、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
5、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煤层顶部多发育0.50.7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
6、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。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
7、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，并产生一系列沿走向或倾向的短轴褶曲或小型起伏，东部则以北北东向断层为主，形成一系列北东向大型断裂组合及褶曲构造，中部发育北东向和近东西向断层。本区断裂构造受后期改造，力学性质一般为压扭性，透气性不良，对瓦斯赋存有利。几组不同构造对瓦斯赋存
8、的影响有何差异尚有待于今后在生产实践中去探索和总结。褶曲构造在本矿区主要为一些小型的短轴宽缓褶曲，规模较小，对瓦斯赋存不起主导作用，但因煤层顶底板透气性差异的影响，如前所述，顶板含砂率低而底板含砂率高，根据瓦斯运移规律，在向斜的两翼及背斜的轴部，瓦斯将大量富集。2.5岩浆活动对瓦斯赋存的影响高温的岩浆热作用侵蚀煤层或使煤变为天然焦，使煤中的沼气受高温作用氧化为二氧化碳，而且天然焦具有很多的气孔和收缩裂纹，是排放气体的良好通道，不利于瓦斯聚集。，如75-1孔三2煤瓦斯含量超过二2煤，原因是二2煤层顶板有岩浆岩侵入所致；靠近天然焦分布区的煤层瓦斯含量普遍降低。3.结论a.埋深决定瓦斯分带，-600
9、以上为瓦斯风化带，-700以上为低瓦斯带，以深为高瓦斯带。b.直接顶岩性和顶板含砂率决定瓦斯赋存，控制瓦斯分区；矿井东部瓦斯赋存条件好于西部和中部，中部-800以浅为砂岩顶板，瓦斯含量有所降低。c.煤层顶底板岩性与构造作用联合控制瓦斯的局部富集；在断层附近、向斜两翼及背斜轴部瓦斯含量将进一步增加。是突出点的重要分布区。d.岩浆岩侵入破坏了煤层，不利于瓦斯赋存。4.建议a.煤层坚固性系数F值较低，但岩芯描述中多显示为、类煤，加强对钻孔测井资料的分析研究，初步判定构造煤的发育规律，在建井阶段应做好煤层煤岩类型观测，加深构造煤发育规律的认识，做好矿井瓦斯防治工作。b.加强构造观测，深入对构造规律的认识，进一步查清地质构造与瓦斯赋存的相互关系。c.矿井瓦斯作为一种重要资源，对其开发利用正日益引起重视，应加强对瓦斯资源量的预测及应用技术的研究与合作。作者简介：洪黎明 男 1969年出生 1992年毕业与长春地质学院 工程师地址：河南省永城市光明路 河南神火煤电股份有限公司薛湖筹建处 邮编：476600联系电话：13781544880E-mail:6
