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矿井瓦斯赋存规律的探讨瓦斯是地质作用的产物，现今煤层瓦斯的赋存状态是含煤地层经受复杂地质历史演化作用的结果，受着瓦斯生成、运移、保存条件综合地质作用的控制。
研究煤层中瓦斯的赋存状况是矿井瓦斯研究中的重要一环。
多年的实践证明，只有运用板块构造理论、区域地质演化理论、瓦斯赋存构造逐级控制理论才能揭示瓦斯赋存机理、规律。
1.煤层瓦斯赋存理论煤体中赋存瓦斯的多少不仅影响煤层瓦斯含量的大小，而且对煤层中瓦斯流动及其发生灾害的危险性的大小也有很大的影响。
因此，煤层中瓦斯的赋存状况的研究是矿井瓦斯研究中的重要部分。
1.1煤中瓦斯的赋存状态煤体是一种含有大量空隙和裂隙的复杂的多孔固体，这样就会有很大的自由空间和空隙表面形成。
因此，煤中瓦斯一般以游离状态和吸附状态两种形式赋存。
煤是通过物理吸附对瓦斯形成吸附作用，其吸附作用是瓦斯分子和碳分子间相互吸引的结果，而吸附瓦斯又分为吸着瓦斯和吸收瓦斯，通常吸收瓦斯是指进入煤体内部的瓦斯，吸着瓦斯是指附着在煤体表面的瓦斯。
1.2煤层瓦斯赋存的垂向分带当煤层具有露头或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，在煤层内气体会朝两个不同方向的运移，一是煤化过程中生成的瓦斯经煤层、上覆岩层和断层不断由煤层深部向地表运移，一是地面空气、表土中的生物化学和化学反应生成的气体向煤层深部渗透扩散，从而使赋存在煤层中的瓦斯表现出垂向分带特征。
一般将煤层由露头自上向下分为4个带：co2-n2带、n2带、n2-ch4带、ch4带，其中前三个带总称为瓦斯风化带。
煤层瓦斯的带状分布是煤层瓦斯含量及巷道瓦斯涌出量预测的基础，也是搞好瓦斯管理的依据。
1.3影响煤层瓦斯赋存及含量的主要因素目前的研究成果认为，影响煤层瓦斯含量的主要因素有：煤层储气条件、区域地质构造和采矿工作。
（1）煤层储气条件。
煤层储气条件是煤层瓦斯赋存及含量的重要基础。
煤层的埋藏深度、煤层和围岩的透气性、煤层倾角、煤层露头以及煤的变质程度等是储气条件的主控因素。
2012年04月第12期科技视界Science &Technology Vision0引言顾桥煤矿隶属于淮南矿业(集团)有限责任公司,位于安徽省淮南市凤台县西北部,距凤台约20km,于2003年11月开工建设,2007年4月28日正式投产,矿井设计生产能力5.0Mt/a,现核定生产能力为9.0Mt/a。
分两个生产水平,第一水平-780m,第二水平-950m,顾桥矿属高瓦斯矿井,矿井总体为一南北走向、向东倾斜的单斜构造,地层平缓,瓦斯赋存条件较好。
井田内地层主要有奥陶系中下统、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组及下石盒子组、二叠系上统上石盒子组及石千峰组,可采煤层集中分布在煤系地层二叠系的中、下部,煤系地层厚约450m,可采煤层共9层,全区可采的主要煤层为13-1煤、11-2煤、8煤、6-2煤及1煤。
根据勘探钻孔资料,各主采煤层中瓦斯含量较高,从井下实际揭露13-1及11-2煤层瓦斯情况来看,瓦斯相对涌出量及绝对涌出量均较大,瓦斯压力较高。
1地质概况1.1地质构造顾桥煤矿位于陈桥背斜东翼与潘集背斜西部的衔接带,总体构造形态为走向南北,向东倾斜的单斜构造,地层倾斜平缓,倾角5~15°,并发育不均匀的次级宽缓褶曲和断层。
根据次级褶曲和断层的发育特征,可以划分为四个区(见图1):北部宽缓褶曲挤压区;中部简单单斜区;南部“X ”共轭剪切区;南部单斜构造区。
①北部宽缓褶曲挤压区:位于煤矿北部,大致相当于F86~F81断层之间。
地层向东倾斜,倾角平缓,为5~150,因次级褶曲发育,使地层走向呈波状形态。
次级褶曲有小陈庄背斜、胡桥子向斜、后老庄背斜,它们起伏幅度不大,常被断层切割,形态宽缓,褶曲向东倾伏,延伸距离短,轴向北西西~东西,与丁集东北部的次级褶曲轴向相同。
区内断层发育,主要断层有F81、F84、F85、F86断层组,断层组总体走向均为东西向。
F81断层组总落差超过500m,是井田北部边界断层。
煤矿瓦斯地质规律与瓦斯预测构建煤矿瓦斯是一种危险气体，对煤矿安全生产带来了很大的威胁。
因此，了解煤矿瓦斯地质规律和瓦斯预测是非常重要的。
本文将介绍煤矿瓦斯地质规律和瓦斯预测的构建。
一、煤矿瓦斯地质规律1. 煤矿瓦斯的来源煤矿瓦斯是由地下煤炭储层中的有机物分解产生的一种混合气体，其主要成分是甲烷，还含有乙烷、丙烷等成分。
煤炭煤质、厚度、成熟度及埋深深浅等因素都会影响煤炭中瓦斯的含量。
2. 煤矿瓦斯的运移规律煤矿瓦斯是通过煤体孔隙、纹理、裂隙和煤体之间的孔隙、裂隙、缝隙等通道向矿井空间中运移的。
因此，了解煤炭储层的孔隙结构、煤体的物理性质以及煤层压力等因素对瓦斯运移规律的研究十分重要。
3. 煤矿瓦斯的分布规律煤炭储层中的瓦斯是不均匀分布的，瓦斯的含量和分布随着煤层的厚度、成熟度、埋深的不同而不同。
煤炭中的瓦斯含量也存在季节性变化和空间变化等特点。
二、瓦斯预测的构建瓦斯预测的目的是为煤矿生产提供可靠的瓦斯防治措施和运输安全保证。
以下是瓦斯预测需要进行的步骤：1. 收集煤炭地质、矿井工程和瓦斯监测等相关数据。
在进行瓦斯预测前，需要从煤炭地质、矿井工程和瓦斯监测等方面进行充分调查，获取可靠的数据信息。
2. 确定瓦斯含量的计算公式。
根据采集到的煤炭地质数据和瓦斯监测数据，运用统计学方法为不同区域确定瓦斯含量的计算公式。
3. 制定瓦斯预测方案。
利用得到的煤炭地质数据、瓦斯监测数据、瓦斯含量计算公式等信息，制定瓦斯预测方案。
4. 进行瓦斯预测和评估。
根据瓦斯预测方案，预测矿井生产过程中可能出现的瓦斯突出和爆炸事故。
同时，根据煤炭储层地质条件、煤层压力、煤层渗透性等因素，对瓦斯预测的准确性进行评估。
5. 制定防治措施。
依据瓦斯预测和评估结果，制定瓦斯防治措施，包括加强瓦斯监测、改进通风系统、加强瓦斯抽放、设置瓦斯灭火器等措施，以保证矿井生产的安全。
总之，煤矿瓦斯地质规律和瓦斯预测是保障煤矿生产安全的重要工作。
瓦斯预测的构建需要针对性强、可靠性高的瓦斯含量计算公式和相关研究结果的支撑，同时还需要加强相关技术的研发和应用，提升煤矿生产的安全性和效率。
矿井瓦斯地质规律研究与分析于之江 姬战锁(开滦钱家营矿业分公司河北唐山063301)摘要:通过对矿井地质条件变化的分析,以瓦斯地质理论为指导,以煤层瓦斯赋存规律为基础,结合钱家营矿业分公司现场瓦斯参数测试及瓦斯规律分析,确定瓦斯与地质条件之间的变化规律。
关键词:瓦斯 地质 规律中图分类号:T D712+.2 文献标识码:A 文章编号:1006-0898(2010)04-0029-031 断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响1.1 褶皱构造钱家营井田构造以褶曲为主,东部为毕各庄向斜西翼和小张各庄向斜西翼,向西依次为南阳庄背斜、高各庄向斜,再向西逐渐过渡到井田中部的单斜区,此单斜构造向西南延展约12km,又开始出现褶曲,自东向西依次为李辛庄向斜、刘唐保背斜。
西部为深港向斜东翼。
褶曲多呈不对称状,背斜东南翼倾角较大,一般20°左右,西北翼倾角平缓,一般10°左右。
向斜则相反,东南翼倾角缓,西北翼倾角大。
矿井瓦斯受井田东北部褶皱构造影响较大,以高各庄向斜与南阳庄背斜轴部交汇部位,表现得尤为突出,如图1所示,瓦斯涌出量存在高值区。
由于矿井主要受伸展构造作用,煤层顶、底板裂隙发育,瓦斯逸散较容易,煤层瓦斯含量较低,其他部位受褶皱控制的瓦斯分布特征不是特别明显,但仍具有向斜相对偏高,背斜相对较低的特征。
1.2 断层构造断层的类型和小断层的发育程度对瓦斯涌出有一定的影响,一般而言,张性断层有利于瓦斯的排放,而压性断层对瓦斯的排放起着阻碍的作用。
钱家营矿区内主要以正断层发育为主,逆断综上所述,方案一是较为合适的布置形式。
7 效益分析7.1 经济效益经过认真调研,认为动筛跳汰井下洗选系统是可行的。
利用动筛在井下排矸,分选效率可以达到90%,按年入选82万t计算,则可回收有用资源28.38万t,弃除53.62万t矸石,按166元/ t计算,在运输提升能力一定的情况下,增加产量53.62万t,可增收8900.92万元。
煤层⽡斯赋存规律及突出特征义煤集团伊川县涵利昌煤业公司与其周边矿井关系图、周边矿井⽡斯情况单位：义煤集团伊川县涵利昌煤业公司⽇期：2011年9⽉17⽇⼀、⽡斯赋存规律1.⽡斯地质单元内邻近矿井⽡斯含量测定涵利昌煤矿与新兴煤矿、天源煤业第⼋有限公司、国民煤业以及永昌煤业统属⼀个⽡斯地质单元。
其西侧为新兴煤矿，东侧由近及远分别为天源煤业第⼋有限公司、国民煤业以及永昌煤业。
河南理⼯⼤学煤矿安全⼯程技术研究中⼼在开展本项⽬前，曾经在本⽡斯地质单元内测定了⼤量的煤层⽡斯含量，测定结果见表1。
表1 邻近矿井煤层原始⽡斯含量由表1可以看出，测定地点的埋藏深度集中在420~520m范围内，测定的原煤⽡斯含量在6.11~9.54m3/t之间，平均为7.82m3/t；总体上看，煤层⽡斯含量⽐较⾼。
由表还可以计算出，天源⼋公司、国民煤业以及永昌煤业的100m⽡斯梯度分别1.51m3/t、1.58m3/t和1.58m3/t，由东向西，煤层⽡斯含量逐步增加，趋势明显。
2.煤层⽡斯含量测定煤层⽡斯含量是煤层⽡斯的主要参数。
本次测定采⽤直接法测定⼆1煤层的⽡斯含量，执⾏标准为《煤层⽡斯含量井下直接测定⽅法》(GB/T 2350-2009)。
开展预测⼯作期间，在矿井的采掘区域内，结合矿井实际，在副斜井11巷⼝⾄8巷⼝间共布置10个测点（⽡斯含量测点布置见图1），最深部测点标⾼为+310.8m，最浅部测点标⾼+479.3m，测点埋深处于110.7~279.2m之间。
采⽤煤层⽡斯含量的直接测定⽅法，共测定煤层原始⽡斯含量和⼯业分析10套，测定结果见表2。
测定结果表明，煤层⽡斯含量为1.09~3.89m3/t，最⼤值为3.89m3/t。
与单元内其他矿井实际测定的数据相⽐，由于测定地点埋深较浅，所测⽡斯含量较⼩。
图1 ⽡斯含量测点布置⽰意图本次井⽥范围内煤层⽡斯含量测定地点的标⾼在+479.3~+310.8m之间，最深标⾼为+310.8m，已经超出预测研究要求的最深开采标⾼，⽡斯含量测定地点和范围符合《防治煤与⽡斯突出规定》和《煤与⽡斯突出危险性区域预测⽅法》（GB/T 25216-2010）等相关要求。
煤层瓦斯的一般分布规律①赋存于煤层内的瓦斯表现出纵向分布特性，越深煤层瓦斯越多②煤层瓦斯沿纵向一般分布为两个带：瓦斯风化带和甲烷带（2）瓦斯的分化带①Ⅰ“CO2—N2”、Ⅱ“N2”、Ⅲ“N2—CH4”带的统称瓦斯分化带②各带不仅瓦斯组成成分不同，而且瓦斯含量不同（风化带的特点）③瓦斯风化带形成的原因是地质因素综合作用所致（Ⅰ）剥蚀过程（作用）——使瓦斯风化带减少（Ⅱ）风化作用——长期风化使自由排放瓦斯时间越长，瓦斯风化带深度增加（Ⅲ）地质构造作用——地质破坏程度愈高，瓦斯排放的不均匀性和风化带深度就愈大（Ⅳ）地应力的作用——致密透气性差的覆盖层可阻止瓦斯风化带的扩大④不同矿区瓦斯风化带的深度在比较大的范围内变化⑤确定瓦斯风化带下部边界的条件（Ⅰ）烷及重烃浓度之和（CH4+CNCH2N+2+CNH2N+。
）=80% （Ⅱ）煤层瓦斯压力P=0.1-0.5MPa（Ⅲ）相对瓦斯涌出量q1=2-3 m3/t（煤）（Ⅳ）煤层瓦斯含量Q=1-7 m3/t（煤）（根据不同牌号的煤取不同的值）⑥瓦斯风化带是划定低瓦斯矿井，低瓦斯区域的基本条件（3）甲烷带①瓦斯风化带下边界以下的煤层区域称甲烷带②甲烷浓度>80%③瓦斯压力(2-3MPa )较大,瓦斯含量较高,并随深度有一定规律增加④将出现特殊的瓦斯涌出、瓦斯喷出、煤与瓦斯突出⑤受地质构造作用，会出现高瓦斯富集区（瓦斯包）煤的总孔隙体积占相应煤的体积的百分比称为煤的孔隙率，以%表示。
（2）煤中孔隙分类微孔—其直径<10-5mm，它构成煤中的吸附容积；（占50%以上）小孔—其直径=10-5～10-4mm，它构成毛细管凝结和瓦斯扩散空间；（占28%以上）中孔—其直径=10-4～10-3mm，它构成缓慢的层流渗透区间；大孔—其直径=10-3～10-1mm，它构成强烈的层流渗透区间，并决定于具有强烈破坏结构煤的破坏面；可见孔及裂隙——其直径>10-1mm，它构成层流及紊流混合渗透的区间，并决定了煤的宏观（硬和中硬煤）破坏面。
中国煤层瓦斯的分布特征
华北地区东部由于受印支期太平洋板块俯冲而隆起，缺失三叠纪地层，使得二叠纪煤系地层瓦斯保存条件变差。
华南地区长期受太平洋板块挤压，煤层不稳定，构造煤发育，80%以上为高瓦斯矿井。
西北地区由于受南北挤压，盆地大面积抬升，煤层距地表浅，并受到风化剥蚀作用，80%以上的矿井是低瓦斯矿井。
东北地区沉积于大兴安岭东侧的侏罗纪煤层以褐煤为主，并遭受风化剥蚀，90%以上为低瓦斯矿井；沉积于松辽盆地的晚侏罗纪-早白垩纪煤层，受岩浆岩活动影响，煤化程度高，透气性差，多为高瓦斯矿井。
总体规律：
我国瓦斯分布的总体规律是：南方瓦斯大，北方瓦斯较小。
煤层瓦斯赋存及流动规律的研究和分析摘要:瓦斯灾害是煤矿安全工作中的突出问题。
因此，瓦斯研究工作对于煤炭工业的健康持续发展乃至全国生产安全状况好转具有十分重要的意义。
掌握瓦斯的赋存状态及流动规律对防治瓦斯工作尤为关键。
瓦斯的生成与煤的成因息息相关；煤中瓦斯的赋存状态一般有吸附状态和游离状态两种；矿井中煤层瓦斯的涌出对于生产和安全有着极大的影响，它与矿井的开拓布置、采掘方法、机电设备的选择、矿井通风和安全管理制度均有着密切的关系。
煤层瓦斯的运移是一个复杂的运动过程，它与煤层的结构和煤层中瓦斯赋存状态密切相关。
在大裂隙带中可能出现紊流.而在微裂隙中则属于层流运动在微孔中还存在扩散分子滑流。
在一般情况下，以达西定律为基础来研究煤层瓦斯流动规律还是可行的但是在客殊情况下，如石门揭开煤层、瓦斯喷出或突出，则必须按当时条件加以修正。
关键词:瓦斯赋存;流动规律;瓦斯流动理论;瓦斯运移1 前言我国是以煤炭为主要能源的国家。
目前及今后相当长的时期内煤炭在我国的一次能源结构中仍占50％以上。
煤矿瓦斯是煤的伴生物、同煤共生并存储在煤与围岩中的气藏资源，在煤炭开采过程中它通常以涌出的形式排放出来。
在一定的条件下，还可能以喷出或突出的形式突然释放、发生煤与瓦斯突出动力现象而且瓦斯进入采掘空间后在条件具备时还会发生瓦斯爆炸，造成重大的人员伤亡事故。
在我国煤矿事故中瓦斯事故占全国煤矿重大事故总数的70％以上，防治瓦斯灾害已成为煤矿安全工作中迫切需要解决的问题。
国内外各主要产煤国都投入了大且的资金、人力物力进行矿井瓦斯灾害发生视理、预测预报和防治技术的研究工作。
数十年来，在矿井瓦斯涌出量预测、矿井瓦斯抽防、完善通风技术、抑爆隔爆技术、瓦斯监测、预测和防治煤与瓦斯突出等方面进行了大量的研究，初步形成了瓦斯灾害防治的技术体系在矿井瓦斯防治理论和技术上都取得了长足的进步，瓦斯灾害事故得到了有效的控制，并且在实际工作中积累了丰富的经验。
