红寨煤矿煤层瓦斯压力主控因素与分布规律研究

矿井瓦斯的影响因素及预防治理【摘要】煤矿有五大灾害，瓦斯事故是煤矿事故中较为严重的一种类型，尤为表现在瓦斯窒息和爆炸事故方面。

论文就矿井瓦斯的影响因素，探讨了瓦斯的形成，并从瓦斯的安全管理，火源安全管理、人员的安全教育方面给出了瓦斯事故的防治措施。

【关键词】煤矿安全；瓦斯事故；瓦斯影响因素；事故防治我国是世界第一大产煤国，煤炭行业无疑成为关系我国国家经济命脉的重要基础行业，然而，煤炭行业又是我国安全生产形势最为严峻的行业之一，近年来，煤矿安全事故频频发生。

如山西临汾市洪洞县原新窖煤矿事故、焦煤集团屯兰煤矿事故、黑龙江龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿事故、贵州黔西南州兴仁县振兴煤矿事故均为瓦斯事故，一系列惨痛的教训让我问对瓦斯的存在心存恐惧。

煤矿瓦斯爆炸必须同时具备两个条件：一是空气中瓦斯含量达到一定浓度；二是存在引爆的火源，且时间长度大于瓦斯引火感应期长度。

所以，在煤矿实际作业环境中，对瓦斯的防控重点应在防止瓦斯积累和限制火源上，近年来，虽然对瓦斯防治工作已取得阶段性成效，但仍没有从根本上遏制中大瓦斯事故的发生。

本文从引起瓦斯的形成因素出发，探讨了煤的自身性质和煤层赋存条件对瓦斯含量的影响以及地质结构对瓦斯的影响，最后又从管理角度给出了瓦斯事故防治的措施。

1 矿井瓦斯影响因素瓦斯主要在煤的形成过程中形成的，在煤的碳化变质过程中，随着煤的化学成分和结构的变化，继续有瓦斯不断形成，成因可分为三种形式，及生物化学作用形成，煤质变质形成和油田气的瓦斯侵入。

影响瓦斯生成量的因素很多，可概括为两大类：一类是影响瓦斯生成量多少的因素。

如生煤前含有机物越多，瓦斯生成量就越大；另一类因素是瓦斯的保存和放散条件。

如地质构造、煤的孔隙、对瓦斯的吸附等。

矿井中煤岩体内瓦斯含量与实际生成量之间的差别很大，不同的煤田、同一煤田。

不同矿井、同一个矿井不同采区的瓦斯含量也是大不相同的。

造成这样的因素很多，主要表现在以下两个方面：1.1 煤的性质煤的空隙率大，储存游离瓦斯的空间就大，瓦斯的吸附能力就大，瓦斯就容易逸散，另外，水对瓦斯的储存也有一定影响，它不仅占据了空隙和吸附面，而且还可以溶解和带走瓦斯，因此煤层含水越多，瓦斯相应就少.1.2 煤层赋存条件首先是煤层的埋藏深度，煤层越浅，瓦斯越容易逸散到大气中，瓦斯含量就越小，如果煤层为较厚的冲击层所覆盖，瓦斯难以逸散，煤层所含瓦斯就较多。

地质构造复杂矿井煤层瓦斯压力测定的影响因素作者：赵文清但章玉潘孝康来源：《西部资源》2016年第05期摘要：阐述了测量矿井瓦斯压力的意义，同时对瓦斯压力的测试方法及主要原理进行了简介。

针对一些矿井具有较为复杂的地质构造，结合矿井的现场数据，通过对比分析影响矿井瓦斯压力测量结果的主要因素，得到了以下结论：（1）针对矿井的地质构造特征，合理选择测压地点，充分考虑煤层赋存特性对测量结果的影响；（2）精确设计施工钻孔、优化钻孔参数、恰当选择封孔深度和封孔时间；（3）合理整合和改进现有测压方法，分阶段、分区域合理选择测压方法。

关键词：测压方法；瓦斯压力；地质构造；钻孔煤层中的瓦斯压力是矿井安全生产时必须获取的基础参数，也是研究矿井瓦斯灾害、瓦斯解吸和涌出规律以及评价煤层瓦斯含量和瓦斯抽放等的基本瓦斯参数。

测量煤层瓦斯压力的方法有很多，但是由于不同的矿井的地质条件差异性较大，需要选择合适的测量方法。

因而，如何在短时间内精确、有效地获取煤层原始瓦斯压力，一直是国内外相关领域的主要研究课题，其对于矿山安全管理与高效生产等方面都具有重大的指导意义和现实意义[1～2]。

1. 测压方法一般情况下，矿山对煤层瓦斯压力测量的方法主要为直接测定法，有时也采用间接测定法。

在岩巷或者煤巷向测量煤层打钻孔，采用封孔材料和压力表等来检测煤层瓦斯压力的方法称为直接测定法；间接测定法则是以煤层瓦斯运移赋存特征、煤层透气性系数、煤层瓦斯含量系数曲线等为基础，在检测区域附近收集煤层瓦斯涌出量或统计采掘过程中瓦斯涌出量等参数，通过计算推测出瓦斯压力。

目前，国内外主要采用直接测定法获取煤层瓦斯压力参数[1]。

直接测定法的主要原理是通过打钻，将钻孔布置在煤层深部，在孔内放置一根管道与外部连通，在管道口接上气体压力表，封闭钻孔，防止气体外泄。

在打钻过程中。

钻孔附近的瓦斯放散到巷道中，孔内的压力与巷道气压相同，钻孔附近的煤层中由于含有较高浓度的瓦斯，会逐渐向孔内渗流，钻孔内瓦斯压力逐渐增大。

煤层瓦斯含量、压力与突出敏感指标关系考察分析摘要：针对直接测定突出煤层瓦斯含量、压力，并结合工作面采掘过程中实测的突出危险性预测敏感性指标K1值、S A值以及防突打孔过程中的动力现象，考察分析煤层瓦斯含量、压力与突出敏感指标及打孔过程中动力现象之间的关系，综合判定煤层的突出危险。

关键词：瓦斯含量突出敏感指标对比考察前言松藻煤矿系煤与瓦斯突出矿井，可采和局部可采煤层有K3b、K1和K2b共3层，均具有突出危险性。

其中主采煤层K3b为严重突出危险煤层，K1突出危险性次之，K2b突出危险性最弱。

从建矿开采至今，全矿共发生煤与瓦斯突出45次，其中最大一次突出470吨煤炭，平均每次突出53.7吨。

随着矿井向深部水平延深，煤层瓦斯压力、瓦斯含量增大，突出危险性增加，瓦斯灾害的治理难度越来越大，给矿井的安全生产带来了严重威胁。

煤层瓦斯含量、压力是矿井瓦斯治理的基础参数，也是预测煤与瓦斯突出危险性的重要参数之一。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》，防突工作坚持“区域防突措施先行、局部防突措施补充”的原则。

突出矿井采掘工作做到不掘突出头，不采突出面。

开采保护层或预抽煤层瓦斯区域防突措施后，采用实测煤层瓦斯压力或瓦斯含量对区域措施效果进行检验，若煤层残余瓦斯压力降到0.74MPa或残余瓦斯含量降到8.0m3/t以下，则区域措施效果检验达标。

因此，为了准确掌握矿井突出煤层瓦斯含量、压力与突出敏感指标的关系，结合矿井防治煤与瓦斯突出技术现状，对松藻煤矿突出煤层瓦斯含量、压力与突出敏感指标关系考察显得十分重要。

1.考察方法选取根据煤与瓦斯突出机理，煤与瓦斯突出是在地应力、瓦斯、煤的物理力学性质综合作用的结果。

瓦斯因素在煤与瓦斯突出中发挥着极其重要的作用，没有足够的瓦斯含量和瓦斯压力，就没有足够的瓦斯内能，突出就很难发生，即使发生突出，也以压出和倾出类型为主，因此突出后瓦斯涌出量较小，其危害性也相对较小。

目前松藻煤矿采用钻屑瓦斯解吸指标预测突出的方法主要是测定反映突出煤层瓦斯、地应力、煤的物理力学性质的危险性部分因素的指标，并根据其大小判断突出危险性，其中瓦斯含量是预测突出的重要指标之一。

江　西　煤　炭　科　技2008年第4期 J IAN GXI COAL SCIENCE&TEC HNOLO GY NO14 2008 煤层瓦斯赋存规律及控制因素分析陈清生(江西省矿山隧道建设总公司一公司,江西樟树331211)摘　要:井田瓦斯赋存分布规律地质研究主要集中在瓦斯风化带的确定和影响煤层瓦斯分布的主要地质因素两个方面。

结合新的探测资料、采掘资料,运用新的研究理论,对异常带瓦斯控制因素、控制机理将做出较深入的探讨。

关键词:瓦斯赋存;分布控制;因素分析中图分类号:TD712+12 文献标识码:B文章编号:1006-2572(2008)04-0077-02Analysis of Characteristics and Controlling factor of G as Storage in Coal SeamChen Qingsheng(No.1Co.,Jiangxi Mine and Tunnel Construction Co.,Zhangshu,Jiangxi331211) Abstract:Geological research into distribution rules of well field gas storage mainly concentrates on t he determi2 nation of gas weathering zone and t he main geologic factors affect gas distribution in coal seam.Based on new exploring and mining data and new research t heory,the aut hor has probed into t he controlling factor and mecha2 nism of abnormal zone gas.K ey w ords:gas storage;announce controlling;factor analysis 矿井瓦斯是煤矿安全生产一大危害,直接威胁着煤矿的安全生产。

控制煤与瓦斯突出的地质因素[摘要]控制煤与瓦斯突出的地质因素主要有：突出煤系和突出煤层的基本特征；煤层瓦斯含量和瓦斯压力；地应力；煤体结构；地质构造类型。

本文主要阐述了地应力、煤体结构、突出危险地带的地质构造类型等控制煤与瓦斯突出的地质因素。

【关键字】煤体结构；突出危险地带；地质因素控制煤与瓦斯突出的地质因素主要有：突出煤系和突出煤层的基本特征；煤层瓦斯含量和瓦斯压力；地应力；煤体结构；地质构造类型。

本文主要阐述地应力、煤体结构和有突出危险地带的地质。

1、地应力1.1地层重力地层重力指地层铅直向下的力。

通常每百米厚的岩层约使每平方厘米面积增加25kg重力。

地层重力作用于瓦斯体，可使瓦斯压力增加，并起一定的封闭作用。

地层重力随埋藏深度的加大而增加，突出煤层也随开采深度的加大而增加突出的次数和强度，显然重力作用促进着突出的发生。

1.2采矿应力由采掘活动所产生的矿山压力形成采矿应力.采掘活动造成新的空间，其原来的煤岩体所承受的地层重力由平均分配改为由四周岩石承担，其压力比原来增加2～3倍，甚至6倍，这就改变了原来的地应力分布状态。

原来岩石的应力平衡遭到破坏，导致采掘前方应力集中，从而对突出起着诱导作用。

据现场资料可知，掘进巷道突出后的瓦斯空洞往往分布在上隅角，巷道相向对掘时，突出的危险性更大。

采煤工作面的绝大多数突出是发生在落煤过程中，特别是在爆破的瞬间。

显然采动引起的应力集中常随煤体震动而出现突出的可能性。

1.3构造应力地质构造应力作用对于煤与瓦斯突出影响往往被认为是极为明显的。

褶曲的轴部、转折端与断层的交会点、煤层产状骤然变化处、断层破碎带等常是突出点的密集地区，也是大型突出最易发生的地段。

2、煤体结构的地质因素2.1煤体结构破坏程度的分类煤体结构是煤的组成成分的形态、表现的特征反映了成煤原始物质的性质、成分及其变化过程。

在构造应力的作用下，煤体结构按光泽、构造与构造特征、节理、断口等性质、强度等划分为5类破坏类型：其顺序为：非破坏煤、破坏煤、强烈破坏煤、粉碎煤、全粉煤。

影响煤层瓦斯压力测定的因素分析摘要：阐述了煤层瓦斯压力测定的重要性以及测压不准的不良后果；介绍了瓦斯压力测定的原理，然后从系统论的观点出发，从人、设备、环境以及管理等方面详细分析了影响煤层瓦斯压力测定的因素，并指出影响测压效果的最重要的因素是人。

笔者在贵州省的一些煤矿做矿井突出危险性鉴定时充分考虑了这些因素对测压效果的影响，使得测压的准确性大大提高。

本文所阐述的影响瓦斯压力测定的因素可以帮助测压工作者更好的进行测压工作，提高测压的准确性，对于指导现场工作具有非常重要的意义。

关键词：瓦斯压力测定 1 引言煤层瓦斯压力是指煤层孔隙中所含游离瓦斯呈现的压力，即瓦斯作用于孔隙壁的压力。

煤层瓦斯压力是瓦斯涌出和突出的动力，也是煤层瓦斯含量多少的标志。

准确测定瓦斯压力对矿井有效而合理的防治瓦斯灾害，预测预报煤与瓦斯突出危险性，合理制订防突消突措施等均具有十分重要的意义。

测定煤层瓦斯压力是一项复杂的系统工程。

笔者根据长期的测压经验，以往钻孔测压的成功率能达到70%就算是比较高的了，个别钻孔测压的报废率甚至达到了50%；不能准确测定煤层瓦斯压力将会产生如下不良后果：（1）浪费大量的人力、物力和财力。

（2）在利用煤层瓦斯压力预测预报煤与瓦斯突出危险性时，若测得的瓦斯压力没有超过《防突细则》规定的临界值0.74Mpa,而实际值却远远大于临界值时会因为误报瓦斯压力而直接引起突出事故的发生，导致人员伤亡和生产中断。

(3)若测得的瓦斯压力超过临界值0.74Mpa,而实际值却远远小于临界值时, 会使技术管理人员对今后的突出预测或防突措施效果检验结果产生一定的怀疑或缺乏信心，造成防突措施工作量大大增加，增添不必要的投资费用，影响安全生产的正常进行。

( 4)用间接法预测煤层瓦斯含量时，若煤层瓦斯压力测量不准会直接导致煤层瓦斯含量预测不准确，让技术管理人员产生误判。

为了准确测定煤层瓦斯压力，避免以上不良后果的发生，本文将首先介绍瓦斯压力测定的原理，然后对影响煤层瓦斯压力测定的因素进行全面的分析。

煤层瓦斯压力分布规律1．煤层瓦斯压力煤层瓦斯压力是指赋存在煤层孔隙中的游离瓦斯游离瓦斯作用于孔隙壁的气体压力。

它是决定煤层瓦斯含量一个主要因素，当煤的孔隙率相同时，游离瓦斯量与瓦斯压力成正比；当煤的吸附瓦斯能力相同时，煤层瓦斯压力越高，煤的吸附瓦斯量越大。

煤层瓦斯压力也是间接法预测煤层瓦斯含量的必备参数。

在瓦斯喷出、煤与瓦斯突出的发生、发展过程中，瓦斯压力也起着重大作用，瓦斯压力是预测突出的主要指标之一。

2．煤层瓦斯压力分布规律研究表明，在同一深度下，不同矿区煤层的瓦斯压力值有很大的差别，但同一矿区中煤层瓦斯压力随深度的增加而增大，这一特点反映了煤层瓦斯由地层深处向地表流动的总规律，也揭示了煤层瓦斯压力分布规律。

煤层瓦斯压力的大小，取决于煤生成后煤层瓦斯的排放条件。

在漫长的地质年代中，煤层瓦斯排放条件是一个极其复杂的问题，它除与覆盖层厚度、透气性能、地质构造条件有关外，还与覆盖层的含水性密切相关。

当覆盖层充满水时，煤层瓦斯压力最大，这时瓦斯压力等于同水平的静水压力；当煤层瓦斯压力大于同水平静水压力时，在漫长的地质年代中，瓦斯将冲破水的阻力向地面逸散；当覆盖层未充满水时，煤层瓦斯压力小于同水平的静水压力，煤层瓦斯以一定压力得以保存。

图1-16是实测的我国部分局、矿煤层瓦斯压力随距地表深度变化图，从中可以看出，绝大多数煤层的瓦斯压力小于或等于同水平静水压力。

图1也反映出有少部分煤层的瓦斯压力实测值大于同水平的静水压力，这种异常现象可能与受采动影响产生的局部集中应力有关，也可能有裂隙与深部高压瓦斯相连通，造成实测的煤层瓦斯压力值偏高。

在煤层赋存条件和地质构造条件变化不大时，同一深度各煤层或同一煤层在同一深度的各个地点，煤层瓦斯压力是相近的。

随着煤层埋藏深度的增加，煤层瓦斯压力成正比例增加。

图1煤层瓦斯压力随距地表深度的变化1—重庆各局；2—北票局；3—湖南各局；4—其它局在地质条件不变的情况下，煤层瓦斯压力随深度变化的规律，通常用下式描述：()00H H m P P —+= （1-7）式中： P ——在深度H 处的瓦斯压力，MPa ；P0——瓦斯风化带H0深度的瓦斯压力，MPa ，一般取0.15～0.2，预测瓦斯压力时可取0.196；H0——瓦斯风化带的深度，m ； H ——煤层距地表的垂直深度，m ；m ——瓦斯压力梯度，MPa/m 。

红寨煤矿煤层瓦斯压力主控因素与分布规律研究作者：李国红来源：《科技创新导报》 2013年第22期李国红（贵州省煤矿设计研究院贵州 550025）摘要：该文根据红寨煤矿井田地质构造特点，结合煤层瓦斯压力测定结果，分析了矿井瓦斯储存的主控因素，并对瓦斯压力与埋深关系进行了回归分析，得到了红寨煤矿瓦斯压力分布规律。

关键词：煤层埋深煤层瓦斯压力分布规律中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)08(a)-0089-021 矿井概况红寨煤矿位于贵州省晴隆县西北面76km处，属中营矿区，可采煤层有11层煤，一采区设计开采C4、C5、C7、C8、C10和C14煤层。

井田面积0.6865km2，设计生产能力为30万t/a。

1.1 地质构造矿区位于中营向斜北西翼南段，地层大体上呈单斜产出，地层倾向60～75°，倾角20～24°。

区内断层构造不发育，仅在矿区南西外围发育一条正断层（F1），断层未对煤层造成破坏，对矿山开采无影响。

矿区地质构造复杂程度属于简单类型。

1.2 煤层赋存矿区含煤地层为二叠系上统龙潭组（P3l），为一套海陆交互相的泥质细砂岩夹灰岩含煤组合，灰岩主要分布在下部一段和上部四段之中，厚约380m，含煤层数较多，约45层以上，其中可采煤层及局部可采煤层11层，分别为：C4、C5、C7、C8、C10、C14、C23、C24、C25、C28、C29煤层，可采煤层总厚约22.47m。

C7、C8、C10、C14煤层间距较近（C7、C8、C10、C14煤层间距为5.93m、22.15m、27.50m），为近距离煤层群。

2 煤层瓦斯压力测定情况2012年7月，采用水泥砂浆封孔的方法对红寨煤矿C7、C8、C10、C14煤层井下瓦斯压力进行直接测定，测定结果见表1。

3 煤层瓦斯赋存主控因素简析研究表明，影响煤层瓦斯赋存的主要因素有地质构造、上覆基岩厚度、煤层埋深、底板标高等。

贵州省煤矿区瓦斯分布影响因素分析
马曙;王永明;颜智;韩真理
【期刊名称】《煤矿开采》
【年(卷),期】2014(000)004
【摘要】以掌握的贵州省693家煤矿的相关资料，分析贵州省煤矿区的瓦斯压力、瓦斯含量、煤与瓦斯突出区域分布规律，并以贵州典型区域的瓦斯分布特点为基础，从构造、上覆基岩厚度（埋深）、煤的变质程度、沉积类型、顶底板岩性、水文地质条件等方面进行瓦斯分布影响因素分析，初步得出各因素对瓦斯分布的影响规律，为贵州省的煤矿瓦斯治理提供参考。

【总页数】4页(P119-122)
【作者】马曙;王永明;颜智;韩真理
【作者单位】贵州省矿山安全科学研究院，贵州贵阳 550025; 贵州省煤矿瓦斯防治工程技术研究中心，贵州贵阳 550025;天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京 100013;贵州省矿山安全科学研究院，贵州贵阳 550025; 贵州省煤矿瓦斯防治工程技术研究中心，贵州贵阳 550025;贵州省矿山安全科学研究院，贵州贵阳550025; 贵州省煤矿瓦斯防治工程技术研究中心，贵州贵阳 550025
【正文语种】中文
【中图分类】TD712.5
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新兴煤矿22号煤层瓦斯赋存影响因素分析贾天让;亢方超;姚念岗【摘要】In order to research the control function of gas occurrence from geological structures in Xinxing coal mine,this paper,which based on gas geology regularity,using the gas occurrence structure controltheory,establishes the multiple regression model which relies on factors such as seam thickness,burial depth of coal seams,the nature of thefault,tuff thickness and so on.In addition it obtains a good reasonable results which show that the mathematical model of forecasting results is closer to the actual values.The results of the study indicate that：The burial depth is the major influence factors to gas content of No.22 seam in Xinxing coal mine;the tuff,in the upper of coal bed played a positive roleon gas preservation;it is easy to occur coal and gas outburst close to the faults towards NW-NWW.%为了研究新兴煤矿地质构造对瓦斯赋存的控制作用,以瓦斯地质原理为基础,采用瓦斯赋存构造逐级控制理论方法,以煤层厚度、煤层埋藏深度、断层性质和凝灰岩厚度等影响因素为依托,建立了煤层瓦斯与地质影响因素相互关系的多元回归数学模型,并得出与实际值比较接近的预测值.研究结果表明：煤层埋藏深度是影响新兴煤矿22号煤层瓦斯含量的主控因素;上覆凝灰岩对煤层瓦斯保存起到了积极作用;NW-NWW向断层附近容易发生煤与瓦斯动力现象.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】5页(P386-390)【关键词】煤矿安全;瓦斯赋存;多元回归【作者】贾天让;亢方超;姚念岗【作者单位】河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TD712.20 引言瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的气体地质体，瓦斯生成、运移、保存都受控于地质因素[1-2]．只有弄清煤田、井田地质构造演化历史，以及在历次构造运动中含煤地层隆起、剥蚀和沉积、凹陷的特征，才能弄清楚煤层瓦斯的保存条件，才能弄清矿井瓦斯赋存规律[3]．新兴煤矿隶属鹤岗市新兴区，位于鹤岗矿区最北端，距市区约4 km，井田走向长为3.5 km，宽为1.775 km，面积为6.213 km2；矿井于1982年7月由鹤岗矿务局设计处和新兴矿联合设计，原设计生产能力1.2 Mt/a，2008年末经改建，矿井核定生产能力达到1.45 Mt/a；主要开采白垩纪下统城子河组(K1ch)15，181，182-1，21，22，27，293等煤层，煤层总厚57 m，含煤系数9.5%．22号煤层作为主采煤层，位于整个煤系地层中部，全层厚3.0～8.0 m，平均5.5 m，煤层结构较简单，中部被一层0.2～0.5 m的凝灰岩分割，上部煤厚不稳定，厚度0.70～5.0 m，下部煤层厚2.0～3.0 m．矿井开拓方式为皮带斜井多水平集中大巷分区石门开拓，现开采二水平、三水平两个水平，其中二水平标高0 m，三水平标高-100 m；矿井通风方式为中央并列与对角混合式，通风方法为压入式；矿井提升方式为强力钢带机集中提升；采煤方法为分层及综采放顶煤，全冒落法管理顶板.1 地质构造及控制特征1.1 黑龙江东部含煤盆地地质演化特征黑龙江东部含煤盆地，大地构造属于吉黑褶皱系，是西伯利亚地台与中朝准地台之间的构造结合带[4]．从中元古代开始，该区域经过兴凯、加里东、华力西、印支、燕山多旋回发展，在燕山运动后期，褶皱隆起．黑龙江区域地质构造大体上以依兰-伊通断裂为界，划分为东带和西带．东带被桦南隆起和密山隆起所分割，分布有双鸭山矿区、七台河矿区和鸡西矿区，构造走向主要NE-NNE向展布；西带鹤岗等矿区，除了NNE向依兰-伊通断裂影响之外，多呈NW-NWW向展布．1.2 鹤岗煤田地质演化特征鹤岗矿区大地构造位置处于佳木斯地块的西北部．从宏观上看，西部的青黑山断裂及东部的公义永断裂是控盆的沉积断裂，将鹤岗盆地形成了一个封闭的内陆断陷盆地[5]．四川运动时期，整个煤田受到区域NNE向缩短和NWW向伸展作用，先前的断裂表现为NWW-SEE向的拉张，形成鹤岗盆地[5]；城子河组沉积时期，地壳下降缓慢与植物堆积速度相近，有利于煤层的形成，该时期沉积的36层煤，为鹤岗煤田主要可采煤层；穆棱组沉积之后，地壳产生回反抬升，煤田附近有较大的火山喷发，火山碎屑岩平行不整合的覆盖在穆棱组的砂页岩之上；猴石沟组-松木河组沉积时期，又先后有多次火山喷发，岩浆的区域变质作用下煤层的变质程度增强，生成了更加丰富的煤层瓦斯；喜山运动早期，盆地大规模抬升剥蚀，深部瓦斯向浅部逸散，尤其在矿区南部和北部，伊舒地堑走滑作用所形成的大量断裂系统，对瓦斯的释放起到积极作用；新构造时期，东北地区NEE向的构造压应力使得煤田内NWW、NEE和EW向断层以挤压和压扭作用为主，阻碍煤层瓦斯的逸散[6]．1.3 新兴煤矿地质构造特征新兴煤矿地处鹤岗煤田的最北侧，井田内褶皱不发育，断层密集发育．由于区域应力场的大型构造作用，总体形成了一个向南撒开，向北收敛的旋扭构造[7]，见图1.根据整个区域的断层先后序次和切割关系，可综合分析为两期构造运动[8]．第一期构造燕山运动晚期形成，主要为NW向主干断层，主要有F17，F47号断层．F17断层走向与含煤地层走向相近，断层倾角大于地层倾角，从5号勘探线延至15号勘探线，贯穿南北，断层落差较均匀，都在200 m左右，走向NE20°左右，倾向SE，倾角20°左右．F47号断层是贯穿南北的大断层，是生产区与群英山勘探区的分界断层，同时也是岩浆侵入的边界，断层落差在80～200 m，走向NE25°左右，倾向NW，倾角35°左右．第二期构造是由第一期构造所派生的中型断层，落差在50 m以上，纵横交错，区内小断层特别发育，直接延续到回采工作面，把含煤地层切割成若干窄小块段，给正常接续和生产造成困难．2 矿井瓦斯地质规律研究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的结果，受着瓦斯生成、运移、保存条件等综合地质作用的控制，存在一定的瓦斯地质规律．断裂、褶皱的走向，煤系地层的深浅、薄厚，岩浆侵入的形式等地质因素都影响着煤层瓦斯含量的大小．针对新兴煤矿的赋存特征，通过瓦斯地质的方法，从瓦斯地质构造逐级控制的角度出发，结合新兴煤矿地勘资料与现场实测数据，分析得出了影响新兴煤矿22号煤层瓦斯含量的主要地质因素．2.1 断层、褶皱对瓦斯赋存的影响新兴煤矿褶皱不发育，断裂较发育，以高角度正断层为主，走向近SN的F17，F47号断层横穿整个矿井，是煤矿的主控断层．一方面，大小断层纵横交错，相互剪切，连通地表，走向近NE、NNE向的断层，如F22，F37，F40等，受到现在构造拉张的影响，成为瓦斯逸散的通道，而且多期走滑作用使整个新兴井田上下盘平移错位，断距增大，这都对煤层瓦斯释放起到了一定的积极作用．另一方面，由于构造应力场的影响，走向近NW、NWW向的断层，尤其是逆断层，如F1，F2，F8，F17，F47，F320，F322等，表现出一定的封闭性，阻碍煤层瓦斯的释放，特别是在两盘间距较小的断层．2.2 煤层埋深对瓦斯赋存的影响一般出露于地表的煤层，瓦斯容易逸散，并且空气也向煤层渗透，导致煤层中的瓦斯含量小，甲烷体积分数低；随着煤层埋藏深度的增加，地应力增高，围岩的透气性降低，瓦斯向地表运移的距离相应也增大，瓦斯含量相对增大.所以，在瓦斯风化带以下，瓦斯含量、涌出量及瓦斯压力主要随煤层埋藏深度增加而变大．新兴煤矿井田地面标高一般为300 m，地形起伏不大．根据新兴煤矿22号煤层实测含量与煤层对应地点的埋深进行数学回归，确定了瓦斯涌出量(w)与煤层埋深(x)的相关关系，见图2.2.3 煤层煤厚对瓦斯赋存的影响新兴煤矿有可采经济价值的煤层，均赋集在中生界白垩系下统城子河含煤组的中部含煤段，地层厚度500～700 m，煤层总厚57 m，含煤系数9.5%．煤层厚度大小，直接决定煤层的生气能力，当具有良好的瓦斯保存条件时，厚煤带一般也是瓦斯富集带．新兴煤矿22号煤层薄厚不一，总体来说，从东北向西南逐渐变薄，见图3.由于煤层厚度变化大，破坏了煤层中瓦斯的均衡状态，从而促使瓦斯的运移和变化，造成了瓦斯分布不均衡．根据新安矿实测资料，22号煤层在煤厚变化的地方，瓦斯涌出量急剧增大，这也是造成瓦斯异常变化的原因[9]．2.4 岩浆侵入对瓦斯赋存的影响鹤岗煤田主要受其东、北部岩浆活动的影响，早在早白垩成煤时间，就已有岩浆活动，在晚白垩世时期，中、基性岩浆侵入，到第三纪时期又有大规模的基性玄武岩溢出．鹤岗煤田内的大规模岩浆活动使整个煤田内部地温场增高，形成地热异常带，从而引起煤的变质作用，使煤的变质程度普遍增高，早白垩城子河组煤层普遍变质为弱黏煤、气煤、肥煤、焦煤及无烟煤．新兴煤矿岩浆主要沿F16号逆断层破碎带侵入，在拓展区F16～F25之间形成特别发育，F16号逆断层上盘的煤岩层大部分都已侵入破坏，岩浆的侵入造成局部煤系地层的应力不均衡状态，积蓄了大量弹性势能[10]，在掘进三水平南二石门后组15层探煤巷时，发生煤与瓦斯突出，造成了不可弥补的损失．2.5 瓦斯含量的多元回归数学模型根据以上分析，影响新兴煤矿现开采阶段煤层瓦斯含量的主要地质因素有煤厚、煤层埋藏深度、断层性质、凝灰岩厚度．采用数学分析方法，对上述各个相关因素进行多元线性回归分析[11]．其中，断层性质赋值规定：封闭性断层为1、开放性断层为-1.围岩特征赋值规定：煤层中有凝灰岩为1，没有凝灰岩为0，见表1.表1 多元因素分析各参数及其数值Tab.1 Statistical value list of multiple regression孔号CH4含量/(m3/t)煤厚/m煤层埋深/m断层性质凝灰岩厚度/m17.705.24420.0010.2425.564.91391.0010.3636.089.39379.0010.3846.729. 94391.0010.3154.785.75360.00-1064.194.08320.001074.796.21390.001082.284.02339.2-10瓦斯含量与相关地质要素的拟合以实测瓦斯含量点和地质因素数据为基础，利用多元线性回归方法进行回归分析可得出回归方程为w=1.227 1x4+0.469 9x3+0.03x2+0.103 9x1-6.541 3，式中：w为瓦斯含量，m3/t；x1为煤厚，m；x2为煤层埋深，m；x3为断层性质；x4为凝灰岩厚度，m．通过对未参加回归计算的钻孔利用回归模型进行进一步检验,煤层实测瓦斯含量和预测的瓦斯含量关系见图4.可以看出，2条折线具有相似的增减性，说明采用上述模型进行预测是可信的．3 结语(1)瓦斯赋存受断层控制较明显，在NW，NWW向断层附近，煤体受构造挤压破坏，造成煤层瓦斯富集、地应力集中，容易引起煤与瓦斯突出动力现象；近SW 向和NE，NNE向构造的拉张、裂陷活动有利于瓦斯的大量释放．(2)瓦斯含量的大小与煤层埋藏深度有相当密切的关系，埋藏深度每增加100 m，瓦斯含量增加4 m3/t．(3)岩浆侵入造成瓦斯在井田深部不均匀分布，在深部开采时应引起相关部门足够的重视．(4)凝灰岩作为煤层上覆岩体，对煤层瓦斯保存起到了相当显著的作用．(5)通过对煤厚、煤层埋藏深度、断层性质、凝灰岩厚度进行回归分析，并建立多元回归数学模型，所得预测值与实际值接近，能反映实际情况．参考文献：[1] 张子敏，张玉贵.瓦斯地质规律与瓦斯预测[M].北京:煤炭工业出版社，2005：4-50.[2] 曹晓春，袁东升，冉松河.梁北煤矿瓦斯地质规律与瓦斯综合治理技术研究[J].河南理工大学学报：自然科学版，2007，26(4)：359-361．[3] 张子敏，张玉贵，汤达祯，等.瓦斯地质学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009：43-284.[4] 程裕淇.中国区域地质概论[M].北京：地质出版社.1994：28-45.[5] 邱士勇，姜敏.鹤岗煤田古地理沉积环境及其厚煤层沉积条件初探[J].煤炭技术，2005，24(8)：84-85.[6] 万天丰.中国大地构造纲要[M].北京：地质出版社，2004：4-50[7] 张秋凤.新兴煤矿地质构造体系分析[J].黑龙江科技信息，2008(8)：64.[8] 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