安林煤矿瓦斯地质规律探讨(标准版)
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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==瓦斯分类汇报材料 (4000字)安林煤矿瓦斯分类治理汇报河南安林煤业有限公司二○一二年四月二十四日安林煤矿瓦斯分类治理汇报一、矿井概况:1、建井位置及生产能力安林煤矿位于太行山东麓,安阳—鹤壁煤田北中部,距安阳市水冶镇4km;井田边界均以大断层形成自然边界;矿井始建于1971年4月,1977年10月投产,年设计生产能力30万t,核定生产能力36万t。
2、矿井地质情况开采煤层属二迭系下统山西组二1煤,为优质无烟煤和天然焦,煤层平均厚度4.5m,最大厚度12m,煤层倾角5°-25°,煤层走向以北北东—南南西为主;煤层直接顶板为灰黑色泥岩和砂质泥岩为主,局部有伪顶和岩浆岩侵入,老顶为大占砂岩;煤层直接底以泥岩、砂质泥岩为主,局部为炭质泥岩,老底为灰黑色细粒砂岩。
正常涌水量150m/h,最大涌水量250 m/h,水文地质条件中等,防治水工作易于进行。
3、瓦斯、煤尘及自燃情况矿井相对瓦斯涌出量为7.33m/t,绝对瓦斯涌出量为4.73m/min,虽然我矿绝对和相对瓦斯涌出量都比较小,但鉴于以前发生过瓦斯突出,根据《煤矿安全规程》矿井瓦斯等级划分标准,故仍定为煤与瓦斯突出矿井。
3333我矿煤尘爆炸指数为7.83%,检验结果为煤尘不爆炸;煤层自燃倾向性为三类不易自燃。
二、矿井瓦斯现状我矿于1978年1月5日发生首次突出,共发生75次突出。
201X年以来我矿井下未发生过瓦斯动力现象及煤与瓦斯突出事故。
目前我矿共有三个生产采区:三采区、六采区、八采区。
201X年11月河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心对三采区做了突出危险性评价,煤层瓦斯含量最大值为5.13m/t,最大瓦斯压力0.36MPa,鉴定该区域为无突出危险区。
201X年4月河南理工大学对六、八采区做了突出危险性区域预测研究,六采区所测坚固性系数f值在0.59-0.79之间,八采区所测坚固性系数f值在0.63-1.20之间,煤体坚固性系数指标未达到发生突出煤体结构的临界值;六采区所测瓦斯放散初速度ΔP在2.0-5.0之间,八采区所测瓦斯放散初速度ΔP在1.0-7.0之间,煤的瓦斯放散初速度指标未达到发生突出煤体结构的临界值;六采区二1煤层瓦斯含量在3.35-4.22m/t之间,最大值为4.22m/t,八采区二1煤层瓦斯含量在3.43-6.39m/t之间最大为6.39m/t。
浅析煤矿瓦斯地质规律摘要:目前,煤矿安全生产的健康发展一直受到了瓦斯事故的威胁,瓦斯事故在煤矿安全生产事故中占主导地位,而瓦斯爆炸事故在瓦斯事故中又特别突出。
本论文先通过对矿井瓦斯地质影响因素进行分析,发现煤体自身性质、煤层赋存条件、地质构造等因素对煤层瓦斯含量的影响,并从火源安全管理、瓦斯安全管理等角度给出了瓦斯事故的预防及防治措施。
关键词:瓦斯地质规律在所有的煤矿安全事故当中最主要的一种类型就是瓦斯事故,也是煤矿五种灾害中的一种。
近年来,煤矿重大瓦斯爆炸事故的发生频率在不断地递增。
如:在2009年,焦煤集团屯兰煤矿就发生了一起瓦斯事故、贵州黔西南州兴仁县振兴煤矿事故、黑龙江的龙煤鹤岗公司发生了新兴煤矿事故等都是典型的瓦斯爆炸事故。
所以加强瓦斯事故的安全管理及防治措施是有一定的必要性。
1、对矿井瓦斯地质影响的因素瓦斯大部分是煤在形成的过程中会产生的,根据瓦斯的形成原因可以分为三种形成方式,那就是生物化学作用形成、油气田的瓦斯侵入和煤变质形成。
日常所说的瓦斯含量指的就是岩体或是煤体在自然环境的条件下所含的瓦斯量,总共包括两种瓦斯,即吸附瓦斯和游离态瓦斯。
对矿井瓦斯含量的影响原因有很多,全部概括起来有两大类:一是瓦斯放散和保存条件;二是影响瓦斯生成量多少的因素。
实际中的瓦斯生成量和矿井中煤岩体内的瓦斯含量差别是比较大的,不同煤田、同一煤田不同矿井和同一矿井不同采区的瓦斯含量也大有不同。
形成这种差异的主要因素就是来自于地质因素,大致表现在以下方面:1.1 煤层赋存的条件处在煤层中的瓦斯会受到来自地层的压力,瓦斯在煤层中不断地运动,而运动的速度与围岩和煤层的渗透性密切相关。
围岩和煤层渗透性越大,瓦斯就越容易逸散,反言之,瓦斯则越容易储存在煤层当中;如果煤层的围岩致密而完整,煤层中的瓦斯就会很容易地被储存下来,反之,瓦斯就越容易逸散。
同时瓦斯是可以在水中溶解的,因此地下水活动越剧烈,煤层中所含的瓦斯量就相对较少,反之,地下水活动不剧烈,煤层中瓦斯的含量就相对比较多。
煤矿瓦斯地质的规律探讨摘要:在我国煤矿安全生产的过程中,有很多的影响因素影响着我国的煤矿安全生产工作,其中较为重要的一项安全生产因素就是瓦斯安全灾害事故。
因此在我国的煤矿安全生产的过程中,要对瓦斯的安全问题进行密切的关注,只有这样才能够将瓦斯带来的危害降到最低。
本文主要从煤矿瓦斯地质的基本规律等方面进行详细的阐述以及分析,从地质的角度来阐述煤矿瓦斯的相关问题,希望通过本文的阐述以及分析能够有效地提升我国煤矿瓦斯的地质研究,同时也为我国煤矿的安全生产保障贡献一份力量。
关键词:煤矿;瓦斯;地质分析Abstract: in the process of coal mine safety production in China, there are many factors affecting China's coal mine production safety work, among the more important a safety factor is the gas security disaster accident. Article from the Angle of geology,to elaborate the related problems of coal mine gas, hope that through this article elaboration and analysis can effectively increase of mine gas geology research in China, hope to contribute the coal mine production safety guarantee in China.矿井瓦斯是危害煤矿安全生产的主要因素之一,严重威胁着井下人员的生命安全和矿井设施安全,瓦斯赋存状态以及分布规律都是复杂地质因素作用的结果,掌握煤矿瓦斯地质规律,不仅对于有效进行瓦斯预测和瓦斯治理,尽快遏制煤矿瓦斯事故、促进煤矿安全生产具有急迫的现实意义,而且对于增加洁净能源供应、减少温室气体排放也具有重要战略意义。
1241 矿井瓦斯地质概况1.1 瓦斯等级情况一矿为高瓦斯矿井,矿井瓦斯等级鉴定,矿井绝对瓦斯涌出量230.93m 3/min,相对瓦斯涌出量19.84m 3/t。
1.2 含煤地层情况本井田含煤地层主要为太原组、山西组,含煤6—15层,煤层总厚度为15.80m,含煤系数为8.8%。
可采、局部可采的有3、6、8、9上、9、12、13、15号煤层。
含煤地层以太原组含煤性最好,太原组平均煤层总厚为12.1m,含煤系数为9.9%,其中可采和局部可采煤层平均总厚为11.85m,含可采煤层系数为9.7%。
山西组煤层总厚平均为3.7m,含煤系数为6.4%,其中可采和局部可采煤层的总厚平均为2.4m,含可采煤层系数为4.2%。
太原组以15号煤层为主,全井田稳定可采,12号煤层次之,大部分可采,13、9、9上、8煤层只局部可采。
山西组以3号煤层为主,井田内绝大部分可采,6号煤层次之,局部可采。
3号煤层位于山西组中部,是山西组最主要的可采煤层,厚度最大2.95m,最小0.40m,平均为1.56m。
煤层顶板为泥岩、砂质泥岩,局部为砂岩,底板为泥岩、砂质泥岩。
12号煤层位于太原组中部,煤厚最大值为2.16米,最小值为0m,平均1.24m,煤层顶板为泥岩、砂质泥岩,底板为砂岩,局部为泥岩、砂质泥岩。
15号煤层位于太原组下部,是区内最主要的煤层,煤厚最大值为9.03m,最小值为4.77m,平均6.91米,煤层顶板为石灰岩,局部含泥岩伪顶,底板为泥岩、砂质泥岩。
2 地质构造对瓦斯赋存的影响不同类型地质构造在其形成过程中由于构造应力场及其内部应力状态的不同,而导致煤层及其盖层的产状、结构、物性、裂隙发育状况和地下水径流条件等出现差异,从而影响煤层瓦斯的保存。
2.1 断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响煤系地层向斜构造轴部上部为压性闭合,下部张性裂隙发育,有利于瓦斯储集,同时向斜构造也是良好的蓄水构造,形成水对瓦斯的封闭。
构造应力集中部位(构造线转折处、鞍状构造、倾伏褶曲端部等)是煤层受力的最大部位,因而煤层原生结构遭受破坏,常为瓦斯赋存大的部位。
解读煤矿瓦斯地质规律作者:代壮来源:《环球市场》2018年第15期摘要:对于煤层瓦斯而言,其形成、分布和赋存特征受瓦斯地质规律的控制,煤与瓦斯突出主要发生在高瓦斯煤层中受强构造挤压、剪切作用的构造煤发育区。
大量的生产实践表明,低瓦斯矿井升级为高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井的生产过程中,最容易发生瓦斯事故,甚至大型瓦斯事故,研究矿井瓦斯地质规律,对指导矿井安全生产具有重要的意义。
至今我国许多瓦斯地质工作者从地质学角度对瓦斯地质规律进行了大量的研究瓦斯是一种地质体,它是成煤时期与煤岩共生的,它的生成、运移、储存等过程都与地质因索有密切的关系。
因此,矿井瓦斯的存在,不仅影响井下作业人员的安全,而且还严重危害正常生产。
关键词:煤矿瓦斯;地质规律;措施一、矿井瓦斯地质规律分析(一)瓦斯赋存状态从井下地质环境来看,以开采层的顶板为砂质页岩的部分矿井为例,该岩层是透气性较差的岩层,封闭了煤层中的瓦斯,开采时瓦斯含量显然增高,矿井内煤中瓦斯以吸附状态为主,以游离状态为辅。
(二)煤层瓦斯含量及其影响因素1.褶曲构造从开采作业环境的实质而言,一般巷道中的小型褶曲对瓦斯含量影响不大,主要是大、中型褶曲。
矿区范围内的大型向斜相对埋藏深度大,大型背斜相对埋藏浅,往往前者瓦斯含量相对大于后者。
大型背斜中和面上下的瓦斯含量又不相同;中和面上下,常存在张裂隙,瓦斯易逸散,故瓦斯含量较低;中和面以下,以挤压作用为主,瓦斯含量相对高。
矿井范围内的中型褶曲,瓦斯含量有两种情况:当围岩的封闭条件较好时,背斜顶部较向斜巷部瓦斯相对聚积。
这是由于在封闭系统中,瓦斯只能沿煤层向高处运移,特别是在倾伏背斜转折端,瓦斯运移距离长,面积往上逐渐缩小,阻力变大,故瓦斯含量高;在封闭条件差,围岩透气性较好的情况下,由于背斜顶部煤层埋藏浅,通达地表的断裂发育,有利于煤层瓦斯的排放,背斜的瓦斯容易沿张裂隙逸散,因此,向斜部位相对来说瓦斯含量高,背斜顶部较向斜巷部瓦斯小,压力低。
瓦斯地质管理规定第一条随着矿井开采深度的延深,煤层瓦斯压力、瓦斯压力、瓦斯含量越来越大,尤其在地质构造附近,瓦斯异常涌出严重威胁着安全生产。
为杜绝瓦斯超限事故的发生,确保矿井安全生产,特制订规定。
第二条地测科、通风科必须加强对瓦斯地质的研究。
1、地测科每月填绘一次14-1煤层瓦斯地质图(1:5000),图中要标明地质构造、采掘进度、被保护范围、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数等地质资料。
2、抽排区根据瓦斯地质图,及时预测采掘工作面瓦斯涌出情况和突出危险性并制定相应的防突措施。
3、地测科要绘制11-2煤层瓦斯地质图(1:5000),标明瓦斯异常涌出地点及地质构造异常带。
4、通风负责划分矿井突出危险性区域。
第三条对石门揭穿突出煤层和突出煤层过断层,必须有前探钻孔资历料,以准确控制层位,探明瓦斯赋存情况。
第四条在突出煤层顶底板岩巷掘进过程中,地测部门必须定期验证层位,掌握施工巷道方向、层位和围岩变化情况,防止误穿突出煤层。
第五条地测科于每月月底前按生产作业计划编制地质预报,预报要内容充实、图文并茂。
第六条每月由矿总工程师组织召开一次瓦斯地质分析会,有关职能部门参加。
地测科要认真准备材料,总结上月工作面过断层情况,预测下月各采掘工作面地质构造成对瓦斯的影响,并采取针对性措施,确保过断层期间的安全。
第七条地测科对地质构造的预测要准确、及时。
地质人员要经常深入井下,及时了解掌握采掘工作面的地质变化情况。
经常和基层区队联系,掌握有关的地质信息,了解抽排区打钻遇构造情况,及时分析总结。
运用先进的三维地震勘探成果资料,并结合已掌握的地质资料,分析判断构造规律。
地测科应与科研单位合作开展主采煤层软煤厚度及分布规律的研究。
第八条生产单位班组长、区队长以及测气员、安监员要密切注意地质构造,当顶、底板、煤层发生异常变化时,要及时向调度所、地测科汇报,调度所要及时通知有关单位及人员,进行现场鉴定,制定针对性措施,确保过地质构造成期间的安全。
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。
煤矿瓦斯地质规律与瓦斯预测构建煤矿瓦斯是指在煤矿开采中,由于煤层中所包含的天然气(主要是甲烷)被释放到矿井中,形成的一种瓦斯现象。
这种瓦斯不仅对矿井安全构成威胁,还对环境造成了污染。
因此,煤矿瓦斯地质规律与瓦斯预测的构建是煤矿安全管理的重要内容。
煤矿瓦斯地质规律主要包括以下几个方面:1. 煤层地质特征:煤层的成因、分布、厚度和煤质等特征对瓦斯生成与运移有着重要影响。
一般来说,煤质较好、煤层良好发育的地区通常瓦斯含量较高,煤质差、煤层断续或变薄的地区通常瓦斯含量较低。
2. 煤与瓦斯的关系:煤与瓦斯是密切相关的,煤层中的瓦斯主要是通过煤的孔隙、裂隙和吸附表面扩散和集中的。
因此,煤层的孔隙结构和煤与瓦斯吸附解吸规律是影响瓦斯生成与运移的重要因素。
3. 地质构造特征:矿井周边的地质构造特征对瓦斯聚集与分布有着重要影响。
例如,断裂、褶皱和岩层倾角等地质构造不仅影响煤层的连续性和完整性,也对瓦斯的分布和运移产生影响。
4. 外界条件:外界条件包括温度、压力、湿度等因素,这些条件对瓦斯的生成和运移有着直接影响。
例如,较高的温度和湿度有利于瓦斯生成、扩散和解吸,而较高的压力有利于瓦斯的聚集和积累。
瓦斯预测构建是通过分析煤矿地质条件与矿井工作面情况,预测瓦斯的生成和释放情况,从而为矿井安全管理提供依据。
瓦斯预测构建可以从以下几个方面入手:1. 矿井地质调查:通过对矿井地质情况的详细调查,包括煤层的成因、分布、厚度和煤质等特征的调查,了解煤层地质特征,为后续的瓦斯预测提供依据。
2. 矿井瓦斯排放监测:对矿井瓦斯排放进行实时监测,了解瓦斯的产生与释放情况。
通过长期的监测数据分析,可以找出瓦斯产生与释放的规律和特点。
3. 瓦斯预测模型:根据地质调查和瓦斯监测数据,建立瓦斯预测模型。
这些模型可以通过统计学、数学模型和人工智能等方法建立,如灰色关联分析、BP神经网络等。
通过建立瓦斯预测模型,可以对煤矿瓦斯的生成和释放趋势进行预测。
省煤层气开发利用安林煤矿采煤沉陷区治理方案安林煤业2012年7月4日第一章矿山基本情况一、矿山地理位置本矿位于市西北部,隶属省县村镇。
地理坐标为东经114°04′17″~114°06′05″,北纬36°09′11″~36°10′31″。
二、开发利用方案1、矿山建设规模(1)矿井开发状况本矿为省地方国有煤矿,前身为1958年兴建的浚县井,1969年对其进行恢复排水和井筒、巷道维修,1970年7月1日正式出煤,更名为安林煤矿。
1971年4月1日,在矿区中部开始新井建设,1977年10月1日新井投产,设计生产能力30万吨/年,实际核定生产能力36万吨/年,期间曾更名为浚县安林煤业有限责任公司。
2008年5月更名为安林煤业至今。
目前,矿井采用斜井开拓二1煤层(见下表)。
主、副斜井均在600m揭露二1煤层,煤厚为5.40m。
现井下有三采区、六采区和八采区三个生产采区。
三采区与八采区以X坐标4003500线分界,六采区与八采区以F40断层线分界。
三采区位于X坐标4003500以南、F40~DF1断块浅部,为复采区,主要复采原三采区残留煤柱;六采区位于F30~F40断块间,现开采至-200m标高水平;八采区位于X坐标4003500以北、F40~DF1断块深部,为本矿主要生产采区,现开采至-270m标高水平。
井筒情况一览表部采用陷落法管理顶板,中央并列式通风。
开采围煤层主要为无烟煤,受岩浆岩侵入影响,在矿区北西部(六采区)发育天然焦或天然半焦,在矿区中东部(八采区)局部发育天然焦或天然半焦。
煤层较稳定,厚0.95~12.03m、一般4~5m。
结构较简单,北部六采区岩浆岩侵入煤层严重,致使煤层增厚或变薄或分叉。
煤层走向为225°,倾向165°,倾角为5~25°,局部发育向斜、背斜构造。
煤层直接顶板较为泥岩和砂质泥岩,老顶为中粒砂岩,伪顶为炭质泥岩;直接底板为砂质泥岩。
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安林煤矿瓦斯地质规律探讨(标
准版)
Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
安林煤矿瓦斯地质规律探讨(标准版)
摘要:通过现场多年的实践和观测,提出了瓦斯地质规律,对划分煤与突出危险、威胁区域具有一定的指导意义。
关键词:瓦斯地质;突出;断层
1概况
河南省浚县安林煤矿位于太行山东麓安阳——鹤壁煤田中北部,井田边界均以大断层构成自然边界。
现设计生产能力30万t/a,开采煤层属二叠系下统山西组二1
煤,煤厚平均4.4m,煤质为无烟煤。
该井田北部受浆岩侵入的影响,沿岩浆岩侵入边缘形成天然焦。
井田为一单斜构造,其中断裂构造比较发育,并伴有石棺向斜等褶曲。
安林矿是一个煤与突出较为严重的矿井,目前,矿井相对瓦斯涌出量为28m3
/t,最大相对瓦斯涌出量为43.37m3
/t。
从1975年-2002年7月先后发生煤与突出74次,总突出煤量为5471t,其中100-500t的大型突出共有16次,占总突出次数的21.6%,最大突出强度为450t,始突深度262m,最大瓦斯涌出量为18万m3。
瓦斯地质规律是研究瓦斯形成、分布、赋存和变化的基本规律。
根据现有的资料,结合井下观测和实验室实验,从瓦斯与地质角度进行分析,探讨突出的分布与诸地质因素之间的内在联系及规律,以提高预报的准确性,确保矿井安全生产。
2煤与瓦斯突出具有明显的特征
突出多集中在中部F40
和F39
两条断层之间,南部石棺向斜附近。
北部六、八采区至今尚未发生突出,如图1所录。
(1)突出具有明显的区域性。
在开采的3个采区中,只有三采
区发生过煤与瓦斯突出,而六、八采区未发生过煤与瓦斯突出。
而且三采区和六、八采区分布区域明显。
在历届共统计的74次的突出中,都位于6号勘探线以南,而以北从未发生过突出。
(2)突出主要发生在三采区的无烟煤中。
在6号勘探经以南,煤质主要以无烟煤为主,该煤质松软、粒状成块状构造,性脆。
强度较低,瓦斯涌出量大,突出频繁。
而且地质构造较多、煤厚不均,易发生突出;相反在六、八采区,煤以天然焦为主,该煤为钢灰色,致密、光泽黯淡成块状,硬度及比重较大,瓦斯量涌出小。
特别是在煤层揭露后,其煤的强度明显增加。
(3)突出强度不大危险性小。
安林煤矿在掘进面发生过2次强度为400t左右突出以外,发生的74次突出的强度都不大,一般都在50t左右。
(4)突出类型以压出型为主。
在所统计的70多次突出中。
突出类型以瓦斯喷出和压出为主,从突出的物质源分析,突出的主动力以瓦斯和地质构造的原因所造成。
(5)突出主要发生在掘进面。
从统计突出资料可以看出,发生
突出点以掘进面为主,工作面未发生突出现象。
据统计,至今该井已有8a没有发生过煤与突出现象,并且矿井瓦斯涌出量也大大降低。
3地质因素对出分布的影响
(1)从整个矿井来看,主要开采山西组二1
煤层,煤质属高变质无烟煤,据整个安阳矿区煤变质分析可知,其煤变质作用是以区域深成变质和区域热力变质相互迭加作用为主,仅在井田北部存在明显的接触变质作用。
因此,这种区域深成变质和区域热力变质缓慢的相互迭加作用是形成无烟煤这一构造煤和瓦斯含量最大的主要根源,三采区煤层瓦斯含量为18.150m3 /t。
(2)山西组二1
煤的聚煤环境属滨海平原型,其顶底板岩性以泥岩、粉砂岩和钙泥质胶结的中细砂岩为主,这种岩性组合形式对煤层形成了透气性较差的相对保护层,在无断裂构造或影响较小的地段,煤层通常比较干燥,开采过程中无淋水现象,这说明三采区二1
煤围岩的岩性组合形式有效阻止了煤层中瓦斯向外逸散和运
移,故此形成的瓦斯得以较好的保存。
煤层透气性系数λ=3.145m2 /MPa2
·d。
(3)地质构造是影响瓦斯保存的重要条件之一。
它一方面可以改变煤层的赋存形态及煤层本身的煤体结构;另一方面可以改变煤层围岩的透气性能。
本井田总体为一单斜构造,地层走向呈箕状波形变化。
其内的中小型断裂构造比较发育,同时还有一些为宽缓的背向斜。
在目前开范围内的中型断裂构造有F39
、F40
、F41
、F42
等断层。
其各自特征见表1。
表1地质构造特征表
见表
这些断层是燕山运动早、中期太行山隆起活动的逆断层,燕山末期至喜山早期挤压活动被拉张活动所取代,向压性、压扭性正断
层演化成现今看到的正断层。
构造挤压活动使得煤层具有高吸附瓦斯和封存瓦斯的能力;构造挤压剪切作用形成的压性、压扭性构造及其运动使得煤层发生强烈韧塑性破坏和变形,形成了发育的“构造煤”。
正是这些压性、压扭性构造活动造成F39
和F40
之间的部位发生煤与瓦斯突出的根源。
一、二采区和106采区位于F39
和F40
两个断层之间。
突出次数为24次,占总突出次数的32.4%,最大突出强度410t。
煤与瓦斯突出与褶皱构造之间的关系也是极其密切的。
煤层在褶皱形成过程中由于韧性剪切、塑性流动而形成构造煤的“煤包”附近通常是发生严重煤与突出的部位。
三采区位于石棺向斜内,在向斜轴部形成了厚度较大的“煤包”,正是这“煤包”形成了三采区厚度大于0.3m软分层,煤的平均坚固性系数?o0.12~0.4,是三采区发生煤与突出的主要根源。
三采区突出次数50次,占总突出次数的
67.6%,最大突出强度450t。
矿井北部岩浆岩侵入二1
煤层中,对瓦斯的分布也有明显的影响。
北部岩浆的侵入属燕山晚期的产物(同位素年龄为1.17~0.87亿a),其岩性为闪长斑岩,大多数是沿二1
煤顶板侵入。
由于煤层受岩浆侵入的破坏,煤在高温高压条件上下有机质结构发生了变化。
煤中芳香族稠环的缩合程度迅速增高,碳环网格变大,排列更加紧密而规则。
煤中的微孔隙骤然减少而开始向晶体格子化转变,形成视电阻率较小的天然焦、天然半焦、超无烟煤。
最终导致大幅度降低其对瓦斯的吸附能力。
与此同时,煤层中的一部分甲烷还可以同岩浆岩热液中的硫酸盐作用生成碳酸盐矿物。
现场揭露的天然焦、天然半焦及无烟煤中发现有较多的方解石脉及薄膜可证实这一点。
以上这些均导致煤中瓦斯含量的减少,故此形成了矿井北部的低瓦斯带,八采区于井田北部。
曾对六采区26021工作面取样测得ΔP=14,?=1.1,计算K=13<20,六采区煤层为突出威胁煤层。
地质构造也控制突出分布,突出的地质条件和突出煤体结构特征是实现突出预测的得要技术途径。
从突出的角度研究地质构造时,不仅要研究地质构造的性质和特征,而且应结合煤的岩石组成、物理化学性质、煤的原始结构特征和煤层及围岩的力学性质,从而查明不同地质条件下构造破坏煤的形成和分布特征,这样更有利于准确地进行突出预测。
4结论
根据对安林煤矿煤与瓦斯突出特点的分析,得出突出分布具有很显示的分带性,突出的分带受以下地质因素决定:
(1)煤变质作用是造成突出区域的内在因素之一,三采区具明显突出,而六、八采区无突出危险。
(2)地质构造作用的破坏是影响瓦斯保存的重要条件之一,岩浆岩的侵入造成煤质的分带,也造成瓦斯的分带。
(3)地质构造控制突出区域的发展,在中部F40
和F39
两条断层之间,南部石棺向斜附近是主要的突出区域。
(4)地质构造是影响瓦斯保存的重要条件之一,它改变了煤层的赋存形态及煤层本身的煤体结构,同时改变了煤层围岩的透气性能。
(刘继认,王启明,冯军)
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