对煤矿瓦斯地质规律研究探讨

中图分类号:TD712文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)13-0252-01

1。前言

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。剪切作用的构论文网造煤发育区。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。

2。矿井瓦斯赋存规律

2。1瓦斯赋存状态

开采层的顶板为砂质页岩,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,井田内煤中瓦斯以吸附状态为主,以游离状态为辅。

2。2煤层瓦斯含量及其影响因素

瓦斯分布不均衡是一个普遍现象,不同煤田。不同井田。不同采区。不同煤层,甚至同一煤层不同部位,同一采区的两翼,其瓦斯的分布均有差异,这种差异主要体现在瓦斯含量和瓦斯涌出量的不同,这些不同既受各种地质因素的控制,又受采掘生产活动等人为因素的影响。

2。2。1褶曲构造

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(未受断裂破坏和严重剥蚀的褶曲地区),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(遭受断裂破坏和重剥蚀的褶皱在区)围岩透气性较好的情况下,上述运移条件被破坏了,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。

2。2。2煤层顶。底板岩特征影响瓦斯分布

主要是指煤层顶底板。即围岩的透气性,直接影响着瓦斯的保存和排放,而其透气性又与顶底板岩石的组成。结构。构造。胶结特征。裂隙情况等有关。煤层围岩透气性好,有利于瓦斯的运移和排放,煤层瓦斯含量大小,瓦斯分布较均匀;反之,透气性差,不利于瓦斯的运移和排放,有利于瓦斯保存,煤层瓦斯含量大,瓦斯分布不均匀。

2。2。3煤层埋藏深度影响瓦斯分布

在瓦斯风氧化带以下,随着煤层埋藏深度增加,煤的变质程度增加,瓦斯压力。瓦斯涌出量随之增加,封闭条件相对变好,煤的瓦斯吸附能力变强,游离状态瓦斯向吸附状态转化,使大量气体保存下来。因此,越往深层,瓦斯含量及瓦斯涌出量将相应增大。

2。2。4煤层倾角

在其它条件近似,煤层围岩封闭条件较好的情况下,一般倾角平缓的煤层所含瓦斯量较倾角陡的煤层要大,主要因为前者的瓦斯运移路线长所受阻力大,去气难,后者则相反。

2。2。5煤层厚度

瓦斯赋存在煤层中,煤层厚度越大,瓦斯生成量越大,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,煤包往往也是瓦斯包。

2。2。6断裂构造对瓦斯含量影响的一般情况和规律

张性断裂对瓦斯可起排放作用,分别称为开放性和排气断层(正断层),但随着深度增加排气断层的排气能力有递减的趋势;压性或压扭性断裂对瓦斯可起保存作用,分别称为闭合裂隙和遮挡断层(一般为逆断层特别是逆掩断层),但倾角较陡的逆断层有可能排气;在构造性质近似的情况下,新构造比老构造透气性要好些,因为老构造(如张性断裂)时间长,往往被后来的物质所充填而不再透气。

2。2。7水文地质条件影响瓦斯分布

活动在煤层裂隙和孔隙中的地下水,不仅侵占了瓦斯的储存空间,排挤出部分游离瓦斯,而且由于水对煤粒的吸附还削弱了煤对瓦斯的吸附能力,在地下水的不断循环过程中,煤内瓦斯逐步被流水带走,因此地下水活跃地带,含气量小,气体压力低,这种水气互为消长的关系可以在煤矿生产中利用。

2。2。8煤层中冲刷带。陷落柱

煤层中冲刷带。陷落柱对煤层的破坏作用相当大,一定程度上影响着瓦斯的赋存,这种地质构造对瓦斯分布规律目前还没有系统性研究成果,但大体上是:煤层冲刷带影响着煤层厚度变化,可以造成煤层中瓦斯分布不均衡,从而促进煤层中瓦斯的运移,煤厚增大处瓦斯涌出量往往增大。

3。瓦斯地质规律应用与思考

1)随着矿井开拓延伸,瓦斯潜在危害严重,必须认真开展瓦斯地质工作,建立健全瓦斯地质管理制度,系统整理长期积累的瓦斯地质原始资料,使煤矿安全生产处于主动局面,要克服过去防治瓦斯仍停留在瓦斯不超限这一老观念,扭转目前局面,彻底改变煤矿形象,确保煤矿安全生产。

2)在地质构造方面,要从整个井田的地质构造规律入手,再具体到采区,因为各个矿井的地质特征是受矿区地质规律(煤田)控制的,掌握矿区地质规律,就从宏观上可以指导矿井地质构造,从而研究瓦斯地质规律具有普遍性。

3)利用瓦斯地质规律,加强通风管理。瓦斯涌出与地质构造相关,在生产过程中,当掘进工作面距断层位置较近时,瓦斯开始增大,最容易发生瓦斯超限,因此,提前采取通风安全措施,加强瓦斯检查,杜绝瓦斯超限。煤层赋存状态对瓦斯涌出也较明显。

4)利用瓦斯地质规律,指导矿井工程设计,安全科学地回采煤炭资源,提高经济效益。

5)普及瓦斯地质知识。瓦斯看不见,摸不着,充满矿井的各个角落,由于瓦斯的分布不均衡性,瓦斯的变化和灾害的发生都具有随机性,人们的认识和反映能力往往跟不上,所以要大力普及和宣传瓦斯地质知识,需要各级领导。管理人员和现场操作人员了解所管辖的矿区。采区。采面的瓦斯地质规律和瓦斯变化规律。

6)在煤矿安全管理中应充分利用瓦斯地质规律,为矿井延深和采区设计提供科学依据。

7)在认识方面,瓦斯地质不是一劳永逸。对地质规律的认识是一个由浅入深,由表及里的过程,只有在使用过程中不断补充修改,才能指导实际工作,真正为安全生产服务为我矿将来开采深层煤提供科学依据。

8)未来的煤矿实际上应该是煤-瓦斯矿,煤和瓦斯都应作为资源一起开采,对具体区域的具体问题具体分析,从科学的发展要求出发,从定性向定量转化,辨证的分析和掌握影响瓦斯分别的各种地质因素,找出符合实际客观的规律性,或先抽放瓦斯后采煤。或边采煤边抽放瓦斯,这样既对安全生产有利,又提高经济效益。

4。结语

综上所述,煤层瓦斯赋存规律及其变化是诸多地质因素综合作用的结果,它的瓦斯含量与矿井地质构造煤的埋藏深度煤层厚度及顶底板岩性有密切关系,认识和掌握这种变化规律,对煤矿的安全生产具有很大的指导意义。

对煤矿瓦斯地质规律研究探讨