孔庄煤矿瓦斯赋存构造控制特征及应用研究
发布时间：2021-03-03 06:18
煤与瓦斯突出是制约煤矿安全生产的最主要因素,煤与瓦斯突出机理复杂,影响因素众多,目前仍不能准确预测。而发生煤与瓦斯突出最重要的前提条件就是煤体中存在大量的瓦斯。我国大部分矿区煤层的瓦斯含量普遍较高,其中深部煤层的瓦斯含量更高,而在项目进展过程中经现场测定发现,大屯矿区孔庄煤矿深部煤层的瓦斯含量与其相邻的淮北矿区深部煤层相比相对较低。本文结合孔庄煤矿的区域地质构造特征、煤系地层沉积演化特征、煤层气成藏特征以及瓦斯赋存规律对其瓦斯地质情况进行分析。在地质构造演化过程中,孔庄煤矿所在区域受到多期构造运动的共同作用,使其煤层瓦斯含量远低于相邻的淮北矿区。本文从地层差异性以及地层抬升与沉降的差异性方面入手对比分析了山东矿区、大屯矿区与淮北矿区的含气差异性。本文在Ⅳ3采区以及Ⅲ5采区共选取四个煤样,结合煤的工业分析、坚固性系数、瓦斯放散初速度、吸附解吸特征以及孔隙特征等多方面实验,得出孔庄煤矿煤样的f值分别为0.955、0.930、0.574、0.533,Δp分别为4.5mmHg、5.5mmHg、11.2mmHg、11.5mmHg,吸附常数a分别为16.8817m3/t、17...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2区域地质构造演化特征及煤层气成藏特征7注：本图由矿上所提供材料修改得到。图2-1孔庄煤矿构造示意图Figure2-1Kongzhuangminingareastructuraloutlinemap2.1.2煤系地层孔庄矿区含煤地层有太原组、山西组和下石盒子组，平均地层总厚度为461.09m，含煤20余层，煤层的平均总厚度为11.6m，含煤系数为2.5％；可采及局部可采的煤层有4层，即山西组的7#、8#煤层，太原组的17#、21#煤层，可采煤层的平均总厚度为8.79m，含可采煤系数为1.9％（见表2-1）。7#煤层位于山西组，上距下石盒子组底界54.8～90.5m，平均约为72.21m，下距太原组顶界平均为37.0m。7#煤层在井田西翼因受岩浆岩侵入破坏严重，已失去可采价值。在井田东部，煤层两极厚度约为2.05～6.06m，平均煤厚为4.56m，煤层在全矿区普遍发育，煤层厚度的变化趋势大体为：沿倾向由浅部向深部逐渐增厚，煤层沉积稳定性逐渐变好；沿走向方向矿区东西两侧的煤层较薄，中部的煤层较厚。煤层结构特征较为简单，只有局部区域存在夹矸，夹矸岩性多为泥岩。7#煤层勘探钻孔除煤层露头外见煤深度最浅为-136.61m，最深为-1194.10m，见图2-2。8#煤层位于山西组的底部，较为发育，上距7#煤层约4.17～40.18m，平均间距为20.28m，层间距由西向东逐渐减校煤厚在0.29～4.96m之间，平均为2.93m。煤层分布不连续，可分为三个地段：即4号勘探线以西、10-13号勘探线之间以及14号勘探线线以东。8#煤层在4号勘探线以西可采，但部分区域有岩浆岩侵
3孔庄煤矿储层物性分析及吸附解吸特征23每个煤样在实验时均测定两次，两次结果如果差距不大则选其平均值作为最终结果，反之则需要重测，经过实验我们得到了4个煤样的瓦斯放散初速度Δp的测定结果，如表3-4所示。表3-44个煤样瓦斯放散初速度测试结果Table3-4Initialvelocityofgasemissionmeasurementresultsof4samples煤样名称瓦斯放散初速度Δp/mmHgⅣ3-74.5Ⅳ3-85.5Ⅲ5-711.2Ⅲ5-811.5由表3-4可以看出，Ⅲ5采区煤样的瓦斯放散初速度大约是Ⅳ3采区煤样的瓦斯放散初速度的2.1~2.5倍，同一采区中8#煤层的瓦斯放散初速度也较大。而瓦斯放散初速度Δp的值与煤层的突出危险性相关，瓦斯放散初速度越大其突出危险性也就越高，反之则低。因此数据说明，Ⅲ5采区煤样的突出危险性相对较高，同一采区之间，8#煤层的突出危险性相对较高。3.3煤样吸附解吸特征分析（AnalysisofAdsorptionandDesorptionCharacteristicsofCoalSample）3.3.1煤样吸附特性本文中将按照《煤的甲烷吸附量测定方法（高压容量法）》（MT/T752-1997）的规定采用高压容量法[62]对煤体的吸附特性进行研究，实验仪器为HCA高压容量法瓦斯吸附装置，为更加接近实际，吸附气体选择为CH4，恒温水槽温度设定为30℃，吸附平衡时间设定为8h。图3-1HCA型高压容量法瓦斯吸附装置示意图（据实验室仪器所绘）Figure3-1SchematicdiagramofHCAtypehighpressurecapacitygasadsorptiondevice
【参考文献】：
期刊论文
[1]下保护层开采对上部煤层保护范围研究[J]. 郭涵潇,刘勇,康向涛. 采矿技术. 2020(01)
[2]直接法瓦斯含量测定结果准确性实验研究[J]. 李成武,王义林,王其江,高鑫. 煤炭学报. 2020(01)
[3]近距离煤层保护层开采瓦斯治理实践[J]. 李易航. 山东煤炭科技. 2019(10)
[4]低瓦斯矿井瓦斯异常区域综合治理探讨[J]. 邰胜明. 能源与节能. 2019(10)
[5]工作面煤与瓦斯突出预测方法综述[J]. 孙肖琦,郑欣. 煤炭技术. 2019(10)
[6]局部瓦斯异常区域治理措施[J]. 龚大银. 煤炭与化工. 2019(04)
[7]矿井局部高瓦斯区域治理措施研究[J]. 李太锋. 山西能源学院学报. 2019(02)
[8]特殊条件下高突综采工作面瓦斯综合治理技术研究与应用[J]. 曲宏伟. 山东煤炭科技. 2015(09)
[9]煤矿瓦斯防治技术的现状及发展方向[J]. 王英明. 内蒙古煤炭经济. 2014(04)
[10]低瓦斯矿井局部瓦斯治理措施及其安全管理[J]. 杨伟杰. 科技创业家. 2013(18)
博士论文
[1]煤的双重孔隙结构等效特征及对其力学和渗透特性的影响机制[D]. 郭海军.中国矿业大学 2017
[2]煤系多层叠置含水系统及煤层气合排水源判识[D]. 葛燕燕.中国矿业大学 2015
[3]多煤层叠置条件下的煤层气成藏作用[D]. 杨兆彪.中国矿业大学 2011
[4]下保护层合理保护范围及在卸压瓦斯抽采中的应用[D]. 刘林.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]不同粒度及变质程度含瓦斯煤样瓦斯解吸全过程测试研究[D]. 周同.中国矿业大学 2017
[2]淮北矿区许疃矿矿井构造评价及煤与瓦斯突出预测[D]. 赵耀.中国矿业大学 2016
[3]氟化石墨/导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能研究[D]. 韩秀栋.天津大学 2012
[4]宣东二矿岩浆侵入对瓦斯赋存的影响[D]. 熊建龙.河南理工大学 2009
[5]煤层围岩特征对瓦斯赋存与涌出的控制作用[D]. 黄凯.安徽理工大学 2008
本文编号：3060778
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2区域地质构造演化特征及煤层气成藏特征7注：本图由矿上所提供材料修改得到。图2-1孔庄煤矿构造示意图Figure2-1Kongzhuangminingareastructuraloutlinemap2.1.2煤系地层孔庄矿区含煤地层有太原组、山西组和下石盒子组，平均地层总厚度为461.09m，含煤20余层，煤层的平均总厚度为11.6m，含煤系数为2.5％；可采及局部可采的煤层有4层，即山西组的7#、8#煤层，太原组的17#、21#煤层，可采煤层的平均总厚度为8.79m，含可采煤系数为1.9％（见表2-1）。7#煤层位于山西组，上距下石盒子组底界54.8～90.5m，平均约为72.21m，下距太原组顶界平均为37.0m。7#煤层在井田西翼因受岩浆岩侵入破坏严重，已失去可采价值。在井田东部，煤层两极厚度约为2.05～6.06m，平均煤厚为4.56m，煤层在全矿区普遍发育，煤层厚度的变化趋势大体为：沿倾向由浅部向深部逐渐增厚，煤层沉积稳定性逐渐变好；沿走向方向矿区东西两侧的煤层较薄，中部的煤层较厚。煤层结构特征较为简单，只有局部区域存在夹矸，夹矸岩性多为泥岩。7#煤层勘探钻孔除煤层露头外见煤深度最浅为-136.61m，最深为-1194.10m，见图2-2。8#煤层位于山西组的底部，较为发育，上距7#煤层约4.17～40.18m，平均间距为20.28m，层间距由西向东逐渐减校煤厚在0.29～4.96m之间，平均为2.93m。煤层分布不连续，可分为三个地段：即4号勘探线以西、10-13号勘探线之间以及14号勘探线线以东。8#煤层在4号勘探线以西可采，但部分区域有岩浆岩侵
3孔庄煤矿储层物性分析及吸附解吸特征23每个煤样在实验时均测定两次，两次结果如果差距不大则选其平均值作为最终结果，反之则需要重测，经过实验我们得到了4个煤样的瓦斯放散初速度Δp的测定结果，如表3-4所示。表3-44个煤样瓦斯放散初速度测试结果Table3-4Initialvelocityofgasemissionmeasurementresultsof4samples煤样名称瓦斯放散初速度Δp/mmHgⅣ3-74.5Ⅳ3-85.5Ⅲ5-711.2Ⅲ5-811.5由表3-4可以看出，Ⅲ5采区煤样的瓦斯放散初速度大约是Ⅳ3采区煤样的瓦斯放散初速度的2.1~2.5倍，同一采区中8#煤层的瓦斯放散初速度也较大。而瓦斯放散初速度Δp的值与煤层的突出危险性相关，瓦斯放散初速度越大其突出危险性也就越高，反之则低。因此数据说明，Ⅲ5采区煤样的突出危险性相对较高，同一采区之间，8#煤层的突出危险性相对较高。3.3煤样吸附解吸特征分析（AnalysisofAdsorptionandDesorptionCharacteristicsofCoalSample）3.3.1煤样吸附特性本文中将按照《煤的甲烷吸附量测定方法（高压容量法）》（MT/T752-1997）的规定采用高压容量法[62]对煤体的吸附特性进行研究，实验仪器为HCA高压容量法瓦斯吸附装置，为更加接近实际，吸附气体选择为CH4，恒温水槽温度设定为30℃，吸附平衡时间设定为8h。图3-1HCA型高压容量法瓦斯吸附装置示意图（据实验室仪器所绘）Figure3-1SchematicdiagramofHCAtypehighpressurecapacitygasadsorptiondevice
【参考文献】：
期刊论文
[1]下保护层开采对上部煤层保护范围研究[J]. 郭涵潇,刘勇,康向涛. 采矿技术. 2020(01)
[2]直接法瓦斯含量测定结果准确性实验研究[J]. 李成武,王义林,王其江,高鑫. 煤炭学报. 2020(01)
[3]近距离煤层保护层开采瓦斯治理实践[J]. 李易航. 山东煤炭科技. 2019(10)
[4]低瓦斯矿井瓦斯异常区域综合治理探讨[J]. 邰胜明. 能源与节能. 2019(10)
[5]工作面煤与瓦斯突出预测方法综述[J]. 孙肖琦,郑欣. 煤炭技术. 2019(10)
[6]局部瓦斯异常区域治理措施[J]. 龚大银. 煤炭与化工. 2019(04)
[7]矿井局部高瓦斯区域治理措施研究[J]. 李太锋. 山西能源学院学报. 2019(02)
[8]特殊条件下高突综采工作面瓦斯综合治理技术研究与应用[J]. 曲宏伟. 山东煤炭科技. 2015(09)
[9]煤矿瓦斯防治技术的现状及发展方向[J]. 王英明. 内蒙古煤炭经济. 2014(04)
[10]低瓦斯矿井局部瓦斯治理措施及其安全管理[J]. 杨伟杰. 科技创业家. 2013(18)
博士论文
[1]煤的双重孔隙结构等效特征及对其力学和渗透特性的影响机制[D]. 郭海军.中国矿业大学 2017
[2]煤系多层叠置含水系统及煤层气合排水源判识[D]. 葛燕燕.中国矿业大学 2015
[3]多煤层叠置条件下的煤层气成藏作用[D]. 杨兆彪.中国矿业大学 2011
[4]下保护层合理保护范围及在卸压瓦斯抽采中的应用[D]. 刘林.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]不同粒度及变质程度含瓦斯煤样瓦斯解吸全过程测试研究[D]. 周同.中国矿业大学 2017
[2]淮北矿区许疃矿矿井构造评价及煤与瓦斯突出预测[D]. 赵耀.中国矿业大学 2016
[3]氟化石墨/导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能研究[D]. 韩秀栋.天津大学 2012
[4]宣东二矿岩浆侵入对瓦斯赋存的影响[D]. 熊建龙.河南理工大学 2009
[5]煤层围岩特征对瓦斯赋存与涌出的控制作用[D]. 黄凯.安徽理工大学 2008
本文编号：3060778
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