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东欢坨矿瓦斯地质特征及其控制因素分析

发布时间:2020-02-18 19:46
【摘要】:为明确东欢坨矿瓦斯地质特征并探明其地质控制因素,基于煤田地质勘探资料、瓦斯地质数据、采掘及钻孔数据,系统研究了研究区瓦斯生成演化、赋存及涌出的地质特征,并进一步分析了研究区瓦斯地质控制因素。研究结果显示:研究区瓦斯主要生成于中三叠世末期的深沉热变质作用;区内瓦斯地质特征主要受地质构造、煤层埋深、水文地质、煤厚特征、顶底板岩性等因素控制,大-中型张性断层及水力运移携带逸散作用使得矿井瓦斯含量整体偏低,煤层埋深特征整体上控制了瓦斯含量自SE向NW不断增大的趋势,厚煤带及顶底板致密区形成了局部瓦斯赋存高值区;小型正断层密集区及煤厚急剧变化区域瓦斯涌出量突增,且在深部区域表现得更加明显,采掘经过时应注意预防瓦斯异常。
【图文】:

构造纲要图


明显,2089下采面在回采时共遇9条小型正断层,当采掘穿过断层构造破碎带时,瓦斯涌出量增加,并在图1研究区构造纲要图表1研究区各主采煤层瓦斯参数煤层标高/mRo/%坚固性系数f瓦斯放散初速度△p瓦斯含量/(m3·t-1)瓦斯压力/MPa8-7200.820.884.673.540.419-6900.650.295.404.950.4211-5000.700.459.884.110.3512-1-5000.700.575.432.340.18为NEE~SWW,倾向NW,南东翼地层平缓,倾角12°~25°,西北翼地层急陡,倾角65°~85°,矿区大部分区域即位于车轴山向斜的南东翼(图1),区内发育有次一级褶曲-荣各庄向斜和小齐坨东向斜。研究区大型断裂较少,中小型断层较发育,走向多与主向斜轴方向一致。区域地层属华北型沉积,含煤岩系主要为石炭-二叠系的唐山组、开平组、赵各庄组、大苗庄组及唐家庄组,上覆冲积层,基底为中奥陶统灰岩,主要可采煤层为8、9、11和12-1煤层,累计总厚度约19.70m。·150·

关系图,煤层瓦斯含量,标高,煤层埋深


Vol.48No.2Feb.2017第48卷第2期2017年2月SafetyinCoalMines图2研究区煤层瓦斯含量与标高关系图3研究区8煤层瓦斯涌出量与工作面标高关系小型断层密集区达到最大值,这种现象随采掘活动的加深更为显著。而在规模较大断裂附近,由于其破碎带沟通上覆松散岩层或地下水,导致部分瓦斯逸散,采掘经过时瓦斯涌出量减校3.2煤层埋深煤层中瓦斯气体能否能够很好的保存,有赖于上覆地层厚度,即埋藏深度。通常情况下煤储层上覆地层有效厚度越大,保存条件越好;有效地层厚度越薄,表明构造抬升、剥蚀越强烈,储层泄压,瓦斯解吸逸散。结合实测数据,线性回归分析可见研究区9、11、12-1煤层瓦斯含量随着煤层埋深增加而不断增加(图2),其中9煤瓦斯含量受埋深控制较为明显。分析认为随着煤层埋深加大,储层保存能力增强,瓦斯含量也随之增加;但当煤层到达一定深度时,瓦斯随埋深增加而增加的幅度逐渐变校研究区煤层空间展布主要受车轴山向斜构造控制,表现为自SE至NW煤层埋深不断增大;而受控于煤层埋深特征,各主采煤层瓦斯含量也相应地呈现出SE至NW不断增大的趋势。由此可见,煤层埋深是控制研究区瓦斯赋存平面分带展布的关键因素。根据8煤层12个回采工作面的相对瓦斯涌出量数据分析瓦斯涌出量与煤层埋深的关系,发现二者存在着微弱的正相关关系(图3),究其原因为东欢坨矿已采区域位于瓦斯风化带内,,瓦斯涌出量受到多种因素耦合控制,与埋深的单因素相关性不甚明显。目前生产区域瓦斯主要来源于煤层中的游离态瓦斯,推测瓦斯涌出量与开采强度及局部构造之间的关系更为密切;而随着采掘延深进入瓦斯带,埋深对瓦斯涌出量的控制将愈加明显。3.3水文地质水文地质对瓦斯的控制主要表现为水力封闭、水力封堵及水力运?

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