《安全技术》之地质构造和开采对瓦斯涌出的影响 VIP免费

地质构造和开采对瓦斯涌出的影响1井田概况张新煤矿井田位于鸡西煤盆地南部条带中部的主背斜的南翼。含煤地层为中生界上侏罗纪鸡西群城子河含煤组。城子河含煤组共有30个煤层，在张新矿井田内，可采煤层自上而下依次是8#、7#、7#下、6D上、6D下、6C、6B、6A、3#、2#、1#共11层可采煤层，底板间距在200～240m之间，是主要含煤段，其间以中砂岩、细砂岩、粉砂岩、煤组成；含有泥岩及凝灰岩夹层。井田呈东西走向倾向南，属缓倾斜的单斜煤层，北有平阳一麻山逆断层，东有落差为500m北东向F49断层，井田内除平阳一麻山逆断层外，共有大中型断支75条，性质均为正断层，无褶曲。在煤层走向剖面上，地堑、地垒相间排列。断层走向北东落差大于北西落差，从断层的力学性质分析都属于张性和张扭性，断层面倾角60°～80°密度为24。1条/km2，展布长度7361.5m/km2。井田内主采煤层有8#、6D、6C、6A、3#、2#，共6层。煤层厚度由西向东逐渐变薄，3#层由西三的2.4m，到东西只有0.9m。其余各层在东四都大部有可采。井田内煤层大都是弱粘结煤，各煤层的煤尘都具有爆炸性，煤尘爆炸指数均在30％以上。2矿井生产情况张新煤矿立井是多水平开拓，一水平是一对立井和分区斜井联合开拓，二水平为暗斜井延深。井田内按断层自然划分为7个采区，即西三、西二、西一、东一、东二、东三、东四。立井地面标高为＋220m，一水平标高±0m，开采深度170m，二标高－300m，垂深300m。立井设计生产能力及核定能力为45万t/a，1992年实际生产能力创历史最高为58万t，左右。巷道掘进均采用钻爆法，采煤工作面都是走向长壁后退式，工作面使用单位液压支柱支护，采空区全部陷落法处理。3矿井通风瓦斯情况3.1矿井通风情况立井采用分区对角抽出的通风方式。西二、西三采区由2K60－№24#轴流式通风机排风。排风量为51000m3/min,负压2.5Pa，西一采区由4-72-20离心式通风机排风，排风量为1710m3/min，负压610Pa，东一采区由KBZ-12.5轴流式通风机排风，风量1320m3/min，负压930Pa。立井总排风量为10680m3/min。3.2矿井瓦斯情况自移交生产以后，从1967年开始有瓦斯煤尘鉴定成果表。从历年瓦斯鉴定为高瓦斯矿井后，以后一直是高瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量和绝对瓦斯涌出量的总趋势是上升的。说明随着开采深度的增加，煤层中的瓦斯含量是逐渐增加的。4瓦斯地质对瓦斯涌出的影响煤层瓦斯含量的大小，决定于成煤过程中产生的瓦斯量和煤层保存瓦斯的条件，由于成煤过程中产生的瓦斯量远远超过煤层的保存能力。因此，瓦斯含量的大小主要取决于煤炭生产后保存瓦斯的条件，主要因素有以下几个方面：①煤的变质程度；②煤层露头；③煤层的赋存深度；④围岩性质；⑤地质构造；⑥煤层倾角；⑦水文地质条件；⑧含煤地层煤层累积厚度。对于张新煤矿来说，影响各采区瓦斯含量的主要因素是煤层露头、围岩性质、地质构造、含煤地层的煤层累积厚度4个方面。因为在同一生产时期，开采深度相差不大，同一井田内的煤炭变质程度、煤层倾角、水文地质条件无明显差异。根据历年瓦斯鉴定情况扯，从东向西瓦斯相对涌出量（即瓦斯含量）是呈逐渐增加的。这与从东向西煤层厚度逐渐增大是相一致的。因此，在同一井田内，煤岩层中的瓦斯含量与煤层厚度成正比。在立井东一、西三采区，形成煤田之后，都有岩浆活动。东一采区上部覆盖一层厚度在30～120m的火山岩，面积4km2。西三采区在8#上部，岩浆以岩床形成侵入，厚度80～230m，面积3.2km2。岩浆岩覆盖在煤田上部，对下部煤层起着封闭作用，使煤、岩层及断层带内的瓦斯不易释放，从而大量储存起来，一旦被揭露，就会大量涌出（喷出）。我矿在生产过程中，发生的11次较大的瓦斯喷出都是在西三和东一区域，喷出情况汇总表见表1。表1瓦斯喷出情况汇总表序号地点层别地质条件垂深/m喷出浓度/％绝对涌出量/m3·min-1持续时间/d喷出瓦斯量/m3·min-1备注1东一采三路3#/运输下山3#裂隙39510～900.68573440与F16断层连同2东一采三路3#/切割上山3#裂隙33010～900.433722910与F14断层连同3东一采右一卷6D平巷