泊江海子井田煤層瓦斯分析與評價

劉雷+劉太忠

摘 要：泊江海子井田位于東勝煤田的西北部邊緣，屬于華北地臺鄂爾多斯臺向斜東勝隆起區。通過對泊江海子井田煤層中瓦斯的含量、成分和分布的分析，探討其變化的影響因素，為其對建井和煤炭開采的影響作出評價。

關鍵詞：瓦斯測試 成分 分帶 含量 瓦斯突出危險性

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0057-02

煤炭工業是我國重要的基礎能源產業，在中國能源供給結構中處于重要戰略地位，在能源消費結構中也處于主導地位，預計到2050年在一次能源生產中仍將占50%以上。在礦床開采技術條件中，瓦斯的影響不可忽視。近年來，由于對瓦斯的研究不足和不規范的開采，多處煤礦發生瓦斯爆炸事故，因此煤層瓦斯的分析和研究對煤炭開采具有重要指導意義。

1 井田概況

泊江海子井田位于內蒙古自治區鄂爾多斯市境內，行政區劃屬鄂爾多斯市東勝區管轄。東至鄂爾多斯市東勝區55 km，北通包頭市108 km，南至包～神鐵路大柳塔車站78 km，西達烏海市360 km。泊江海子礦井位于東勝煤田的西北邊緣，新生代地質營力的作用在礦井內表現的較為強烈，上部地層遭受剝蝕。井田內地層由老至新發育有：三疊系上統延長組（T3y）、侏羅系中下統延安組（J1-2y）、侏羅系中統（J2）、白堊系下統志丹群（K1zh）和第四系（Q）。東勝煤田大地構造分區屬于華北地臺鄂爾多斯臺向斜東勝隆起區，具體位置處于東勝隆起區中東部華北地臺經歷了基 底形成階段和蓋層穩定發展階段之后，在晚三疊世末期開始進入地臺活動階段。在華北地臺西部開始出現了繼承性大型內陸坳陷型盆地—鄂爾多斯盆地，其構造形式總體為一寬緩的大向斜構造（臺向斜），核部偏西，中部、東部廣大地區基本為水平巖層。井田位于東勝煤田的西北部邊緣，其構造形態總體為一走向東西，向北傾斜的單斜構造，地層傾角1～3 °，地層產狀沿走向及傾向均有一定變化，但變化不大，褶曲構造較為發育。井田內含煤地層為侏羅系中下統延安組（J1-2y），含可采煤層6層，為3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2和5-1煤層。

2 瓦斯測試

本礦井主要使用解吸法采集瓦斯煤樣，樣品采集的操作規程勘查階段為《煤層氣測定方法（解吸法）》（MT/T77-94），補堪階段為《地勘時期煤層瓦斯含量測定方法》（AQ1046-2007），分鉆探施工現場瓦斯氣體解吸、損失量計算和室內脫氣（粉碎前及粉碎后）、測試，瓦斯成分及瓦斯含量計算等步驟。在孔深507.71～683.27 m用解吸法采集瓦斯樣品97個，具體采樣情況見表1。

3 瓦斯成分

本礦井瓦斯成分含量統計見表2。

3.1 甲烷（CH4）

各煤層共有42個樣點測試中未發現CH4，45個樣點有CH4賦存。甲烷的賦存和深度關系不大。大多數樣點CH4濃度在0～20%之間。僅UN13在3-2煤層（采樣深度582.93 m）1個點>20%，為56.63%。

3.2 氮氣（N2）

85%的樣點的N2濃度>80%，其余各樣點N2濃度均在20～80%之間。

3.3 二氧化碳（CO2）

CO2濃度>20%的樣點較少，且大多數在10%以下。

3.4 瓦斯分帶

由圖1可以看出，本礦井本礦井以氮氣帶為主，其間夾有氮氣～二氧化碳帶、氮氣～沼氣帶。

4 瓦斯含量

在本礦井可采煤層97個合格樣品中，瓦斯含量（CH4，daf）最大值僅為0.49 m3/t（在8號鉆孔3-1下煤層，采樣深度631.63米）。各煤層平均瓦斯含量（CH4，daf）在0.05～0.08 m3/t之間（見表1）。各煤層瓦斯含量與煤層埋深關系不大。

5 瓦斯突出危險性

2011年5月中煤科工集團重慶研究院國家煤礦安全技術工程科研中心對泊江海子煤礦主井和副井的各可采煤層的瓦斯含量、瓦斯吸附常數、瓦斯放散初速度、煤的堅固性系數等參數進行了測定，其測定結果見表3。

泊江海子礦井在進行地質勘探時，未發現有頂鉆、卡鉆等現象，在實際開采中沒有發生過瓦斯動力現象。通過對瓦斯含量、突出危險性單項指標、地質情況等綜合分析，不能說明3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤層具有瓦斯突出危險性。根據《防治煤與瓦斯突出規定》相關條款，見表4。

由表3可知：瓦斯放散初速度ΔP兩極值為12～33，煤的堅固性系數f≥為0.77，煤層瓦斯壓力p≤0.22MPa，均不超出臨界值，因此泊江海子礦井3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤層不具有煤與瓦斯突出危險性。

6 結語

瓦斯是煤和巖石中分散有機質在自然條件下經成巖、變質階段所形成。從生成條件看，各煤層厚度變化較小，煤層分岔尖滅現象少見，說明成煤環境相對穩定。加之煤的變質程度低，不利于瓦斯的運移和積儲。通過對該礦區瓦斯含量、成分、突出危險性單項指標、地質情況等綜合分析，根據相關規范相關條款，泊江海子礦井不具有煤與瓦斯突出危險性。但是，不排除瓦斯局部積儲的可能性，在礦井設計和煤礦開采時應引起重視，以保證煤礦正常生產和人身財產不受損失。

參考文獻

[1] 安徽省煤田地質局第三勘探隊.內蒙古鄂爾多斯泊江海子煤礦建井報告：第五章第四節[R].2004：97-99.

[2] MT/T77-94[J].煤層氣測定方法（解吸法）.

[3] AQ1046-2007[J].地勘時期煤層瓦斯含量測定方法.

[4] GB/T13610[J].天然氣的組成分析.氣相色譜法.

[5] GB/T212-2008[J].煤的工業分析與方法.

[6] AQ1024-2006[J].煤與瓦斯突出礦井鑒定規范.endprint

摘 要：泊江海子井田位于東勝煤田的西北部邊緣，屬于華北地臺鄂爾多斯臺向斜東勝隆起區。通過對泊江海子井田煤層中瓦斯的含量、成分和分布的分析，探討其變化的影響因素，為其對建井和煤炭開采的影響作出評價。

關鍵詞：瓦斯測試 成分 分帶 含量 瓦斯突出危險性

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0057-02

煤炭工業是我國重要的基礎能源產業，在中國能源供給結構中處于重要戰略地位，在能源消費結構中也處于主導地位，預計到2050年在一次能源生產中仍將占50%以上。在礦床開采技術條件中，瓦斯的影響不可忽視。近年來，由于對瓦斯的研究不足和不規范的開采，多處煤礦發生瓦斯爆炸事故，因此煤層瓦斯的分析和研究對煤炭開采具有重要指導意義。

1 井田概況

泊江海子井田位于內蒙古自治區鄂爾多斯市境內，行政區劃屬鄂爾多斯市東勝區管轄。東至鄂爾多斯市東勝區55 km，北通包頭市108 km，南至包～神鐵路大柳塔車站78 km，西達烏海市360 km。泊江海子礦井位于東勝煤田的西北邊緣，新生代地質營力的作用在礦井內表現的較為強烈，上部地層遭受剝蝕。井田內地層由老至新發育有：三疊系上統延長組（T3y）、侏羅系中下統延安組（J1-2y）、侏羅系中統（J2）、白堊系下統志丹群（K1zh）和第四系（Q）。東勝煤田大地構造分區屬于華北地臺鄂爾多斯臺向斜東勝隆起區，具體位置處于東勝隆起區中東部華北地臺經歷了基 底形成階段和蓋層穩定發展階段之后，在晚三疊世末期開始進入地臺活動階段。在華北地臺西部開始出現了繼承性大型內陸坳陷型盆地—鄂爾多斯盆地，其構造形式總體為一寬緩的大向斜構造（臺向斜），核部偏西，中部、東部廣大地區基本為水平巖層。井田位于東勝煤田的西北部邊緣，其構造形態總體為一走向東西，向北傾斜的單斜構造，地層傾角1～3 °，地層產狀沿走向及傾向均有一定變化，但變化不大，褶曲構造較為發育。井田內含煤地層為侏羅系中下統延安組（J1-2y），含可采煤層6層，為3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2和5-1煤層。

2 瓦斯測試

本礦井主要使用解吸法采集瓦斯煤樣，樣品采集的操作規程勘查階段為《煤層氣測定方法（解吸法）》（MT/T77-94），補堪階段為《地勘時期煤層瓦斯含量測定方法》（AQ1046-2007），分鉆探施工現場瓦斯氣體解吸、損失量計算和室內脫氣（粉碎前及粉碎后）、測試，瓦斯成分及瓦斯含量計算等步驟。在孔深507.71～683.27 m用解吸法采集瓦斯樣品97個，具體采樣情況見表1。

3 瓦斯成分

本礦井瓦斯成分含量統計見表2。

3.1 甲烷（CH4）

各煤層共有42個樣點測試中未發現CH4，45個樣點有CH4賦存。甲烷的賦存和深度關系不大。大多數樣點CH4濃度在0～20%之間。僅UN13在3-2煤層（采樣深度582.93 m）1個點>20%，為56.63%。

3.2 氮氣（N2）

85%的樣點的N2濃度>80%，其余各樣點N2濃度均在20～80%之間。

3.3 二氧化碳（CO2）

CO2濃度>20%的樣點較少，且大多數在10%以下。

3.4 瓦斯分帶

由圖1可以看出，本礦井本礦井以氮氣帶為主，其間夾有氮氣～二氧化碳帶、氮氣～沼氣帶。

4 瓦斯含量

在本礦井可采煤層97個合格樣品中，瓦斯含量（CH4，daf）最大值僅為0.49 m3/t（在8號鉆孔3-1下煤層，采樣深度631.63米）。各煤層平均瓦斯含量（CH4，daf）在0.05～0.08 m3/t之間（見表1）。各煤層瓦斯含量與煤層埋深關系不大。

5 瓦斯突出危險性

2011年5月中煤科工集團重慶研究院國家煤礦安全技術工程科研中心對泊江海子煤礦主井和副井的各可采煤層的瓦斯含量、瓦斯吸附常數、瓦斯放散初速度、煤的堅固性系數等參數進行了測定，其測定結果見表3。

泊江海子礦井在進行地質勘探時，未發現有頂鉆、卡鉆等現象，在實際開采中沒有發生過瓦斯動力現象。通過對瓦斯含量、突出危險性單項指標、地質情況等綜合分析，不能說明3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤層具有瓦斯突出危險性。根據《防治煤與瓦斯突出規定》相關條款，見表4。

由表3可知：瓦斯放散初速度ΔP兩極值為12～33，煤的堅固性系數f≥為0.77，煤層瓦斯壓力p≤0.22MPa，均不超出臨界值，因此泊江海子礦井3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤層不具有煤與瓦斯突出危險性。

6 結語

瓦斯是煤和巖石中分散有機質在自然條件下經成巖、變質階段所形成。從生成條件看，各煤層厚度變化較小，煤層分岔尖滅現象少見，說明成煤環境相對穩定。加之煤的變質程度低，不利于瓦斯的運移和積儲。通過對該礦區瓦斯含量、成分、突出危險性單項指標、地質情況等綜合分析，根據相關規范相關條款，泊江海子礦井不具有煤與瓦斯突出危險性。但是，不排除瓦斯局部積儲的可能性，在礦井設計和煤礦開采時應引起重視，以保證煤礦正常生產和人身財產不受損失。

參考文獻

[1] 安徽省煤田地質局第三勘探隊.內蒙古鄂爾多斯泊江海子煤礦建井報告：第五章第四節[R].2004：97-99.

[2] MT/T77-94[J].煤層氣測定方法（解吸法）.

[3] AQ1046-2007[J].地勘時期煤層瓦斯含量測定方法.

[4] GB/T13610[J].天然氣的組成分析.氣相色譜法.

[5] GB/T212-2008[J].煤的工業分析與方法.

[6] AQ1024-2006[J].煤與瓦斯突出礦井鑒定規范.endprint

摘 要：泊江海子井田位于東勝煤田的西北部邊緣，屬于華北地臺鄂爾多斯臺向斜東勝隆起區。通過對泊江海子井田煤層中瓦斯的含量、成分和分布的分析，探討其變化的影響因素，為其對建井和煤炭開采的影響作出評價。

關鍵詞：瓦斯測試 成分 分帶 含量 瓦斯突出危險性

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0057-02

煤炭工業是我國重要的基礎能源產業，在中國能源供給結構中處于重要戰略地位，在能源消費結構中也處于主導地位，預計到2050年在一次能源生產中仍將占50%以上。在礦床開采技術條件中，瓦斯的影響不可忽視。近年來，由于對瓦斯的研究不足和不規范的開采，多處煤礦發生瓦斯爆炸事故，因此煤層瓦斯的分析和研究對煤炭開采具有重要指導意義。

1 井田概況

泊江海子井田位于內蒙古自治區鄂爾多斯市境內，行政區劃屬鄂爾多斯市東勝區管轄。東至鄂爾多斯市東勝區55 km，北通包頭市108 km，南至包～神鐵路大柳塔車站78 km，西達烏海市360 km。泊江海子礦井位于東勝煤田的西北邊緣，新生代地質營力的作用在礦井內表現的較為強烈，上部地層遭受剝蝕。井田內地層由老至新發育有：三疊系上統延長組（T3y）、侏羅系中下統延安組（J1-2y）、侏羅系中統（J2）、白堊系下統志丹群（K1zh）和第四系（Q）。東勝煤田大地構造分區屬于華北地臺鄂爾多斯臺向斜東勝隆起區，具體位置處于東勝隆起區中東部華北地臺經歷了基 底形成階段和蓋層穩定發展階段之后，在晚三疊世末期開始進入地臺活動階段。在華北地臺西部開始出現了繼承性大型內陸坳陷型盆地—鄂爾多斯盆地，其構造形式總體為一寬緩的大向斜構造（臺向斜），核部偏西，中部、東部廣大地區基本為水平巖層。井田位于東勝煤田的西北部邊緣，其構造形態總體為一走向東西，向北傾斜的單斜構造，地層傾角1～3 °，地層產狀沿走向及傾向均有一定變化，但變化不大，褶曲構造較為發育。井田內含煤地層為侏羅系中下統延安組（J1-2y），含可采煤層6層，為3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2和5-1煤層。

2 瓦斯測試

本礦井主要使用解吸法采集瓦斯煤樣，樣品采集的操作規程勘查階段為《煤層氣測定方法（解吸法）》（MT/T77-94），補堪階段為《地勘時期煤層瓦斯含量測定方法》（AQ1046-2007），分鉆探施工現場瓦斯氣體解吸、損失量計算和室內脫氣（粉碎前及粉碎后）、測試，瓦斯成分及瓦斯含量計算等步驟。在孔深507.71～683.27 m用解吸法采集瓦斯樣品97個，具體采樣情況見表1。

3 瓦斯成分

本礦井瓦斯成分含量統計見表2。

3.1 甲烷（CH4）

各煤層共有42個樣點測試中未發現CH4，45個樣點有CH4賦存。甲烷的賦存和深度關系不大。大多數樣點CH4濃度在0～20%之間。僅UN13在3-2煤層（采樣深度582.93 m）1個點>20%，為56.63%。

3.2 氮氣（N2）

85%的樣點的N2濃度>80%，其余各樣點N2濃度均在20～80%之間。

3.3 二氧化碳（CO2）

CO2濃度>20%的樣點較少，且大多數在10%以下。

3.4 瓦斯分帶

由圖1可以看出，本礦井本礦井以氮氣帶為主，其間夾有氮氣～二氧化碳帶、氮氣～沼氣帶。

4 瓦斯含量

在本礦井可采煤層97個合格樣品中，瓦斯含量（CH4，daf）最大值僅為0.49 m3/t（在8號鉆孔3-1下煤層，采樣深度631.63米）。各煤層平均瓦斯含量（CH4，daf）在0.05～0.08 m3/t之間（見表1）。各煤層瓦斯含量與煤層埋深關系不大。

5 瓦斯突出危險性

2011年5月中煤科工集團重慶研究院國家煤礦安全技術工程科研中心對泊江海子煤礦主井和副井的各可采煤層的瓦斯含量、瓦斯吸附常數、瓦斯放散初速度、煤的堅固性系數等參數進行了測定，其測定結果見表3。

泊江海子礦井在進行地質勘探時，未發現有頂鉆、卡鉆等現象，在實際開采中沒有發生過瓦斯動力現象。通過對瓦斯含量、突出危險性單項指標、地質情況等綜合分析，不能說明3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤層具有瓦斯突出危險性。根據《防治煤與瓦斯突出規定》相關條款，見表4。

由表3可知：瓦斯放散初速度ΔP兩極值為12～33，煤的堅固性系數f≥為0.77，煤層瓦斯壓力p≤0.22MPa，均不超出臨界值，因此泊江海子礦井3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤層不具有煤與瓦斯突出危險性。

6 結語

瓦斯是煤和巖石中分散有機質在自然條件下經成巖、變質階段所形成。從生成條件看，各煤層厚度變化較小，煤層分岔尖滅現象少見，說明成煤環境相對穩定。加之煤的變質程度低，不利于瓦斯的運移和積儲。通過對該礦區瓦斯含量、成分、突出危險性單項指標、地質情況等綜合分析，根據相關規范相關條款，泊江海子礦井不具有煤與瓦斯突出危險性。但是，不排除瓦斯局部積儲的可能性，在礦井設計和煤礦開采時應引起重視，以保證煤礦正常生產和人身財產不受損失。

參考文獻

[1] 安徽省煤田地質局第三勘探隊.內蒙古鄂爾多斯泊江海子煤礦建井報告：第五章第四節[R].2004：97-99.

[2] MT/T77-94[J].煤層氣測定方法（解吸法）.

[3] AQ1046-2007[J].地勘時期煤層瓦斯含量測定方法.

[4] GB/T13610[J].天然氣的組成分析.氣相色譜法.

[5] GB/T212-2008[J].煤的工業分析與方法.

[6] AQ1024-2006[J].煤與瓦斯突出礦井鑒定規范.endprint