水箐勘查區(qū)煤層瓦斯含量及分布特征

敖 嵩

（貴州煤田地質(zhì)局地質(zhì)勘察研究院，貴州貴陽550008）

水箐勘查區(qū)煤層瓦斯含量及分布特征

敖 嵩*

（貴州煤田地質(zhì)局地質(zhì)勘察研究院，貴州貴陽550008）

運(yùn)用瓦斯地質(zhì)學(xué)的理論觀點(diǎn)，對(duì)水箐勘查區(qū)煤層瓦斯的含量分布進(jìn)行了闡述。通過建立煤層瓦斯含量與埋深、煤的變質(zhì)程度的關(guān)系，分析了主要影響因素。

瓦斯含量；埋深；變質(zhì)程度

1 勘查區(qū)概況

水箐勘查區(qū)位于貴州省畢節(jié)市北西部的水箐鎮(zhèn)、青場鎮(zhèn)，距畢節(jié)市約20km。勘查區(qū)總體呈東西向長方形，面積約23km2。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60×104t/a。

勘查區(qū)含煤地層為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M，含大部可采煤2層，可采煤層集中分布在含煤地層的上部。

2 煤層瓦斯含量及分布特征

勘查區(qū)勘查期間，對(duì)2層可采煤層均進(jìn)行了采樣測試。結(jié)果顯示自然瓦斯成分以甲烷為主，其次為二氧化碳和氮?dú)庖约吧倭康钠渌麩N類。甲烷成分一般大于80%，含量10.86～12.53m3/t。原煤干燥無灰基揮發(fā)分為1.19%～14.41%，平均10.73%，煤類為無煙煤三號(hào)（WY3），變質(zhì)階段為Ⅶ1階段。

按鉆孔的平面位置分析，中、西部鉆孔瓦斯含量高于東部鉆孔。

3 影響因素

3.1 構(gòu)造及斷層

勘查區(qū)構(gòu)造單元為：揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)的復(fù)合部位，勘查區(qū)位于可樂向斜南翼中段及赫章背斜的北翼東段。

總體形狀為單斜，東部見有褶曲，斷裂較發(fā)育，且走向變化大。西部及中部北地層傾向北西，東部地層傾向北東—北西。

勘查區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)地表斷層7條，主要分布在勘查區(qū)的東部，其延生方向主要為北東向、南北向，個(gè)別為北西向及東西向，以正斷層為主。中、西部斷層稀少。

斷層對(duì)煤的破壞作用極大，J5、6、J6勘查線附近斷層密集，斷裂帶造成了瓦斯逃逸，降低了瓦斯壓力，致使瓦斯含量偏低。

3.2 煤層埋深

影響煤層瓦斯含量的因素很多，其中煤層埋深是最普遍的影響因素。通過整理勘查區(qū)內(nèi)瓦斯資料，分析得出了瓦斯含量與埋藏深度散點(diǎn)關(guān)系圖（圖1、圖2）。

圖1 6-1煤層瓦斯含量與埋藏深度關(guān)系圖

圖2 6-2煤層瓦斯含量與埋藏深度關(guān)系圖

6-1煤層的回歸方程相關(guān)系數(shù)R=0.8231；6-2煤層的回歸方程相關(guān)系數(shù)R=0.678，這說明煤層埋深對(duì)瓦斯含量的影響較大。隨著埋深的增加，瓦斯含量隨之增大。6-1煤層瓦斯含量變化梯度為1.08m3/t/100m；6-2煤層瓦斯含量變化梯度為1.35m3/t/100m。

圖中離回歸線較遠(yuǎn)的點(diǎn)均位于勘查區(qū)東部斷層附近，這也驗(yàn)證了斷層會(huì)使瓦斯含量降低。

3.3 煤變質(zhì)程度

大量的研究資料表明，在煤化作用中，會(huì)不斷地產(chǎn)生瓦斯，煤化程度越高，生成的瓦斯量就越大[1]。

勘查區(qū)煤層均為無煙煤，瓦斯生成量高，煤的微孔發(fā)育，比面積大，容氣空間大，吸附性大，煤層瓦斯含量大。煤的變質(zhì)程度不同，影響著煤層瓦斯含量。

對(duì)勘查區(qū)煤層揮發(fā)分及瓦斯含量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，瓦斯含量與煤的揮發(fā)分關(guān)系如圖3、圖4所示。

圖3 6-1煤層瓦斯含量與原煤揮發(fā)分關(guān)系圖

圖4 6-2煤層瓦斯含量與原煤揮發(fā)分關(guān)系圖

煤層瓦斯含量與煤的揮發(fā)分相關(guān)系數(shù)分別為0.5812、0.6223，說明在低揮發(fā)分的區(qū)域瓦斯含量相對(duì)較高，即煤的變質(zhì)程度高，瓦斯含量高。

煤的揮發(fā)分產(chǎn)出率反映出煤的變質(zhì)程度有深淺之分，即煤化程度存在區(qū)域分別，故而影響到煤層瓦斯的含量與分布[2]。

4 結(jié)論

水箐勘查區(qū)瓦斯含量較大，一般高于8m3/t。瓦斯含量在平面上呈現(xiàn)東部低，中、西部高的特征；在剖面上，埋藏越深瓦斯含量越高，6-1煤層瓦斯含量變化梯度為1.08m3/t/100m；6-2煤層瓦斯含量變化梯度為1.35m3/t/100m。

影響瓦斯含量的因素主要有：（1）斷層的影響，東部斷層較發(fā)育，瓦斯含量較低；（2）煤層埋深的影響，6-1、6-2煤層相關(guān)性系數(shù)達(dá)到0.8231及0.678；（3）變質(zhì)程度的影響，變質(zhì)程度高，瓦斯含量低。

研究水箐勘查區(qū)煤層瓦斯的含量及分布，有利于在生產(chǎn)過程中對(duì)瓦斯地質(zhì)災(zāi)害采取科學(xué)的預(yù)防措施，保證煤礦的安全生產(chǎn)。

[1]方愛民，侯泉林，雷家錦，等.煤變質(zhì)作用對(duì)煤層氣賦存和富集的控制——以沁水盆地為例[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2003，9(3): 379.

[2]陳佳，嚴(yán)家平，陳超.青山煤礦大槽煤層瓦斯含量及分布特征研究[J].煤炭技術(shù)，2012(7):80-82.

TD712

A

1004-5716(2015)02-0115-02

2014-03-06

敖嵩（1981-），男（漢族），湖北荊門人，工程師，現(xiàn)從事煤田地質(zhì)勘探技術(shù)工作。