銅川市耀州區照金礦業有限公司井田瓦斯地質規律特征研究

尹耀輝

摘要：為了預防和治理煤礦瓦斯災害，確保煤礦安全生產，系統收集并整理了大量照金礦業公司瓦斯地質資料和瓦斯測試參數，采用直接測定法、間接測定法測定煤層瓦斯壓力及瓦斯含量，運用分源法預測瓦斯涌出量，初步得到銅川市耀州區照金礦業有限公司42煤層的地質特征、瓦斯賦存規律、瓦斯涌出分析，為指導瓦斯災害預測、防治以及安全生產提供了重要理論基礎和技術保障.

關鍵詞：瓦斯地質；瓦斯地質規律；瓦斯涌出量預測

1 煤礦瓦斯地質特征研究技術路線

銅川市耀州區照金礦業有限公司瓦斯地質規律是在深入研究旬耀礦區地質演化、銅川市耀州區照金礦業有限公司構造演化、構造分布特征及構造煤發育規律的基礎上，并結合大量的瓦斯地質工作和瓦斯地質測試資料基礎上，研究瓦斯涌出量等值線、瓦斯含量等值線、劃分瓦斯資源量評價區塊等內容。最終為銅川市耀州區照金礦業有限公司煤礦瓦斯綜合治理提供重要的依據。

2 銅川市耀州區照金礦業有限公司地質特征和瓦斯賦存規律

2.1 地質特征

銅川市耀州區照金礦業有限公司位于鄂爾多斯盆地黃隴煤田中部、旬耀礦區南緣。從大地構造位置來看又處于鄂爾多斯盆地南部拗褶帶內，區內廣泛出露中—新生代地層。總體構造形態為一傾向北西的單斜構造，在此基礎上發育一系列走向北東的寬緩褶曲，由南往北包括陳家樓子向斜、走馬灣背斜、太峪背斜、駱駝巷向斜、曲家灣玉家門石門關背斜、郝村背斜、老爺廟白草坡背斜等。

銅川市耀州區照金礦業有限公司位于曲家灣玉家門石門關背斜與走馬灣背斜之間，暗門子駱駝巷向斜由西南向東北方向延展，西南端暗門子段也位于銅川市耀州區照金礦業有限公司。

2.2 瓦斯賦存規律

本區瓦斯含量介于0.060.03ml/g.daf之間，平均0.51ml/gdaf，瓦斯成分以CH4和N2為主，含少量的CO2和重烴，瓦斯分帶包括N2CH4帶和N2帶，無CO2N2帶和CH4帶，表明礦區整體處于瓦斯風華帶。N2帶主要分布在井田東南部，及一采區東部。N2CH4帶主要分布在西部和東北部地區，礦井整體處于瓦斯風化帶，瓦斯含量低。礦區東部和西北部瓦斯含量相對較高，可達到1ml/g.daf，礦區中部瓦斯含量與瓦斯濃度較低，表明瓦斯風化程度高，向四周瓦斯含量增大。

整體而言，由于煤層頂底板巖性以粉砂巖、泥巖、碳質泥巖等富含有機質的細碎屑巖為主，風化易碎，透氣性好，瓦斯易于逸散，不利于瓦斯的賦存。

2.3 瓦斯涌出量分析

準確的瓦斯涌出量預測是進行礦井通風設計和瓦斯災害防治的依據。以實際瓦斯涌出資料為基礎，以回歸分析法預測瓦斯涌出量。

根據收集到銅川市耀州區照金礦業有限公司2000～2017年瓦斯鑒定成果，相對瓦斯涌出量為2.41～5.56m3/t，絕對瓦斯涌出量為4.83～15.52m3/min；二氧化碳相對涌出量0.37～108m3/t，絕對涌出量為0.95～2.64m3/min。結合煤礦歷年回采工作面絕對瓦斯涌出量數據與標高做回歸分析，瓦斯絕對涌出量與煤層底板標高呈負相關關系，其相關方程為：

y=0.0073x+8.8192（R2=0.8756）

其瓦斯絕對涌出量梯度為0.0073m3/（min.m）。

2.4 瓦斯來源

礦井瓦斯來源最主要的是煤層中的游離態瓦斯和可解吸的瓦斯。在開采過程中采空區瓦斯也是主要部分，采空區瓦斯除采空區遺煤釋放瓦斯外，鄰近層也可能會釋放部分瓦斯。如遇地質構造，裂隙內也會有瓦斯涌出。該礦井瓦斯主要有四個來源：①從采落下來的煤炭中放出瓦斯；②從采掘工作面煤壁內放出瓦斯；③從煤巷兩幫及頂底板放出瓦斯；④從采空區及圍巖煤壁中放出瓦斯。

該礦井瓦斯涌出為一般涌出形式，現存瓦斯主要是在開采過程中煤層賦存瓦斯滲出和采空區瓦斯在工作面上隅角逸出，正常生產時檢測采煤面回風瓦斯濃度0.05%～0.4%，礦井總回風瓦斯濃度為0.06%～0.08%，因此礦井瓦斯只是采空區積聚和煤層賦存所致，采動影響并不顯著。礦井瓦斯為一般滲出，該礦目前采空區面積較小，采空區放出瓦斯量也小，煤層本身瓦斯含量較小而礦井風量較大，產量較低，因此瓦斯涌出量較小。

3 結論

經過半年多的努力工作，結合銅川市耀州區照金礦業有限公司實際情況，按照瓦斯地質特征研究步驟，從地質構造的角度研究銅川市耀州區照金礦業有限公司井田地質構造對煤層瓦斯賦存和分布的控制作用，得到以下主要認識：

（1）礦井在生產過程中要加強工作面上隅角的瓦斯監測管理和掘進工作面的局部通風管理。礦井各測點瓦斯主要來自開采煤層的自然釋放，采煤工作面、掘進工作面以及采空區，可能存在來源于鄰近煤層的少量瓦斯。井下二氧化碳主要來自開采煤層及圍巖的自然釋放，也可能存在少量源于開采煤層自燃產生的二氧化碳。

（2）根據預測結果，礦區內瓦斯絕對涌出量為08.87 m3/min，呈現由東南向西北瓦斯涌出量逐漸增大的趨勢。根據區內實際情況將本區絕對瓦斯涌出量細分為02m3/min（低）、25m3/min（中）、>5m3/min（高）三個區劃。工作面回采中要高度防范瓦斯事故，做好瓦斯抽放工作。

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