铜川市耀州区照金矿业有限公司井田瓦斯地质规律特征研究

尹耀辉

摘要：为了预防和治理煤矿瓦斯灾害，确保煤矿安全生产，系统收集并整理了大量照金矿业公司瓦斯地质资料和瓦斯测试参数，采用直接测定法、间接测定法测定煤层瓦斯压力及瓦斯含量，运用分源法预测瓦斯涌出量，初步得到铜川市耀州区照金矿业有限公司42煤层的地质特征、瓦斯赋存规律、瓦斯涌出分析，为指导瓦斯灾害预测、防治以及安全生产提供了重要理论基础和技术保障.

关键词：瓦斯地质；瓦斯地质规律；瓦斯涌出量预测

1 煤矿瓦斯地质特征研究技术路线

铜川市耀州区照金矿业有限公司瓦斯地质规律是在深入研究旬耀矿区地质演化、铜川市耀州区照金矿业有限公司构造演化、构造分布特征及构造煤发育规律的基础上，并结合大量的瓦斯地质工作和瓦斯地质测试资料基础上，研究瓦斯涌出量等值线、瓦斯含量等值线、划分瓦斯资源量评价区块等内容。最终为铜川市耀州区照金矿业有限公司煤矿瓦斯综合治理提供重要的依据。

2 铜川市耀州区照金矿业有限公司地质特征和瓦斯赋存规律

2.1 地质特征

铜川市耀州区照金矿业有限公司位于鄂尔多斯盆地黄陇煤田中部、旬耀矿区南缘。从大地构造位置来看又处于鄂尔多斯盆地南部拗褶带内，区内广泛出露中—新生代地层。总体构造形态为一倾向北西的单斜构造，在此基础上发育一系列走向北东的宽缓褶曲，由南往北包括陈家楼子向斜、走马湾背斜、太峪背斜、骆驼巷向斜、曲家湾玉家门石门关背斜、郝村背斜、老爷庙白草坡背斜等。

铜川市耀州区照金矿业有限公司位于曲家湾玉家门石门关背斜与走马湾背斜之间，暗门子骆驼巷向斜由西南向东北方向延展，西南端暗门子段也位于铜川市耀州区照金矿业有限公司。

2.2 瓦斯赋存规律

本区瓦斯含量介于0.060.03ml/g.daf之间，平均0.51ml/gdaf，瓦斯成分以CH4和N2为主，含少量的CO2和重烃，瓦斯分带包括N2CH4带和N2带，无CO2N2带和CH4带，表明矿区整体处于瓦斯风华带。N2带主要分布在井田东南部，及一采区东部。N2CH4带主要分布在西部和东北部地区，矿井整体处于瓦斯风化带，瓦斯含量低。矿区东部和西北部瓦斯含量相对较高，可达到1ml/g.daf，矿区中部瓦斯含量与瓦斯浓度较低，表明瓦斯风化程度高，向四周瓦斯含量增大。

整体而言，由于煤层顶底板岩性以粉砂岩、泥岩、碳质泥岩等富含有机质的细碎屑岩为主，风化易碎，透气性好，瓦斯易于逸散，不利于瓦斯的赋存。

2.3 瓦斯涌出量分析

准确的瓦斯涌出量预测是进行矿井通风设计和瓦斯灾害防治的依据。以实际瓦斯涌出资料为基础，以回归分析法预测瓦斯涌出量。

根据收集到铜川市耀州区照金矿业有限公司2000～2017年瓦斯鉴定成果，相对瓦斯涌出量为2.41～5.56m3/t，绝对瓦斯涌出量为4.83～15.52m3/min；二氧化碳相对涌出量0.37～108m3/t，绝对涌出量为0.95～2.64m3/min。结合煤矿历年回采工作面绝对瓦斯涌出量数据与标高做回归分析，瓦斯绝对涌出量与煤层底板标高呈负相关关系，其相关方程为：

y=0.0073x+8.8192（R2=0.8756）

其瓦斯绝对涌出量梯度为0.0073m3/（min.m）。

2.4 瓦斯来源

矿井瓦斯来源最主要的是煤层中的游离态瓦斯和可解吸的瓦斯。在开采过程中采空區瓦斯也是主要部分，采空区瓦斯除采空区遗煤释放瓦斯外，邻近层也可能会释放部分瓦斯。如遇地质构造，裂隙内也会有瓦斯涌出。该矿井瓦斯主要有四个来源：①从采落下来的煤炭中放出瓦斯；②从采掘工作面煤壁内放出瓦斯；③从煤巷两帮及顶底板放出瓦斯；④从采空区及围岩煤壁中放出瓦斯。

该矿井瓦斯涌出为一般涌出形式，现存瓦斯主要是在开采过程中煤层赋存瓦斯渗出和采空区瓦斯在工作面上隅角逸出，正常生产时检测采煤面回风瓦斯浓度0.05%～0.4%，矿井总回风瓦斯浓度为0.06%～0.08%，因此矿井瓦斯只是采空区积聚和煤层赋存所致，采动影响并不显著。矿井瓦斯为一般渗出，该矿目前采空区面积较小，采空区放出瓦斯量也小，煤层本身瓦斯含量较小而矿井风量较大，产量较低，因此瓦斯涌出量较小。

3 结论

经过半年多的努力工作，结合铜川市耀州区照金矿业有限公司实际情况，按照瓦斯地质特征研究步骤，从地质构造的角度研究铜川市耀州区照金矿业有限公司井田地质构造对煤层瓦斯赋存和分布的控制作用，得到以下主要认识：

（1）矿井在生产过程中要加强工作面上隅角的瓦斯监测管理和掘进工作面的局部通风管理。矿井各测点瓦斯主要来自开采煤层的自然释放，采煤工作面、掘进工作面以及采空区，可能存在来源于邻近煤层的少量瓦斯。井下二氧化碳主要来自开采煤层及围岩的自然释放，也可能存在少量源于开采煤层自燃产生的二氧化碳。

（2）根据预测结果，矿区内瓦斯绝对涌出量为08.87 m3/min，呈现由东南向西北瓦斯涌出量逐渐增大的趋势。根据区内实际情况将本区绝对瓦斯涌出量细分为02m3/min（低）、25m3/min（中）、>5m3/min（高）三个区划。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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