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【摘 要】瓦斯地质规律研究是瓦斯预测、治理的基础.瓦斯富集的必要前提是生成、储集、封盖、保存等方面条件及其动态发展过程的有利配置,是构造因素控制之下诸多地质因素综合作用的结果.本文以金华山煤矿为例,分析了该煤矿构造、煤层煤质特征及瓦斯含量等资料,并逐一研究了该区煤级、构造、顶底板岩性特征、基岩厚度、煤厚等因素对瓦斯赋存的影响,进而对该煤矿瓦斯赋存的主要控制因素与瓦斯含量进行了定量研究,从而对煤矿范围内的瓦斯含量进行了预测,揭示了该区瓦斯赋存规律.

【关 键 词】金华山煤矿；瓦斯；赋存规律

0.井田概况

金华山煤矿位于渭北石炭二叠纪煤田铜川矿区东部,是铜川矿区东部的一个中型生产矿井.井田长约5.1km,宽约4.1km,面积21.8km2.矿井西距铜川市约20km,矿区有咸铜铁路运煤专线、305省道、铜（川）东（坡）公路通过,距305省道约4km,距铜川至东坡铁路运煤专线的红土镇车站约0.5km,交通较为方便.

1.地质条件

1.1地质构造

金华山煤矿在区域构造中位于鄂尔多斯地块南端、渭河地堑北缘.基本构造形态为一走向NE-NEE,倾向NW-NNW的单斜构造,平均角度5～9°,在单斜构造的基础上发育了次级不同方向的褶皱、断裂、层间滑动构造.

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井田内的构造主要有两类：一类为断裂构造,以NE向平行斜列展出,倾角45～79°,落差小者1-2m,大者可达十余米.第二类为层间滑动构造,也称“滑矸”,此类称带状展布,方向以NW向为主.此两类构造对煤矿生产影响极大,断裂构造常造成工作面无法正常布置和回采,层滑构造常造成煤层变薄和无煤带.它不仅直接破坏了煤层厚度的稳定性,致使不可采薄煤带频繁出现,而且使煤层及其围岩完整性遭到破坏.

本井田断裂构造和层间滑动构造发育,对煤矿生产影响较大,为中等构造类型.

1.2煤层

井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组,其5-2煤为主要可采煤层,厚度0～8.05m,平均3.42m,含夹矸0～3层,多为两层,夹矸以泥岩和炭质泥岩为主.煤层厚度与煤层结构自西向东,由浅至深厚度增大,结构趋向较复杂的现象.属于全区可采的较稳定煤层.其煤质为中灰、高硫、低磷、高热值煤.

2.瓦斯地质规律研究

2.1煤级对瓦斯生成的影响

本区煤级主要为瘦煤,在36钻孔以北为贫煤带,处于第二演化,第二阶段介于镜质组最大反射率为1.3～2.8%之间,包括焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤初期阶段,随煤级增高,最大含气量从18m3/t缓慢增至20m3/t左右.国内其他矿区或井田的同煤级现存煤层瓦斯含量平均约8m3/t,螺观山、洪山殿、丰城等矿区达到20m3/t左右,而本井田仅在勘探阶段测试过少数地面钻孔瓦斯含量,5-2煤实测煤层干燥无灰基瓦斯平均含量为2.01m3/t,远远小于国内平均水平.开采过程中总回风巷道实测绝对瓦斯涌出量平均为6.57m3/min,相对瓦斯涌出量最大值仅为6.02m3/t,属于低瓦斯矿井,究其原因,可能与后期的构造或沉积演化等因素有关,另井田南部煤层处于风氧化带上且常出露,造成瓦斯大量逸散.

2.2断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响

地质构造是影响煤层瓦斯赋存重要因素.目前总的认为,封闭型地质构造有利于封存瓦斯,开放型地质构造有利于瓦斯排放.

如前所述,本井田在单斜构造的基础上发育了次级不同方向的褶皱、断裂、层间滑动构造,构造中等,受这些构造影响,推测往往在向斜构造的轴部瓦斯含量一般较两翼高,而背斜的轴部瓦斯含量一般低于两翼；在正断层附近,由于断层面的开放性,瓦斯气体运移散失,造成含量降低.

井田内开采揭露的落差大于10m的断层有5条,以及一系列小断层,均为正断层,其中最大落差的断层走向115°,倾角75°,落差30m,而且这些断层使煤层及其围岩完整性遭到破坏,形成瓦斯散逸的良好通道,均不利于瓦斯的保存,对煤层瓦斯的赋存及分布均有不同程度的影响,如井田中间一条NE走向的大断层及伴生发育一系列小正断层