煤矿瓦斯论文《浅淡铜锣坪煤矿瓦斯地质研究》.doc

煤矿瓦斯论文浅淡铜锣坪煤矿瓦斯地质研究 浅淡铜锣坪煤矿瓦斯地质研究 摘要以铜锣坪煤矿为例, 阐明瓦斯地质情况, 分析瓦斯分布情况, 通过论述煤矿瓦斯地质研究在矿井安全生产中的意义, 为建立本质安全型煤矿瓦斯管理系统提供依据。 关键词煤矿瓦斯地质 研究 安全生产 0 引言 我国煤炭工业的高速度发展, 全面推动了工业化发展和人们生活水平的提高。煤矿生产实行了机械化通风, 综合防尘、防火、防突、抽放瓦斯等措施, 还建立了瓦斯自动监测、监控系统。但煤矿瓦斯事故仍未得到有效控制。由于长期以来煤矿瓦斯问题偏重于防止措施的研究, 而忽视了瓦斯规律性的研究, 使得措施缺乏针对性。其主要表现为 瓦斯预测技术领域尚待完善, 煤矿安全生产未采用瓦斯地质图作为瓦斯预测、监控的手段。 1 瓦斯地质概况 铜锣坪煤矿地处闽西南, 为构造侵蚀型中低山丘陵地形。属戴云山系西南麓的衍生支。山脉走向呈北东、北西、东西等方向, 最高标高 920m, 位于井田中部偏南; 最低标高 375m, 位于井田西北角, 相对高差达 545m。地形切割较剧, 坡度大, 沟谷发育, 植被茂盛。矿井属长塔井田的一部分, 井田轮廓近三角形, 东西宽3.3km, 南北长 3.5km, 面积约 6km2。属于龙岩山字型构造前弧东南外侧, 是龙潭～元宝山复式向斜东南翼, 主要分布着晚古生代的地层。 矿井的构造形态为一倾向北的单斜构造, 矿井内西、西南、东南、东北均有较大正断层切割, 出露地层除 F3以西深部为急倾斜外, 一般地层倾角在30～45之间, 地质构造复杂。矿井构造以断裂为主, 褶皱为次,次一级褶皱在 F3断层以西较发育。断层是矿井的主要构造, 其影响程度远大于褶皱。矿井内断层明显地受区域内构造体系的影响, 从其成因和产状可分为四组 即以矿井西南边界断层 F5、F9为代表的北西向断层组, 以东南边界的 F4断层为代表的北东向断层组, 以东西边界 F11断层和矿井中部 F3断层为代表的南北向断层组及矿井中北部的 F6、F7断层为代表的东西向断层组。这些断层在矿井内纵横交错, 构成了总体构造的基本轮廓。F3断层将矿井分为东西两个较大的自然块段, F3断层西部比东部块段的构造要复杂些。 矿井内岩浆岩呈大凸镜状、零星状岩脉侵入煤系中, 延长方向主要是东西向, 其次为南北向, 少数为北东、北西向。其宽度由 0.2m 到 50m 不等, 延伸长度 10- 300 余 m。一般沿煤层、断层带侵入, 且侵入常呈层状、似层状, 对煤层有一定的破坏作用。岩浆侵入体的数量较多, 开头形状不规则。矿井大部分石门和运巷都揭露规模不一的岩浆岩, 吞蚀着大量可采煤层,破坏煤层的稳定性和连续性, 使煤层呈串珠状、鸡窝状, 不易开采。矿井为平峒暗斜井开拓方式、多水平开采。主平峒标高为410m, 设计年产量为 15 万 t。矿井虽属低瓦斯矿井, 但瓦斯涌出量变化较大。在不同开采水平 阶段 , 瓦斯涌出量随着开采深度、地质构造和煤层要素的变化而变化。 2 瓦斯分布情况 ⑴瓦斯涌出量在相同标高中沿煤层走向由西向东增加。矿井东翼相对瓦斯涌出量为 4.2～6.5m3/t; 矿井中部相对瓦斯涌出量为 3.6～5.4m3/t; 矿井西翼相对瓦斯涌出量为 1.5～2.8m3/t。 ⑵瓦斯涌出量随着煤层开采深度的增加而增加。如矿井东翼205 水平的瓦斯涌出量平均为 0.32m3/t; 155 水平的瓦斯涌出量为 0.55m3/t; 115 水平的瓦斯涌出量为 1.86m3/t。 ⑶同一煤层不同高度的工作面瓦斯涌出量不同, 其主要规律是由下往上增加。如205- 39W 采煤工作面215 顺槽瓦斯涌出量为 1.16m3/t, 225 顺槽的瓦斯涌出量为 1.48m3/t。 ⑷在煤层褶曲、断层变化带容易产生瓦斯积聚。 ⑸矿井瓦斯风化带为205m。瓦斯带在200m 以下 东翼为低瓦斯带, 中部为瓦斯风化带。矿井瓦斯递增率为 0.012m3/t/m; 矿井瓦斯梯度为 23.1m/m3/t; 矿井瓦斯压力为 10.112kg/cm; 矿井20 水平预测瓦斯涌出量 4.1～8.7m3/t。 3 瓦斯与地质因素的关系 ⑴瓦斯涌出量与地质因素密切相关, 煤体结构受地质构造制约。煤层与瓦斯属于共生异体矿体。煤层是固体物质, 瓦斯是气态物质。瓦斯的气态属性使其容易通过围岩扩散, 瓦斯的生成受到地质因素影响, 使煤层瓦斯分布呈现不均衡的现象。低瓦斯煤层出现高瓦斯带, 高瓦斯煤层出现低瓦斯带, 煤与瓦斯突出煤层, 突出范围占开采范围不超过 30。低瓦斯矿井的采掘工作面通过地质构造带时, 能引起大量瓦斯突然涌出。 ⑵瓦斯涌出量与煤层褶曲强度、煤层厚度、煤层落差等方面关系。瓦斯涌出量是随平均煤厚的增大、褶曲复杂程度的增强而增大。由于褶曲强度的变化而出现煤层倒转时, 其瓦斯量也随之变化。正倒转煤层开采中, 瓦斯涌出量从低到高; 逆倒转煤层开采中瓦斯涌出量则从高到低。 4 瓦斯地质特征与安全生产关系 矿井西翼裂隙发育瓦斯涌出量相对较低, 而褶曲构造复杂、断层构造较明显的中部区域瓦斯涌出量相应较高; 矿井东翼煤层倒转程度频繁, 瓦斯涌出量成波浪形状较北中部偏高。根据瓦斯涌出规律采取不同的局部通风方式。如在矿井中、东部采取混合式通风, 而西翼宜彩压入式通风, 有效冲淡瓦斯,以保障安全生产。 5 瓦斯地质图的作用 ⑴瓦斯资料综合地质变化因素标明在图纸上, 在开采煤层的相应位置时瓦斯涌出情况预先心中有数。 ⑵ 通过分析预测开掘到某一煤层瓦斯涌出有变化时, 提前采取措施, 防止瓦斯事故。 ⑶掌握瓦斯积聚位置, 在平巷上山、回采工作面或断层褶曲某一位置的距离, 推测相应变化数据以采取行之有效的措施, 排除瓦斯积聚。 ⑷ 下一水平延深到某一采掘工作面时, 在图上知道预测的瓦斯变化情况时可采取措施防止瓦斯事故。 ⑸ 煤层变化出现煤包时, 可能出现大量瓦斯涌出。在开采方法上必须实行分层开采, 禁止深孔爆破采煤, 且必须布置好配风巷, 以加强现场通风, 防止瓦斯积聚。 ⑹ 褶曲煤层容易积聚瓦斯, 在布置采煤巷道时应掌握向斜或背斜的位置范围相应地改变开采方法, 并加强瓦斯监测与通风管理工作。 ⑺通风压力与温度变化时, 必须重点防范瓦斯积聚于风压平衡地带, 消除局部瓦斯积聚。 ⑻下水平开采时, 必须按瓦斯涌出预测情况实行局部地段高瓦斯管理制度。 ⑼ 把瓦斯地质两种技术按本质面貌结合起来, 研究瓦斯分布规律, 掌握规律治理瓦斯, 由被动管理转变为主动管理。 6 做好瓦斯地质研究的思路 1瓦斯地质是一门边缘学科, 在煤炭生产中应重视加强研究。 2矿井应建立瓦斯地质研究信息网, 结合矿井安全监控系统, 创立本质安全型瓦斯管理系统。 3把瓦斯地质研究工作纳入日常通风管理, 实行目标管理。 4瓦斯地质图的编制应与矿井采