白芨沟煤矿瓦斯影响因素及赋存规律分析

作者:贾立钢;朱国忠;黄江宁;杨荣武;贺占军 刊名: 上传者:尚彩红

【摘要】煤层瓦斯赋存规律是矿井进行瓦斯涌出量预测和瓦斯抽采设计的重要依据。基于分析煤层埋藏深度、透气性、煤层倾角、煤层露头、煤化程度、地质构造、水文地质条件等影响瓦斯含量的因素,结合神华宁煤集团白芨沟煤矿的瓦斯涌出实际特点,研究了该矿的煤层瓦斯赋存规律,为矿井瓦斯治理提供科学依据。

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1监井州}’.‘}…‘龚下‘卜}汤义邺少冰困遗鱼脸丝剑图4月亮田、山脚树和老屋基矿瓦斯地质简图其影响对瓦斯有保存和聚集作用,老屋基在下方,更靠近盘关向斜轴部也有利瓦斯保存和易第一部分瓦斯地质规律间相互吸引的结果(图1)。在被吸附的瓦斯中,通常将进人煤体内部的瓦斯称为吸收瓦斯,把附着在煤体表面的瓦斯称为吸着瓦斯,吸收瓦斯和吸着瓦斯统称为吸附瓦斯。在煤层赋存的瓦斯量中,通常吸附瓦斯量占80%~90%,游离态占10%一20%;吸附瓦斯量中又以煤体表面吸着的瓦斯量占多。在煤体中,吸附瓦斯和游离瓦斯在外界条件不变的条件下处于动态平衡状态,吸附状态的瓦图1煤体中瓦斯的赋存状态1游离瓦斯‘2吸着瓦斯;3吸收瓦斯沮煤体浦煤中孔隙斯分子和游离状态的瓦斯分子处于不断的交换之中;当外界的瓦斯压力或温度发生变化或给予冲击和振荡、影响了分子的能量时,则会破坏其动态平衡,而产生新的平衡状态。煤是一种多孔介质,煤体吸附瓦斯是煤的一种自然属性,煤体表面吸附瓦斯量的多少,与煤体表面积的大小密切相关,而煤体表面积大小则和煤体孔隙特征有关。因此,煤体孔隙特征对吸附瓦斯有重要作用。3.2煤层瓦斯含量的影响因素瓦斯含量是计算煤层瓦斯储量的重要参数,直接法测定白发沟煤矿的2层煤煤层瓦斯含量为4.77~23.59m,八,影响煤层瓦斯含量主要因素有[5,司:(l)煤层埋藏深度一般煤层埋藏越深,煤层中的瓦斯向地表运移的距离就越长,散失就越慢,越有利于封存瓦斯。同时,深度的增加会使煤层在压力的作用下降低透气性,也有利于保存瓦斯。(2)煤层和围岩的透气性一般煤层和围岩透气性越大,瓦斯就越容易流失,因而瓦斯含量就越小。反之,瓦斯的含量就会越大。(3)煤层倾角如果其他自然条件(例如煤层埋藏深度)相同情况下,煤层倾角越小,瓦斯含量就越高,因为瓦斯沿水平方向流动比垂直方向流动困难。(4)煤层露头煤层露头是指瓦斯向地面排放的出口,有露头或曾经有过露头长时间与大气相通,瓦斯含量就不会很大。因为煤层的裂隙比岩层要发育,透气性高于岩层,瓦斯能沿煤层流动而逸散到大气中去。(5)煤化程度煤层的煤化程度越高,吸附能力也就越强,存储瓦斯的能力就越强,因而瓦斯含量也就越大。(6)地质构造煤层的地质因素是影响瓦斯存储最重要的条件之一。在围岩属低透气性的条件下,封闭型地质条件就有利于瓦斯的封存;开放性地质构造就有利于排放瓦斯,因而瓦斯含量就小。(7)水文地质条件煤层的水文地质因素也是影响瓦斯含量的重要因素。煤层的地下水活跃的地区,瓦斯45瓦斯地质研究进展排放便易,因而瓦斯的含量就越小。3.3矿井瓦斯涌出量特点2008年矿井绝对瓦斯涌出量188,08m3/min(含抽采),相对涌出量62.34m3/t,其中先开采的南翼采区绝对瓦斯涌量达160.323m3/min,相对涌出量62.34m3/min。从历年矿井瓦斯涌出来看,1983年绝对瓦斯涌出量为26.68m,/min,至1991年绝对瓦斯涌出量就达到60m3/min,十年间几乎增加了1.5倍。1992一2001年基本上保持在50m,/min左右,2002年以后,随着开采规模的加大,瓦斯抽采量的增加,相应的矿井瓦斯涌出量呈逐年增加的趋势,如表1所示。表1白菠沟矿矿井历年瓦斯涌出状况表年份总排风量/(m3/min)CH;浓度/%绝对瓦斯涌出量/(m3/min)矿井煤炭产量/(万t/a)相对瓦斯涌出量/(m3/min)1983110300.2628.687918.81989133650.3953.1123.415.31990117650.323753146.515.9719911428

参考文献

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