云南省镇雄县马河向斜煤矿区C5煤层瓦斯地质规律的研究.docVIP

云南省镇雄县马河向斜煤矿区C5煤层瓦斯地质规律的研究 　　摘 要：云南省镇雄县马河向斜煤矿区矿井众多，瓦斯事故频发。该区总体为一向斜，瓦斯含量1.82～18.04 m3/t，平均7.95 m3/t。通过分析矿区地质构造、煤层厚度、煤的变质程度、煤层埋深、水文地质条件等影响瓦斯含量的地质因素发现，该区的瓦斯分布规律总体上受向斜控制。主要介绍了马河向斜煤矿矿区概况，详细分析了矿区瓦斯分布特征和影响瓦斯赋存的各种地质因素，以期为相关方面提供一定的参考和借鉴。 　　关键词：马河矿区；C5煤层；瓦斯地质规律；瓦斯含量 　　中图分类号：TD712.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.012 　　瓦斯地质规律是反映煤层瓦斯形成、分布和赋存的规律，是研究煤与瓦斯突出地质原因的理论。因此，掌握矿区瓦斯地质规律是防治矿井瓦斯的基础。目前，马河向斜煤矿区有孙家屋基、堰塘、大水溪煤矿等16对生产矿井，各矿瓦斯等级鉴定均属低瓦斯矿井，但局部地段瓦斯富集，仍会发生瓦斯爆炸事故。茶山煤矿于2009-05-15发生瓦斯爆炸事故，造成10死3伤；凉水沟煤矿于2013-03-01发生瓦斯爆炸事故，造成8人死亡。同时，随着矿井采掘强度与开采深度的增加，煤与瓦斯突出问题日益严重。 　　1 矿区概况 　　马河向斜煤矿区地处镇雄县境内，南西起于半坡、大湾头、凉水沟、桐麻树（白水江）、马草坡；北东止于峰岩坝、大落脚；北起寨子沟、老街；南至竹林、河坡上（五德镇）。矿区内，南北平均长约15.21 km，东西平均宽约7.15 km，面积约81.56 km2。含煤地层为二叠系上统长兴组（P3c）与龙潭组（P3l），含煤层为9～17层，C5为主要可采煤层，C6次之。C5煤层厚0.32～4.86 m，平均1.90 m，属中厚煤层。煤层多呈缓倾斜、倾斜，个别呈急倾斜，矿井采用平硐和斜井开采。煤类以无烟煤为主，部分为贫煤。水文地质条件简单。 　　2 矿区瓦斯分布特征 　　根据矿区详查及勘探钻孔瓦斯测试成果、煤层气参数井测试成果，经过数据筛选，结合矿区构造形态，深部采用瓦斯含量梯度法预测，采用CAD绘图软件编制矿区瓦斯含量等值线图，如图1所示。矿区瓦斯含量均换算为空气干燥基瓦斯含量，近似为原煤瓦斯含量。 　　据统计，矿区C5煤层瓦斯含量1.82～18.04 m3/t，平均7.95 m3/t。矿区瓦斯含量总体分布特征如下：①瓦斯含量总体上受马河向斜控制，向斜西翼瓦斯等值线呈SSW向展布，东翼呈NNE向展布。矿区瓦斯含量较高的区域集中于中深部煤层，从深部到浅部，瓦斯含量逐渐降低，因此，勘探区总体瓦斯含量具有由浅至深逐渐增加的规律。②马河向斜轴部瓦斯含量较低，从轴部到两翼，瓦斯含量逐渐增加。该区地下水向马河向斜轴部运动，地下水的汇集压缩了瓦斯的存储空间，从而导致瓦斯运移方向与地下水运动方向相反，因此呈现向斜轴部瓦斯含量低而两翼含量高的现象。③勘探区存在3个局部高瓦斯含量区，第一个位于勘探区西部ZK302孔附近，瓦斯含量高达17.63 mL/g（ZK302），其次为14.45 mL/g （ZK504）、14.24 mL/g（ZK303）。该区距离矿区最低侵蚀基准面白水江河谷约1.4 km，地下水向白水江汇集，而瓦斯运动方向则与地下水运动方向相反，因而导致该区瓦斯含量较高。第二个高瓦斯含量区位于勘探区中部ZK3303孔附近，瓦斯含量高达17.94 mL/g（ZK3303），其次为16.33 mL/g（ZK3502）、15.53 mL/g（ZK3604）。第三个高瓦斯含量区位于ZK4101孔附近，瓦斯含量高达18.04 mL/g。 　　3 影响瓦斯赋存的地质因素 　　3.1 矿区地质构造 　　马河煤矿区所在的镇威煤田位于扬子准地台的西部，处于滇东台褶带滇东北台褶束内，是扬子准地台盖层发育最完整的地区。该区岩浆岩仅有晚二叠世基性岩浆的喷溢活动，构造变形相对比较简单，一般以褶皱为主，其中，羊场背斜、五星背斜、黄华―盐津背斜见图2所示的区域构造纲要图。 　　区内瓦斯含量与地质构造分布密切相关，因受褶曲和断层的影响，同一煤层在不同地点的瓦斯含量也会发生变化。在向斜翼部至靠近煤层露头区域，瓦斯含量会减少；在靠近向斜轴部的区域，瓦斯含量会增加；在一些压性、压扭性断层附近，由于受断层封闭的影响，瓦斯含量会有所增加；在一些张性断层的附近，煤层气易于逸散，因此瓦斯含量会有所降低。此外，由于受构造影响，在局部受挤压或受小断层影响形成的“厚煤包”的厚煤层，其瓦斯含量也会增加，厚煤层形成的“煤层气包”和厚煤带的瓦斯含量也相对较大。 　　3.2 煤层厚度 　　瓦斯的逸散以扩散方式为主，空间两点之间的浓度差是扩散的主要动力。煤储层本身就是一种高度