1、1铁法煤田大隆井田瓦斯地质规律研究摘要：铁法煤田各井田均为高瓦斯井田，2000 年左右，在该煤田的大兴井田进行的 DT3井煤层气排采试验中，获单井日排采量 13000m3煤层气，居全国之首。本文在大隆井田瓦斯的形成及赋存条件，瓦斯危险性突出点，涌出量和含量等矿区瓦斯资料的基础上，初步研究其地质构造、岩浆岩、煤层埋深等因素对瓦斯生储运及其分布的影响，并结合2000以来大隆矿煤层开采获得的瓦斯数据，探讨大隆矿瓦斯地质规律。 关键词：大隆 瓦斯 涌出量 中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号： 1 序言 煤层瓦斯是煤在变质过程中形成的，是生于煤层、储于煤层或围岩中的气体地质体，它在煤层中的
2、赋存状态与煤颗粒、煤分子之间的关系经历过复杂的地质历史演化过程。在煤矿安全生产中，矿井瓦斯的聚集、涌出和突出，不仅受开采因素和人为因素的影响，更主要受复杂的地质因素控制。 2 矿井概况 大隆井田位于铁法煤田的中西部，地处辽宁省铁法市晓明镇，其东部以 F14、F24 号断层为界；井田南部以 F15、F16号断层为界；西部与施荒地井田相邻；北部以 F6断层为界。本矿井属高瓦斯矿井。该矿先后进行了多次瓦斯参数的测试工作，4 层煤瓦斯压力为 1.84MPa，含量为217m3/t。7 层煤瓦斯压力为 3.38MPa，含量为 24m3/t。 该井田煤系地层为早白垩世地层，井田内有开采价值的煤层均分布于上部
3、含煤段，累计厚度一般为 1520m左右。 3 地质构造 该井田构造以断裂为主多为，高角度的正断层，褶曲次之。井田处于晓明背斜的南翼，为大兴向斜东翼的仰起端，井田整体表现为向南倾斜的单斜构造。 岩浆活动比较频繁，热力烘烤作用强烈，火成岩为基性岩，按岩性可分为：玄武岩，发育于白垩系赭色砂砾岩组之中，位于煤层之上；辉绿岩，以顺层侵入为主，多呈中厚边薄的侵入体，其岩体主要分布在煤系地层之中，对煤层破坏较大。 4 矿井瓦斯地质规律 4.1 断层对瓦斯赋存的影响 全井田共发现较大断层 47条，断层均属高角度断层，倾角一般在5570 左右。断层展布主要有 NW、NE 向两组。其中 NW向断层多为压性、压扭性
4、，断裂面多为紧闭的，限制了瓦斯逸散通畅性；NE 向断层为张性正断层，为瓦斯的逸散提供了通道。断裂交叉和尖灭部位为应力集中部位，瓦斯在此部位相对富集。 4.2 皱褶对瓦斯赋存的影响 该井田位于大兴向斜仰起端的东翼，晓明背斜的南翼，受褶皱影响，煤田西部瓦斯由深部由西向东向该井田运移，南部向北运移，在晓明背斜轴以北呈条带集中。形成了瓦斯含量西部大于东部，南部大于北部的3赋存状态。 4.3 岩浆岩分布对瓦斯赋存的影响 共发育 8个喷出岩溢出中心，11 个侵入岩岩体。喷出岩均为玄武岩，；侵入岩体均为辉绿岩，以顺层为主，多呈中厚边薄的侵入体，但也有斜穿煤岩层之中者，其岩体主要分布在煤系地层之中，对煤层破坏
5、较大。图 4-1大隆井田火成岩分布图剖面图 侵入体与围岩接触处裂隙发育，有利于瓦斯逸散。早白垩中期的喷出岩局部覆盖于煤层之上，起到了瓦斯的的封、盖作用。所以，在喷出岩盖层发育的地方，瓦斯量较大。在岩浆岩体边缘附近瓦斯尤为明显。 4.4 煤层上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响 煤层上覆基岩厚度的增大，就是增大了煤层的埋藏深度。埋深增加其实质是增加了煤层的垂向静压力，提高了瓦斯的压力。根据 Hirt定律，埋深增加提高了煤的变质程度，增加了瓦斯的生成量，同时也为瓦斯的赋存提供了良好的盖层。 4.4.1 瓦斯含量随埋深变化趋势 随着煤层埋藏深度的增加，变质程度的提高，瓦斯含量也出现增加的趋势。由北向南，深度
6、由 292.98m增加到 532.21m，4 煤层瓦斯含量由7.0m3/t增加到 10.0m3/t；7 煤层瓦斯含量由 8.0m3/t增加到12.0m3/t。瓦斯含量随埋深变化曲线（图 4-2、4-3） 。 4图 4-24煤实测的瓦斯含量与埋深关系曲线 图 4-37煤实测的瓦斯含量与埋深关系曲线 4.4.2 瓦斯涌出量随埋深变化趋势 （1）4 煤层瓦斯涌出量随埋深变化趋势（表 4.1）： 表 4.14煤层瓦斯涌出量实测值表 4 煤层瓦斯涌出量由 2.86m3/min增加到 16.43m3/min；瓦斯涌出量梯度为： 4.46（m3/min）/hm。 （2）7 煤层瓦斯涌出量随埋深变化趋势（表
7、4.2）： 表 4.2 4煤层瓦斯涌出量实测值表 7 煤层瓦斯涌出量由 2.82m3/min增加到 19.31m3/min；瓦斯涌出量梯度为：5.2（m3/min）/hm 5 结论 大隆矿井田在大明背斜和晓明背斜之间。瓦斯赋存、涌出状态的主要受褶曲和断裂构造控制，煤层错断起伏较大，加之冲刷带的干扰，使5煤层瓦斯规律在纵、横向上的变化均较大。但宏观而言，7 煤层由于埋藏深度较大，煤化程度较高而瓦斯含量较大，同时瓦斯压力及放散初速度指标均较大，突出趋向明显。 矿井开采煤层瓦斯突出危险区域主要为褶曲构造圈闭较好及断层断距较大的块段。预测时还考虑了埋藏深度、瓦斯含量、瓦斯涌出量、煤层产状变化等因素。 针对大隆矿井田瓦斯地质特点，瓦斯防治工作除继续关注突出的防止外，需特别注意地质异常带可能发生的瓦斯异常涌出，并采取有效措施防止瓦斯局部聚积。 参考文献： 1张子敏,瓦斯地质学M.中国矿业大学出版社,2009. 2吕代铭.瓦斯地质概论M.煤炭工业出版社,1991 3大隆矿井瓦斯地质图说明书,2010.6 4铁法煤田大隆井田生产地质报告，1994.11。 作者：黄绍博（1987-） ，男，助理工程师，毕业于辽宁工程技术大学，主要从事煤田地质勘探工作。
