开展瓦斯含量和涌出量的预测预报,保证煤矿安全生产
摘要:通过对钻孔煤层瓦斯成分、含量影响因素分析，找出区域煤层瓦斯赋存状况和分布规律，为今后矿井瓦斯预测和管理提供重要依据。
关键词:煤层瓦斯;埋藏深度;地址构造
1.王庄煤矿后备区位于潞安矿区中部，面积约27.6km，，主要可采煤层为二选系下统山西组3#煤层。该煤层发育稳定，结构简单，为低中灰一中灰、特低硫、特低磷一低磷、高热值一特高热值之贫瘦煤、贫煤。随矿井采掘现代化和管理科学化发展，瓦斯已成为制约矿井正常生产的主要因素之一。通过对瓦斯地质特征分析，进一步认识瓦斯含量与各种因素关系，掌握瓦斯赋存状况和分布规律，对于开展瓦斯含量和涌出量的预测预报，保证煤矿安全生产有重要意义。
钻孔煤层瓦斯成分在历次地质勘查中，王庄煤矿后备区共采集28个3，煤层瓦斯解吸样并进行了测试，见表l。该区3，煤层瓦斯以甲烷为主，氮气次之，二氧化碳含量一般在ro%以下，重烃成分微量。根据瓦斯成分，可将该区3#煤层划分为沼气带和沼气一氮气带。
2.煤层瓦斯含量影响因素
瓦斯的形成与煤同时，且贯穿整个成煤过程。王庄煤矿后备区3#煤层煤种为贫瘦煤、贫煤，均为高变质度煤种，而煤层瓦斯含量并没有随变质程度变化而有明显的分带现象。这是由于在漫长的地质年代中，大部分瓦斯已被自然排放，只有部分被保存在煤层中。在该区，煤变质程度对瓦斯含量的影响并不明显。从甲烷含量等值线图上可以看出，影响该区煤层瓦斯含量的主要因素为煤层埋藏深度和地质构造。
2.1煤层埋藏深度
王庄煤矿后备区内，为新生界第4系黄土层所履盖，第4系厚度109.35一203.93m，平均149.53m。矿区东部，3，煤层埋藏较浅，上履盖层主要为第4系黄土层，使得瓦斯易于向外排放，从而降低了煤层中瓦斯含量，在矿区东部形成一片明显的瓦斯风化带(也称瓦斯逸散带，通常指甲烷含量小于2mFg•r一，)。由东往西，随煤层埋藏深度增大，围岩及煤层的渗透性降低，瓦斯向地表运移变得困难，因而有利于煤层瓦斯保存，也使得瓦斯含量呈增高趋势。
2.2地质构造
王庄煤矿后备区地层倾角一般为3一7o。除北部安昌正断层和南部二岗山北正断层附近地质构造较复杂外，其他地方相对简单，属构造简单型矿井。发育的主要褶曲为呈寺背斜、西史村向斜、东史村背斜，轴向均为北东向、北北东向，褶曲轴部在平面上呈弧形弯曲，为压扭性褶曲。次级褶曲主要分布在北部呈寺背斜北翼，地层受挤压和断层的双重影响呈起伏状。发育的断层有北部的安昌正断层、中华正断层、中华逆断层和南部的二岗山北正断层，在北部安昌正断层附近发育有3个陷落柱。该区3‘煤层直接顶、直接底多为砂质泥岩，属脆性岩层。在向斜轴部有利于发育压扭性裂隙，不利于发育张性裂隙。对于瓦斯，压扭性裂隙属于封闭性裂隙，不利于瓦斯排放，而有利于聚集和储存。背斜轴部有利于发育张性裂隙，对于瓦斯，属开放性裂隙。由于直接顶产生开放性裂隙，而老顶又是砂岩，透气性较好，故煤层中瓦斯相对于翼部和向斜更易逸散。所以，在该区瓦斯聚集地，一般都位于向斜轴部及其附近。
陷落柱内，破碎岩石杂乱无章堆放，使得孔隙较大。而在陷落柱周围，也会发育一定数量的小断层和裂隙。另外，陷落柱可积聚地下水，是连接含水岩层的良好通道。一方面，煤层中的瓦斯会通过孔隙、裂隙排放;另一方面，地下水的流动也会带走一部分瓦斯。因此，在北部陷落柱发育区域，煤层瓦斯含量明显偏低，为瓦斯逸散带。该区的二岗山北正断层和安昌正断层，均为张扭性断层，透气性较好。在这些断层附近，瓦斯含量也有一定降低。
3．小结
l)煤层埋藏深度使该矿后备区3‘煤层瓦斯含量总体呈东低西高，地质构造使南北边界正断层及背斜区域瓦斯含量较低，而向斜轴部较富集。
2)王庄煤矿后备区3#煤层28个瓦斯样均采用解析法分析。采样过程中有不同程度损失， 本论文来源于无忧论文网（ http://www.51lunwen.org/ ）测试结果可能比实际偏小。因此，在预测瓦斯含量和涌出量时，要结合区域情况增加一定的经验系数。
3)未来的矿井设计和煤炭采掘过程中，应充分考虑上述因素，注意做好向斜轴部的瓦斯监测监控和治理工作，以防局部瓦斯富集对煤矿安全生产造成不利影响。
