152负全部日固庄煤矿瓦斯地质规律及其影响因素分析

郭海英，李宝富

（1.固庄煤矿 山西 阳泉 045060；2.河南理工大学 河南 焦作 454000）

瓦斯作为煤系地层中一种特殊的地质体，是与煤相伴而生的，只要开采煤炭就会有瓦斯涌出，就会有引发煤与瓦斯突出和瓦斯爆炸等严重的矿井瓦斯灾害事故的危险，可以说，矿井瓦斯灾害是影响煤矿安全生产的头号灾害[1]。瓦斯地质图是瓦斯地质科学研究成果及其分析结论的综合反映，是分析瓦斯赋存特征、研究瓦斯运动规律、开展瓦斯涌(突)出预测预报的基础图件[2]。编制煤矿瓦斯地质图是从根本上治理瓦斯灾害。

1 矿井概况

山西省阳泉固庄煤矿生产能力为150万t/a。井田面积约为6.5624km2，井田内可采煤层为9号、12号和15号下3层。

15号煤层为主要开采层，做好15号煤层的瓦斯预测及赋存规律研究是保证安全生产的一个重要工作。为此矿方积极开展瓦斯涌出量预测和瓦斯地质编图工作，以便从根本上掌握15号煤层的瓦斯涌出及赋存规律，为今后的安全生产奠定基础。

2 矿井瓦斯地质规律研究

2.1 瓦斯含量分布及预测

为了研究煤层埋藏深度对瓦斯分布的影响，对瓦斯基础参数进行测试，对井下实测瓦斯含量数据进行线性回归，见图1和图2。

从瓦斯含量与埋深关系来看，在矿井的南西翼埋深相对较大，瓦斯含量较大，工作面瓦斯涌出量较大，而矿井北东翼相对埋深较小，瓦斯含量较小，工作面瓦斯涌出量较小。可见，埋深对瓦斯涌出由较大的影响，是影响瓦斯分布的一个重要因素。另外，在构造复杂地带瓦斯涌出也会出现异常，特别是断层附近，煤层受到多期地质构造影响，地层破碎，渗透率很低，瓦斯得以保存，开采过程中瓦斯涌出量会有所增大，请做好防治措施。

图1 15号煤层瓦斯含量与埋深关系图

图2 15下号煤层瓦斯含量与埋深关系图

图1分析得出，15上煤层的瓦斯含量梯度为1.14 m3/t/100m，来预测该矿的瓦斯含量，得到瓦斯含量与煤层埋深回归方程y=0.011 4x+0.098 3，以此预测深部的煤层瓦斯含量。图2分析得出该15下煤层的瓦斯含量梯度为1.16 m3/t/100 m，来预测该矿的瓦斯含量，得到瓦斯含量与煤层埋深回归方程y=0.011 6x+0.141 7，以此预测深部的煤层瓦斯含量。

2.2 瓦斯压力分布及预测

15号煤层瓦斯压力与埋深关系方程y=0.0008x+0.0028（见图3），瓦斯压力梯度0.08MPa/100m；15下号煤层瓦斯压力与埋深关系方程y=0.0009x-0.0136（见图4），瓦斯压力梯度0.09MPa/100m。并以此绘制长榆河煤业15、15下号煤层相应的瓦斯压力等值线图。

图3 15号煤层瓦斯压力与煤层埋深的关系

图4 15下号煤层瓦斯压力与煤层埋深的关系

3 瓦斯地质图编制

矿井瓦斯地质图可以高度集中瓦斯地质信息，展示瓦斯地质规律和瓦斯预测、治理的研究成果。是直接指导煤矿瓦斯治理的最基础的图件和前沿技术。它主要是以煤层底板等高线图、采掘工程平面图等作为地理底图，系统收集、整理、分析建矿以来的地质资料、瓦斯资料和煤田勘探的瓦斯地质资料，以瓦斯地质理论为指导，在研究矿井瓦斯地质规律的基础上编绘而成。本次瓦斯地质编图主要编制15号、15下煤层瓦斯含量等值线及瓦斯压力等值线，并对15号、15下煤层的煤层气储量和瓦斯地质规律进行研究。

依据区域构造演化过程，对煤层的埋藏历史进行恢复表明，本区经历多期地壳下沉—抬升，在地壳下沉时期（梁山期）大量生烃，在后期地壳抬升过程中地层风化剥蚀，部分瓦斯得以逸散，矿井范围煤层处于瓦斯风氧化带内，瓦斯含量较低。

本次研究工作分析了煤层埋深、煤层厚度、煤层倾角及露头和地层的地质史等条件对煤层瓦斯赋存的影响，采用分源预测法预测了长榆河煤业瓦斯含量和瓦斯涌出量。

4 小结

通过对固庄煤矿瓦斯地质编图工作，总结出井田范围内的瓦斯分布规律及其影响因素，对今后瓦斯治理工作提供基础资料。

1）根据固庄矿井的地质构造特征，矿井西部处于宽缓的单斜构造，东部处于向斜构造带，东南部有断层发育，总体上地层倾角相对较缓，地层稳定，煤层埋深较浅，有利于瓦斯运移。

2）井田范围内15号、15号下煤层瓦斯含量及瓦斯压力受埋深控制，瓦斯含量及瓦斯压力随埋深增加而增长。

3）矿井瓦斯地质图需要不断填绘新的瓦斯地质信息，进行及时更新，才能更好地发挥指导煤矿瓦斯治理工作的重要作用。

[1]孔留安.“瓦斯地质”探源[J].河南理工大学学报(自然科学版)，2006，25(3):179-182.

[2]刘晓，张瑞林.基于GIS的瓦斯地质编图技术研究[J].煤炭工程，2009(12):113-115.