浅谈矿井地质因素对瓦斯赋存的影响
摘要:随着矿井生产生产能力不断增大,浅部煤层的开采殆尽,矿井必须向深部延伸,同时矿井各种地质因素变的更加复杂,随之而来的瓦斯压力、瓦斯含量也随着深度增加而增大。通过对1890煤矿地质条件的调查,分析了煤层围岩、埋深、地质构造与瓦斯赋存之间的关系,为深部瓦斯灾害治理提供指导。关键词:构造;围岩;埋深;瓦斯;赋存1890矿井地处新疆天山山脉,位于乌鲁木齐市以南的艾维尔沟矿区的东部,矿井隶属于宝钢集团八钢公司新疆焦煤(集团)有限责任公司。行政区划隶属新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市达坂城区管辖。矿井含煤地层属侏罗系地层。本矿井可采煤层均属于八道湾组含煤地层。主采煤层为4号、5号、6号、7号煤层,随着煤层埋深增加,瓦斯问题日益突出,影响矿井的正常开采,同时在矿井南北翼地质构造复杂的区域瓦斯压力更大,在1682水平运输石门测得4煤层最大瓦斯压力达到2.6Mpa,5煤层也出现瓦斯喷孔动力现象。矿井在2013年度矿井瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井。因此,研究矿井瓦斯赋存与地质因素的关系,对瓦斯的防治起着重要作用。1、瓦斯赋存与煤层的埋深的关系煤层埋藏深度的增加会使地应力增加,进而压密压实煤层和围岩,使得煤层和围岩的透气性降低,同时瓦斯向地表的距离也增大,造成瓦斯排放困难,这两者的变化均朝着有利于封存瓦斯而不利于放散瓦斯方向发展。在煤层瓦斯风化带之下的煤层内,煤层的瓦斯压力、含量、和矿井瓦斯涌出量与煤层的埋深之间都存在正比例关系,即随着煤层埋深的增加而增加。1890煤矿各煤层瓦斯含量与煤层埋深关系图见(图1、图2、图3、图4)
图11890煤矿矿4号煤层瓦斯含量与埋深关系图
图21890煤矿矿5号煤层瓦斯含量与埋深关系图
f图31890煤矿矿6号煤层瓦斯含量与埋深关系图
图41890煤矿矿7号煤层瓦斯含量与埋深关系图
2、瓦斯赋存与煤层围岩的关系煤层瓦斯的聚积或排放,受煤层围岩岩性成分、粒度、孔隙度、裂隙等影响较大。当煤层顶板为透气系数较高的砂岩、砾岩和灰岩时,则不利于瓦斯保存,煤层中瓦斯含量相对较小,压力相对较低;反之,围岩为完整致密的低透气性岩层时,如砂质泥岩或泥岩,孔隙度小,透气性能差,瓦斯就容易保存,煤层中的瓦斯含量就相对较高,瓦斯含量相对较大。本矿井各主采煤层的围岩状况决定了瓦斯的赋存能力。本井田内4号顶板为顶板为灰白色石英砾岩,底板为灰色细砂岩。5号顶板为含砾粗砂岩,底板为黑灰色炭质泥岩r