發(fā)耳礦區(qū)瓦斯地質(zhì)規(guī)律與瓦斯賦存分布特征

摘要：本文從瓦斯地質(zhì)理論的觀點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)對(duì)發(fā)耳礦區(qū)瓦斯地質(zhì)特征及瓦斯賦存規(guī)律的研究，分別闡述了地質(zhì)構(gòu)造、頂?shù)装鍘r性、煤層埋深、水文地質(zhì)條件對(duì)瓦斯賦存的影響，認(rèn)為影響發(fā)耳礦區(qū)瓦斯含量分布的主要因素是地質(zhì)構(gòu)造和煤層埋深。

關(guān)鍵詞：瓦斯地質(zhì)；瓦斯賦存；地質(zhì)構(gòu)造

發(fā)耳礦區(qū)位于貴州西部水城縣南部的發(fā)耳鄉(xiāng)、都格鄉(xiāng)、雞場(chǎng)鄉(xiāng)、玉舍鄉(xiāng)和阿戛鄉(xiāng)境內(nèi)的格目底向斜東段和楊梅樹(shù)向斜。格目底片區(qū)東西長(zhǎng)32.5km，南北寬平均為10.0km，面積3250km2；發(fā)耳片區(qū)東西長(zhǎng)18km，南北寬平均為12.0km，面積160km2，礦區(qū)總面積為485km2。

1.礦區(qū)大地構(gòu)造位置及控制特征

發(fā)耳礦區(qū)大地構(gòu)造單元屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)、黔北臺(tái)隆、六盤(pán)水?dāng)嘞?、威寧北西向?gòu)造變形區(qū)，在區(qū)域地質(zhì)上屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆六盤(pán)水?dāng)嘞萜瞻残?gòu)造變形區(qū)。位于前人框定的“黔西山字型構(gòu)造”前弧之西翼，主體構(gòu)造線大都呈南東—北西走向。發(fā)耳礦區(qū)內(nèi)主要褶曲楊梅樹(shù)向斜為一完整的不對(duì)稱(chēng)盆形復(fù)式向斜構(gòu)造，由三個(gè)次一級(jí)向斜組成，即北東的馬龍屯向斜、北西的棋盤(pán)屯向斜和南西的妥倮屯向斜。其次發(fā)育一些規(guī)模較小的背斜（芭蕉塘背斜、老發(fā)耳背斜、潘家寨背斜）和一些規(guī)模較小的斷層。四周翼部為峨眉山玄武巖組及煤系地層組成。地層傾角在東南部楊梅樹(shù)至發(fā)耳一帶較小，一般10～25°；其余傾角較大，為25～50°；向斜中部為三疊系地層，較為平緩。礦區(qū)在整個(gè)地史期間地殼頻繁震蕩，大面積的抬升和沉降多次出現(xiàn)，但變化幅度普遍較小，因不整合接觸不明顯。燕山運(yùn)動(dòng)是控制本礦區(qū)構(gòu)造的關(guān)鍵地殼運(yùn)動(dòng)，尤其是燕山運(yùn)動(dòng)的晚期。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造的主要形態(tài)特征是向斜相對(duì)開(kāi)闊、背斜相對(duì)緊湊。本區(qū)含煤地層為龍?zhí)督M，屬海陸交互相沉積，含煤42～76層，一般60層，煤層平均總厚度為46m，含煤系數(shù)11%，其中可采及局部可采煤層19層。在可采及局部可采煤層中，比較穩(wěn)定煤層9層，平均總厚度15.91m，主要賦存有瘦煤、貧瘦煤、貧煤三類(lèi)煤。

2.礦區(qū)瓦斯賦存分布特征

（1）斷層、褶皺構(gòu)造對(duì)瓦斯賦存的影響。發(fā)耳礦區(qū)屬位于三級(jí)構(gòu)造單元六盤(pán)水?dāng)嘞輧?nèi)，為一凹陷盆地或短軸向斜（楊梅樹(shù)向斜），總體構(gòu)造屬中等偏復(fù)雜，易于發(fā)生煤與瓦斯突出。斷層較多，正斷層和逆斷層均有發(fā)育，斷距或落差大于30m的有13條，小于30m的有21條。尤其在構(gòu)造復(fù)合部是煤與瓦斯突出易于發(fā)生的部位。由于受滑動(dòng)構(gòu)造作用煤厚變化大，該片區(qū)范圍內(nèi)煤厚為0.21～4.71m，構(gòu)造煤全成層發(fā)育。褶曲有楊梅樹(shù)向斜、馬龍屯向斜、妥倮屯向斜、棋盤(pán)屯向斜、芭蕉塘背斜、老發(fā)耳背斜、潘家寨背斜，對(duì)瓦斯賦存起主導(dǎo)作用。

（2）頂、底板巖性對(duì)瓦斯賦存的影響。煤層頂、底板的透氣性好壞，直接影響著煤層瓦斯的逸散和賦存，孔隙率大、滲透率高的砂巖頂、底板，不利于煤層瓦斯的保存，孔隙率小、滲透率低的砂質(zhì)泥巖和泥巖頂、底板，有利于煤層瓦斯的賦存[2]。發(fā)耳礦區(qū)內(nèi)煤層頂、底板以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，透氣性較差，根據(jù)瓦斯運(yùn)移規(guī)律，在向斜的兩翼及背斜的軸部，有利于瓦斯的保存。

（3）煤層埋深對(duì)瓦斯賦存的影響。隨著煤層埋藏深度的增加，地應(yīng)力增高，圍巖的透氣性降低，瓦斯向地表運(yùn)移的距離相應(yīng)也增大，這種變化有利于瓦斯的保存[3-4]。雖然發(fā)耳礦區(qū)內(nèi)瓦斯賦存由于受構(gòu)造破壞嚴(yán)重，瓦斯含量分布極不均衡，瓦斯含量與埋深相關(guān)性不高，但總體仍隨煤層埋藏深度增加而呈變大趨勢(shì)。

（4）水文地質(zhì)條件對(duì)瓦斯賦存影響。地下水與瓦斯共存于含煤巖系及圍巖之中，其運(yùn)移和賦存都與煤層和巖層的孔隙、裂隙通道有關(guān)[5]。區(qū)內(nèi)煤系上覆下三迭系永寧鎮(zhèn)組灰?guī)r和下伏的二迭系陽(yáng)新灰?guī)r為兩個(gè)富含水帶，但分別被煤系頂部的飛仙關(guān)組砂巖、泥巖和底部的二迭系峨嵋山玄武巖阻隔，上覆和下伏強(qiáng)含水層對(duì)礦井開(kāi)采不會(huì)造成影響。礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單～中等?？傮w來(lái)說(shuō)，水文地質(zhì)條件對(duì)瓦斯的逸散和保存影響不大。

（5）構(gòu)造煤發(fā)育及分布特征。構(gòu)造煤是原生結(jié)構(gòu)煤在構(gòu)造應(yīng)力作用下發(fā)生明顯物理化學(xué)變化后的產(chǎn)物，構(gòu)造煤的宏觀結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)與顯微構(gòu)造，是煤體結(jié)構(gòu)形成時(shí)構(gòu)造應(yīng)力作用的記錄，是煤體變形、流變和變質(zhì)作用的證據(jù)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)煤與瓦斯突出與構(gòu)造煤發(fā)育程度相關(guān)性極高[2]。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造煤的分布與已發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)構(gòu)造分布基本一致，褶曲、斷層的產(chǎn)狀與構(gòu)造煤的發(fā)育程度、發(fā)育范圍關(guān)系密切。構(gòu)造應(yīng)力集中處，煤層硬度較低，呈不規(guī)則碎塊狀，半亮半暗型煤。層理紊亂，手剝斷口呈參差狀，多棱角且有擠壓特征，節(jié)理不明顯，成粘塊狀，瓦斯含量明顯較高。

3. 結(jié)論

（1）發(fā)耳礦區(qū)內(nèi)煤層由于受到前期擠壓運(yùn)動(dòng)的影響，構(gòu)造較為復(fù)雜，構(gòu)造煤較為發(fā)育，煤層產(chǎn)生的瓦斯被大量封存難以逸散，擠壓型地質(zhì)構(gòu)造構(gòu)成礦區(qū)煤層瓦斯的存氣空間，構(gòu)造復(fù)雜程度與煤層瓦斯含量正相關(guān)。

（2）發(fā)耳礦區(qū)瓦斯分布是多種因素共同作用的結(jié)果，煤層埋深、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、頂?shù)装鍘r性都對(duì)瓦斯賦存產(chǎn)生影響。相比較而言，影響發(fā)耳礦區(qū)瓦斯含量分布的主要因素是地質(zhì)構(gòu)造和煤層埋深。

參考文獻(xiàn)：

[1]俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1992.

[2]張子敏.瓦斯地質(zhì)學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

[3]彭立世，袁崇孚.瓦斯地質(zhì)與瓦斯突出預(yù)測(cè)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2009.

[4]張子敏，張玉貴.瓦斯地質(zhì)規(guī)律與瓦斯預(yù)測(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

[5] 傅雪海，秦勇，韋重韜.煤層氣地質(zhì)學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

作者簡(jiǎn)介：李奎，1988年生，男，貴州鐘山區(qū)人，單位名稱(chēng)： 貴州省六盤(pán)水市鐘山區(qū)安監(jiān)局。