小常煤礦瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究

馬霖

摘要：針對小常煤礦煤層地質(zhì)賦存及瓦斯分布的特點，運用sufer軟件對3#煤層的瓦斯地質(zhì)規(guī)律進(jìn)行了分析研究，通過煤層埋深和瓦斯含量等值線圖得出3#煤層瓦斯呈西高東低趨勢，井田西北部為3#煤層埋深最深區(qū)域，最大埋深可達(dá)490m，該區(qū)域最高瓦斯含量為7.68m3/t，當(dāng)日產(chǎn)量為5422.9t/d時，該區(qū)域回采工作面最大瓦斯涌出量達(dá)到22m3/min。瓦斯地質(zhì)規(guī)律的研究可有效的指導(dǎo)礦井生產(chǎn)實踐，通過區(qū)域分類的系統(tǒng)治理進(jìn)而保證礦井的安全生產(chǎn)。

Abstract： According to the characteristics of coal seam geological occurrence and gas distribution in Xiaochang Coal Mine， the gas geological law of No.3 coal seam is analyzed and studied by sufer software. Through the isoline map of coal seam burial depth and gas content， it is concluded that the gas of No.3 coal seam is high in the west and low in the east. In the northwest of the minefield， the depth of coal seam is the deepest， and the maximum burial depth can reach 490m. The maximum gas content in this area is 7.68m3/t. When the daily output is 5422.9t/d， the maximum gas emission from the mining face in this area reaches 22m3/min. The study of gas geological law can effectively guide the mine production practice， and ensure the safe production of the mine through the systematic management of regional classification.

關(guān)鍵詞：sufer;埋深;含量;涌出量;地質(zhì)規(guī)律

Key words： sufer;burial depth;content;gushing volume;geological law

中圖分類號：TD712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）27-0261-02

0 ?引言

我國大部分礦井屬于高瓦斯礦井，掌握礦井的瓦斯地質(zhì)規(guī)律對礦井的瓦斯治理有重要意義，經(jīng)過眾多學(xué)者的多年研究，礦井瓦斯地質(zhì)賦存規(guī)律主要受煤層埋深、頂?shù)装鍘r層分布情況、煤層地質(zhì)構(gòu)造等多因素共同影響[1-3];礦井瓦斯地質(zhì)涌出規(guī)律主要受煤層開采強(qiáng)度、采煤方法、通風(fēng)方式等因素共同作用影響[4-5]。因此從煤層瓦斯賦存及涌出兩個方面系統(tǒng)掌握礦井瓦斯地質(zhì)規(guī)律可有效的指導(dǎo)礦井安全生產(chǎn)實踐工作。本文通過理論分析、現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集及sufer軟件對數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)的研究了小常煤礦礦井3#煤層的瓦斯賦存及涌出規(guī)律。

1 ?煤層埋深對瓦斯賦存影響

煤層埋深是影響礦井瓦斯地質(zhì)賦存的主要因素之一，通常情況下，對于同一煤層地質(zhì)單元，煤層埋藏越深對應(yīng)的瓦斯含量越高，兩者總體上呈線性關(guān)系。同時受深部高地應(yīng)力的影響，煤層和圍巖在垂直及水平地應(yīng)力作用下呈致密分布狀態(tài)，為煤體中瓦斯的儲藏提供了一個良好的封閉空間，有效阻止了煤體中瓦斯的外逸。

通過現(xiàn)場取樣測試及地勘瓦斯含量數(shù)據(jù)的收集，在全井田各區(qū)域不同埋深處共篩選出13個瓦斯含量數(shù)據(jù)，對上述數(shù)據(jù)采用線性擬合的方法建立煤層埋深與瓦斯含量的數(shù)值關(guān)系。通過分析研究可得，小常煤礦3#煤層的瓦斯含量梯度為2.29m3/t/100m，煤層瓦斯含量隨埋深整體呈線性增加趨勢，具體變化如圖1所示。

回歸方程：y=0.0229x-3.5908（1）

式中： y——煤層瓦斯含量，m3/t;

x——煤層埋藏深度，m。

利用sufer軟件生成了3#煤層埋藏深度等值線圖（圖2）和瓦斯含量等值線圖（圖3）。

由煤層埋深及瓦斯含量等值圖可以看出，受煤層埋深影響，3#煤層瓦斯含量整體西部較東部偏高，其中井田西北部的最高瓦斯含量可達(dá)7.68m3/t，煤層埋深最深達(dá)到490m。該區(qū)域為礦井瓦斯治理的重點區(qū)域，采掘工作實施前，應(yīng)制定安全合理的瓦斯抽采技術(shù)方案，必須保證該區(qū)域的煤層瓦斯抽采達(dá)標(biāo)后方可施工，采掘過程中應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場瓦斯的監(jiān)測管理，制定系統(tǒng)有效的安全保障措施。

2 ?煤層埋深對瓦斯涌出影響

由于回采工作面瓦斯涌出量大小受工作面開采強(qiáng)度的影響，因此在分析煤層埋深對瓦斯涌出的影響過程中應(yīng)對回采工作面的瓦斯涌出量進(jìn)行校對。首先，統(tǒng)計各工作面日平均絕對瓦斯涌出量、埋深和日產(chǎn)量等相關(guān)數(shù)據(jù)，然后將統(tǒng)計的回采工作面絕對瓦斯涌出量統(tǒng)一到日產(chǎn)量5422.9t/d，用回歸分析方法，對絕對瓦斯涌出量（y）與其埋藏深度（x）進(jìn)行線性回歸（圖4），求得絕對瓦斯涌出量（y）與其埋深（x）的數(shù)學(xué)模型如下：

回歸方程：y=0.1353x-43.64 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

式中： y——絕對瓦斯涌出量，m3/min;

x——煤層埋藏深度，m。

按照預(yù)測結(jié)果，同時考慮斷層、褶曲等因素的影響，可繪出3號煤層回采工作面絕對瓦斯涌出量等值線（見圖5）。

由圖4、圖5可以看出在相同產(chǎn)量下，小常煤礦3#煤層回采工作面瓦斯涌出量隨埋深增加而升高，工作面絕對瓦斯最高涌出達(dá)到22m3/min，因此當(dāng)采掘工作進(jìn)行到西北部高瓦斯涌出區(qū)域時，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場管理，提高抽采效率，保障安全生產(chǎn)。

3 ?結(jié)論

通過理論分析、現(xiàn)場實測及sufer軟件對數(shù)據(jù)的整理分析得出，小常煤礦瓦斯治理的重點主要集中在井田的西北部區(qū)域，該區(qū)域煤層埋藏較深，上覆基巖較厚，為瓦斯封存提供了有利條件。井田最深處煤層埋深為490m，瓦斯含量最高可達(dá)到7.68m3/t，當(dāng)日產(chǎn)量為5422.9t/d時，該區(qū)域回采工作面最大瓦斯涌出量可達(dá)22m3/min。因此當(dāng)采掘工作進(jìn)行到井田西北部高瓦斯區(qū)域時，應(yīng)制定有效的安全技術(shù)措施，強(qiáng)化煤層瓦斯采前預(yù)抽及邊采邊抽工作，保障礦井的安全高效生產(chǎn)。

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