三道岭矿区瓦斯地质规律浅析

2012-07-25吴江

河南建材 2012年2期

吴江

新疆煤化工（集团）有限公司（839003）

1 矿区概况

三道岭矿区位于哈密凹陷带北缘，北天山大断裂前缘拗陷带。早侏罗世至中侏罗世早期侏罗系盆地分布范围大，是三道岭矿区的主要成煤期，在目前的开采深度内,测定的煤层瓦斯含量多在1.5～2 m3/t。矿区煤层发育齐全，厚度大，煤层层数达6层，煤层总厚度18 m，其中可采煤层2～3层，主采煤层厚13m，煤层的镜质组反射率为0.69%。

三道岭矿区现有三个生产矿井，其中一矿、二矿为井工矿井，露天煤矿为露天矿。三个生产矿井位于西山倾伏背斜南翼,南部以贯穿矿区的F1逆断层为界。一矿、露天煤矿北部以F2逆断层为界，F2逆断层将一矿、二矿分开。因露天煤矿瓦斯资料无法收集，未做瓦斯地质工作。一矿受逆冲推覆作用位于F1、F2逆断层上盘，矿区相对构造简单，煤层破坏轻微。二矿受逆冲推覆作用位于F1、逆断层上盘，F2逆断层下盘，矿区构造简单，煤层破坏轻微。矿井位置示意图如下所示。

2 矿区瓦斯地质规律

2.1 埋深对瓦斯赋存的影响

瓦斯赋存规律的分析是依据一矿、二矿两个生产矿井的掘进工作面及回采工作面的历史数据及部分地勘期间的瓦斯数据进行统计，筛选提取了部分代表性数据,建立瓦斯含量与煤层埋深回归曲线，如图3所示。

2.2 顶底板岩性对瓦斯赋存的影响

煤层顶底板是封堵煤层气的第一道屏障，是煤储层围岩组合中最重要的岩层。从封闭性能上，粒度越细，封闭性越好。

矿区内煤层围岩为砂砾岩、砂岩、砂泥岩互层组合、泥岩等，煤层顶板岩性较致密、透气性较差，受断裂破坏不严重。且矿区处于一单斜构造中，浅部露头受到剥蚀,致使瓦斯沿煤层向上运移较易，瓦斯含量较小，瓦斯压力较低。

2.3 水文地质条件对瓦斯的影响

矿区地层按含水特征划分为三个含水层组，第一含水层为第四系松散的孔隙水,补给源水量较小；第二含水层为第三系底部的孔隙—裂隙水，水量小；第三含水层为侏罗系的裂隙—孔隙水，岩性总体坚硬致密，受水补给条件恶劣。各岩层含水性随着埋藏深度而减弱,其单位涌水量依其地层层序，向深部递减5倍以上,同时各含水层间无直接联系。因此矿区内水文地质类型简单，煤层气的富集受水的影响很小。

2.4 矿区瓦斯分布特征

矿区煤层分布于西山背斜两冀及背斜的倾伏端,背斜中部受剥蚀作用无煤。矿区煤层赋存、煤质、含煤地层岩性、地质构造等与一矿相似，利用一矿瓦斯含量与煤层埋深回归方程建立了矿区600 m以浅煤层瓦斯赋存分布特征进行预测。矿区瓦斯分布特征如下:

1）三道岭矿区均为中下侏罗系煤层，为不粘动力煤，煤化程度低，煤层瓦斯含量低。

2）西山背斜南冀，煤层南倾 8～12°，煤层平均厚度13.8 m，因煤层受到剥蚀在地表有露头，煤层透气性能强，煤层中的瓦斯不易被保存下来，瓦斯容易逸散。煤层瓦斯含量低。矿井瓦斯涌出量少。

3）西山背斜北冀，煤层北倾 4～7°，煤层平均厚度2.62 m，因煤层受到剥蚀在地表有露头，煤层透气性能强，煤层中的瓦斯不易被保存下来，瓦斯容易逸散。煤层瓦斯含量低。

4）西山背斜倾伏端砂墩区，煤层平均厚度13.4 m，埋藏较深，该区因位于背斜倾伏端核部，构造较其它地区强，受断层影响较严重。煤层受到剥蚀在地表有露头，煤层透气性能强，煤层中的瓦斯不易被保存下来，瓦斯容易逸散，煤层瓦斯含量较低。

2.5 矿区瓦斯风化带确定

瓦斯风化带深度是随岩层的空气透入条件、上部煤岩层的风氧化情况，以及地下水活动的强弱程度不同而各地差异很大，其下界深度可以根据下列指标中的任何一项确定:

1）煤层的相对瓦斯涌出量等于2～3m3/t处；

2）煤层内的瓦斯组分中甲烷及重烃浓度总和达到80%（体积比）；

3）煤层内的瓦斯压力为0.1～0.15 MPa；

4）煤的瓦斯含量达到下列数值处:长焰煤1.0～1.5 m3/t（C.M.），气煤 1.5～2.0 m3/t（C.M.），肥煤与焦煤 2.0～2.5 m3/t(C.M)，瘦煤 2.5～3.0 m3/t(C.M.)，贫煤3.0～4.0 m3/t(C.M.)，无烟煤 5.0～7.0 m3/t(C.M.)（此处的C.M.是指煤中可燃质量）。

参照一矿、二矿的实测数据，综合考虑砂墩子勘探地质报告中瓦斯化验数据，砂墩子地区瓦斯瓦斯风化带下界深度为埋深380m。一矿为220m，二矿为380m。