泊江海子井田煤层瓦斯分析与评价

刘雷+刘太忠

摘 要：泊江海子井田位于东胜煤田的西北部边缘，属于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区。通过对泊江海子井田煤层中瓦斯的含量、成分和分布的分析，探讨其变化的影响因素，为其对建井和煤炭开采的影响作出评价。

关键词：瓦斯测试 成分 分带 含量 瓦斯突出危险性

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（b）-0057-02

煤炭工业是我国重要的基础能源产业，在中国能源供给结构中处于重要战略地位，在能源消费结构中也处于主导地位，预计到2050年在一次能源生产中仍将占50%以上。在矿床开采技术条件中，瓦斯的影响不可忽视。近年来，由于对瓦斯的研究不足和不规范的开采，多处煤矿发生瓦斯爆炸事故，因此煤层瓦斯的分析和研究对煤炭开采具有重要指导意义。

1 井田概况

泊江海子井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，行政区划属鄂尔多斯市东胜区管辖。东至鄂尔多斯市东胜区55 km，北通包头市108 km，南至包～神铁路大柳塔车站78 km，西达乌海市360 km。泊江海子矿井位于东胜煤田的西北边缘，新生代地质营力的作用在矿井内表现的较为强烈，上部地层遭受剥蚀。井田内地层由老至新发育有：三叠系上统延长组（T3y）、侏罗系中下统延安组（J1-2y）、侏罗系中统（J2）、白垩系下统志丹群（K1zh）和第四系（Q）。东胜煤田大地构造分区属于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区，具体位置处于东胜隆起区中东部华北地台经历了基 底形成阶段和盖层稳定发展阶段之后，在晚三叠世末期开始进入地台活动阶段。在华北地台西部开始出现了继承性大型内陆坳陷型盆地—鄂尔多斯盆地，其构造形式总体为一宽缓的大向斜构造（台向斜），核部偏西，中部、东部广大地区基本为水平岩层。井田位于东胜煤田的西北部边缘，其构造形态总体为一走向东西，向北倾斜的单斜构造，地层倾角1～3 °，地层产状沿走向及倾向均有一定变化，但变化不大，褶曲构造较为发育。井田内含煤地层为侏罗系中下统延安组（J1-2y），含可采煤层6层，为3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2和5-1煤层。

2 瓦斯测试

本矿井主要使用解吸法采集瓦斯煤样，样品采集的操作规程勘查阶段为《煤层气测定方法（解吸法）》（MT/T77-94），补堪阶段为《地勘时期煤层瓦斯含量测定方法》（AQ1046-2007），分钻探施工现场瓦斯气体解吸、损失量计算和室内脱气（粉碎前及粉碎后）、测试，瓦斯成分及瓦斯含量计算等步骤。在孔深507.71～683.27 m用解吸法采集瓦斯样品97个，具体采样情况见表1。

3 瓦斯成分

本矿井瓦斯成分含量统计见表2。

3.1 甲烷（CH4）

各煤层共有42个样点测试中未发现CH4，45个样点有CH4赋存。甲烷的赋存和深度关系不大。大多数样点CH4浓度在0～20%之间。仅UN13在3-2煤层（采样深度582.93 m）1个点>20%，为56.63%。

3.2 氮气（N2）

85%的样点的N2浓度>80%，其余各样点N2浓度均在20～80%之间。

3.3 二氧化碳（CO2）

CO2浓度>20%的样点较少，且大多数在10%以下。

3.4 瓦斯分带

由图1可以看出，本矿井本矿井以氮气带为主，其间夹有氮气～二氧化碳带、氮气～沼气带。

4 瓦斯含量

在本矿井可采煤层97个合格样品中，瓦斯含量（CH4，daf）最大值仅为0.49 m3/t（在8号钻孔3-1下煤层，采样深度631.63米）。各煤层平均瓦斯含量（CH4，daf）在0.05～0.08 m3/t之间（见表1）。各煤层瓦斯含量与煤层埋深关系不大。

5 瓦斯突出危险性

2011年5月中煤科工集团重庆研究院国家煤矿安全技术工程科研中心对泊江海子煤矿主井和副井的各可采煤层的瓦斯含量、瓦斯吸附常数、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数等参数进行了测定，其测定结果见表3。

泊江海子矿井在进行地质勘探时，未发现有顶钻、卡钻等现象，在实际开采中没有发生过瓦斯动力现象。通过对瓦斯含量、突出危险性单项指标、地质情况等综合分析，不能说明3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤层具有瓦斯突出危险性。根据《防治煤与瓦斯突出规定》相关条款，见表4。

由表3可知：瓦斯放散初速度ΔP两极值为12～33，煤的坚固性系数f≥为0.77，煤层瓦斯压力p≤0.22MPa，均不超出临界值，因此泊江海子矿井3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤层不具有煤与瓦斯突出危险性。

6 结语

瓦斯是煤和岩石中分散有机质在自然条件下经成岩、变质阶段所形成。从生成条件看，各煤层厚度变化较小，煤层分岔尖灭现象少见，说明成煤环境相对稳定。加之煤的变质程度低，不利于瓦斯的运移和积储。通过对该矿区瓦斯含量、成分、突出危险性单项指标、地质情况等综合分析，根据相关规范相关条款，泊江海子矿井不具有煤与瓦斯突出危险性。但是，不排除瓦斯局部积储的可能性，在矿井设计和煤矿开采时应引起重视，以保证煤矿正常生产和人身财产不受损失。

参考文献

[1] 安徽省煤田地质局第三勘探队.内蒙古鄂尔多斯泊江海子煤矿建井报告：第五章第四节[R].2004：97-99.

[2] MT/T77-94[J].煤层气测定方法（解吸法）.

[3] AQ1046-2007[J].地勘时期煤层瓦斯含量测定方法.

[4] GB/T13610[J].天然气的组成分析.气相色谱法.

[5] GB/T212-2008[J].煤的工业分析与方法.

[6] AQ1024-2006[J].煤与瓦斯突出矿井鉴定规范.endprint

摘 要：泊江海子井田位于东胜煤田的西北部边缘，属于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区。通过对泊江海子井田煤层中瓦斯的含量、成分和分布的分析，探讨其变化的影响因素，为其对建井和煤炭开采的影响作出评价。

关键词：瓦斯测试 成分 分带 含量 瓦斯突出危险性

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（b）-0057-02

煤炭工业是我国重要的基础能源产业，在中国能源供给结构中处于重要战略地位，在能源消费结构中也处于主导地位，预计到2050年在一次能源生产中仍将占50%以上。在矿床开采技术条件中，瓦斯的影响不可忽视。近年来，由于对瓦斯的研究不足和不规范的开采，多处煤矿发生瓦斯爆炸事故，因此煤层瓦斯的分析和研究对煤炭开采具有重要指导意义。

1 井田概况

泊江海子井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，行政区划属鄂尔多斯市东胜区管辖。东至鄂尔多斯市东胜区55 km，北通包头市108 km，南至包～神铁路大柳塔车站78 km，西达乌海市360 km。泊江海子矿井位于东胜煤田的西北边缘，新生代地质营力的作用在矿井内表现的较为强烈，上部地层遭受剥蚀。井田内地层由老至新发育有：三叠系上统延长组（T3y）、侏罗系中下统延安组（J1-2y）、侏罗系中统（J2）、白垩系下统志丹群（K1zh）和第四系（Q）。东胜煤田大地构造分区属于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区，具体位置处于东胜隆起区中东部华北地台经历了基 底形成阶段和盖层稳定发展阶段之后，在晚三叠世末期开始进入地台活动阶段。在华北地台西部开始出现了继承性大型内陆坳陷型盆地—鄂尔多斯盆地，其构造形式总体为一宽缓的大向斜构造（台向斜），核部偏西，中部、东部广大地区基本为水平岩层。井田位于东胜煤田的西北部边缘，其构造形态总体为一走向东西，向北倾斜的单斜构造，地层倾角1～3 °，地层产状沿走向及倾向均有一定变化，但变化不大，褶曲构造较为发育。井田内含煤地层为侏罗系中下统延安组（J1-2y），含可采煤层6层，为3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2和5-1煤层。

2 瓦斯测试

本矿井主要使用解吸法采集瓦斯煤样，样品采集的操作规程勘查阶段为《煤层气测定方法（解吸法）》（MT/T77-94），补堪阶段为《地勘时期煤层瓦斯含量测定方法》（AQ1046-2007），分钻探施工现场瓦斯气体解吸、损失量计算和室内脱气（粉碎前及粉碎后）、测试，瓦斯成分及瓦斯含量计算等步骤。在孔深507.71～683.27 m用解吸法采集瓦斯样品97个，具体采样情况见表1。

3 瓦斯成分

本矿井瓦斯成分含量统计见表2。

3.1 甲烷（CH4）

各煤层共有42个样点测试中未发现CH4，45个样点有CH4赋存。甲烷的赋存和深度关系不大。大多数样点CH4浓度在0～20%之间。仅UN13在3-2煤层（采样深度582.93 m）1个点>20%，为56.63%。

3.2 氮气（N2）

85%的样点的N2浓度>80%，其余各样点N2浓度均在20～80%之间。

3.3 二氧化碳（CO2）

CO2浓度>20%的样点较少，且大多数在10%以下。

3.4 瓦斯分带

由图1可以看出，本矿井本矿井以氮气带为主，其间夹有氮气～二氧化碳带、氮气～沼气带。

4 瓦斯含量

在本矿井可采煤层97个合格样品中，瓦斯含量（CH4，daf）最大值仅为0.49 m3/t（在8号钻孔3-1下煤层，采样深度631.63米）。各煤层平均瓦斯含量（CH4，daf）在0.05～0.08 m3/t之间（见表1）。各煤层瓦斯含量与煤层埋深关系不大。

5 瓦斯突出危险性

2011年5月中煤科工集团重庆研究院国家煤矿安全技术工程科研中心对泊江海子煤矿主井和副井的各可采煤层的瓦斯含量、瓦斯吸附常数、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数等参数进行了测定，其测定结果见表3。

泊江海子矿井在进行地质勘探时，未发现有顶钻、卡钻等现象，在实际开采中没有发生过瓦斯动力现象。通过对瓦斯含量、突出危险性单项指标、地质情况等综合分析，不能说明3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤层具有瓦斯突出危险性。根据《防治煤与瓦斯突出规定》相关条款，见表4。

由表3可知：瓦斯放散初速度ΔP两极值为12～33，煤的坚固性系数f≥为0.77，煤层瓦斯压力p≤0.22MPa，均不超出临界值，因此泊江海子矿井3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤层不具有煤与瓦斯突出危险性。

6 结语

瓦斯是煤和岩石中分散有机质在自然条件下经成岩、变质阶段所形成。从生成条件看，各煤层厚度变化较小，煤层分岔尖灭现象少见，说明成煤环境相对稳定。加之煤的变质程度低，不利于瓦斯的运移和积储。通过对该矿区瓦斯含量、成分、突出危险性单项指标、地质情况等综合分析，根据相关规范相关条款，泊江海子矿井不具有煤与瓦斯突出危险性。但是，不排除瓦斯局部积储的可能性，在矿井设计和煤矿开采时应引起重视，以保证煤矿正常生产和人身财产不受损失。

参考文献

[1] 安徽省煤田地质局第三勘探队.内蒙古鄂尔多斯泊江海子煤矿建井报告：第五章第四节[R].2004：97-99.

[2] MT/T77-94[J].煤层气测定方法（解吸法）.

[3] AQ1046-2007[J].地勘时期煤层瓦斯含量测定方法.

[4] GB/T13610[J].天然气的组成分析.气相色谱法.

[5] GB/T212-2008[J].煤的工业分析与方法.

[6] AQ1024-2006[J].煤与瓦斯突出矿井鉴定规范.endprint

摘 要：泊江海子井田位于东胜煤田的西北部边缘，属于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区。通过对泊江海子井田煤层中瓦斯的含量、成分和分布的分析，探讨其变化的影响因素，为其对建井和煤炭开采的影响作出评价。

关键词：瓦斯测试 成分 分带 含量 瓦斯突出危险性

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（b）-0057-02

煤炭工业是我国重要的基础能源产业，在中国能源供给结构中处于重要战略地位，在能源消费结构中也处于主导地位，预计到2050年在一次能源生产中仍将占50%以上。在矿床开采技术条件中，瓦斯的影响不可忽视。近年来，由于对瓦斯的研究不足和不规范的开采，多处煤矿发生瓦斯爆炸事故，因此煤层瓦斯的分析和研究对煤炭开采具有重要指导意义。

1 井田概况

泊江海子井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，行政区划属鄂尔多斯市东胜区管辖。东至鄂尔多斯市东胜区55 km，北通包头市108 km，南至包～神铁路大柳塔车站78 km，西达乌海市360 km。泊江海子矿井位于东胜煤田的西北边缘，新生代地质营力的作用在矿井内表现的较为强烈，上部地层遭受剥蚀。井田内地层由老至新发育有：三叠系上统延长组（T3y）、侏罗系中下统延安组（J1-2y）、侏罗系中统（J2）、白垩系下统志丹群（K1zh）和第四系（Q）。东胜煤田大地构造分区属于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区，具体位置处于东胜隆起区中东部华北地台经历了基 底形成阶段和盖层稳定发展阶段之后，在晚三叠世末期开始进入地台活动阶段。在华北地台西部开始出现了继承性大型内陆坳陷型盆地—鄂尔多斯盆地，其构造形式总体为一宽缓的大向斜构造（台向斜），核部偏西，中部、东部广大地区基本为水平岩层。井田位于东胜煤田的西北部边缘，其构造形态总体为一走向东西，向北倾斜的单斜构造，地层倾角1～3 °，地层产状沿走向及倾向均有一定变化，但变化不大，褶曲构造较为发育。井田内含煤地层为侏罗系中下统延安组（J1-2y），含可采煤层6层，为3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2和5-1煤层。

2 瓦斯测试

本矿井主要使用解吸法采集瓦斯煤样，样品采集的操作规程勘查阶段为《煤层气测定方法（解吸法）》（MT/T77-94），补堪阶段为《地勘时期煤层瓦斯含量测定方法》（AQ1046-2007），分钻探施工现场瓦斯气体解吸、损失量计算和室内脱气（粉碎前及粉碎后）、测试，瓦斯成分及瓦斯含量计算等步骤。在孔深507.71～683.27 m用解吸法采集瓦斯样品97个，具体采样情况见表1。

3 瓦斯成分

本矿井瓦斯成分含量统计见表2。

3.1 甲烷（CH4）

各煤层共有42个样点测试中未发现CH4，45个样点有CH4赋存。甲烷的赋存和深度关系不大。大多数样点CH4浓度在0～20%之间。仅UN13在3-2煤层（采样深度582.93 m）1个点>20%，为56.63%。

3.2 氮气（N2）

85%的样点的N2浓度>80%，其余各样点N2浓度均在20～80%之间。

3.3 二氧化碳（CO2）

CO2浓度>20%的样点较少，且大多数在10%以下。

3.4 瓦斯分带

由图1可以看出，本矿井本矿井以氮气带为主，其间夹有氮气～二氧化碳带、氮气～沼气带。

4 瓦斯含量

在本矿井可采煤层97个合格样品中，瓦斯含量（CH4，daf）最大值仅为0.49 m3/t（在8号钻孔3-1下煤层，采样深度631.63米）。各煤层平均瓦斯含量（CH4，daf）在0.05～0.08 m3/t之间（见表1）。各煤层瓦斯含量与煤层埋深关系不大。

5 瓦斯突出危险性

2011年5月中煤科工集团重庆研究院国家煤矿安全技术工程科研中心对泊江海子煤矿主井和副井的各可采煤层的瓦斯含量、瓦斯吸附常数、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数等参数进行了测定，其测定结果见表3。

泊江海子矿井在进行地质勘探时，未发现有顶钻、卡钻等现象，在实际开采中没有发生过瓦斯动力现象。通过对瓦斯含量、突出危险性单项指标、地质情况等综合分析，不能说明3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤层具有瓦斯突出危险性。根据《防治煤与瓦斯突出规定》相关条款，见表4。

由表3可知：瓦斯放散初速度ΔP两极值为12～33，煤的坚固性系数f≥为0.77，煤层瓦斯压力p≤0.22MPa，均不超出临界值，因此泊江海子矿井3-1、3-1下、3-2、4-1、4-2煤层不具有煤与瓦斯突出危险性。

6 结语

瓦斯是煤和岩石中分散有机质在自然条件下经成岩、变质阶段所形成。从生成条件看，各煤层厚度变化较小，煤层分岔尖灭现象少见，说明成煤环境相对稳定。加之煤的变质程度低，不利于瓦斯的运移和积储。通过对该矿区瓦斯含量、成分、突出危险性单项指标、地质情况等综合分析，根据相关规范相关条款，泊江海子矿井不具有煤与瓦斯突出危险性。但是，不排除瓦斯局部积储的可能性，在矿井设计和煤矿开采时应引起重视，以保证煤矿正常生产和人身财产不受损失。

参考文献

[1] 安徽省煤田地质局第三勘探队.内蒙古鄂尔多斯泊江海子煤矿建井报告：第五章第四节[R].2004：97-99.

[2] MT/T77-94[J].煤层气测定方法（解吸法）.

[3] AQ1046-2007[J].地勘时期煤层瓦斯含量测定方法.

[4] GB/T13610[J].天然气的组成分析.气相色谱法.

[5] GB/T212-2008[J].煤的工业分析与方法.

[6] AQ1024-2006[J].煤与瓦斯突出矿井鉴定规范.endprint