水箐勘查区煤层瓦斯含量及分布特征

敖 嵩

（贵州煤田地质局地质勘察研究院，贵州贵阳550008）

水箐勘查区煤层瓦斯含量及分布特征

敖 嵩*

（贵州煤田地质局地质勘察研究院，贵州贵阳550008）

运用瓦斯地质学的理论观点，对水箐勘查区煤层瓦斯的含量分布进行了阐述。通过建立煤层瓦斯含量与埋深、煤的变质程度的关系，分析了主要影响因素。

瓦斯含量；埋深；变质程度

1 勘查区概况

水箐勘查区位于贵州省毕节市北西部的水箐镇、青场镇，距毕节市约20km。勘查区总体呈东西向长方形，面积约23km2。矿井设计生产能力60×104t/a。

勘查区含煤地层为上二叠统龙潭组，含大部可采煤2层，可采煤层集中分布在含煤地层的上部。

2 煤层瓦斯含量及分布特征

勘查区勘查期间，对2层可采煤层均进行了采样测试。结果显示自然瓦斯成分以甲烷为主，其次为二氧化碳和氮气以及少量的其他烃类。甲烷成分一般大于80%，含量10.86～12.53m3/t。原煤干燥无灰基挥发分为1.19%～14.41%，平均10.73%，煤类为无烟煤三号（WY3），变质阶段为Ⅶ1阶段。

按钻孔的平面位置分析，中、西部钻孔瓦斯含量高于东部钻孔。

3 影响因素

3.1 构造及断层

勘查区构造单元为：扬子准地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区的复合部位，勘查区位于可乐向斜南翼中段及赫章背斜的北翼东段。

总体形状为单斜，东部见有褶曲，断裂较发育，且走向变化大。西部及中部北地层倾向北西，东部地层倾向北东—北西。

勘查区内已发现地表断层7条，主要分布在勘查区的东部，其延生方向主要为北东向、南北向，个别为北西向及东西向，以正断层为主。中、西部断层稀少。

断层对煤的破坏作用极大，J5、6、J6勘查线附近断层密集，断裂带造成了瓦斯逃逸，降低了瓦斯压力，致使瓦斯含量偏低。

3.2 煤层埋深

影响煤层瓦斯含量的因素很多，其中煤层埋深是最普遍的影响因素。通过整理勘查区内瓦斯资料，分析得出了瓦斯含量与埋藏深度散点关系图（图1、图2）。

图1 6-1煤层瓦斯含量与埋藏深度关系图

图2 6-2煤层瓦斯含量与埋藏深度关系图

6-1煤层的回归方程相关系数R=0.8231；6-2煤层的回归方程相关系数R=0.678，这说明煤层埋深对瓦斯含量的影响较大。随着埋深的增加，瓦斯含量随之增大。6-1煤层瓦斯含量变化梯度为1.08m3/t/100m；6-2煤层瓦斯含量变化梯度为1.35m3/t/100m。

图中离回归线较远的点均位于勘查区东部断层附近，这也验证了断层会使瓦斯含量降低。

3.3 煤变质程度

大量的研究资料表明，在煤化作用中，会不断地产生瓦斯，煤化程度越高，生成的瓦斯量就越大[1]。

勘查区煤层均为无烟煤，瓦斯生成量高，煤的微孔发育，比面积大，容气空间大，吸附性大，煤层瓦斯含量大。煤的变质程度不同，影响着煤层瓦斯含量。

对勘查区煤层挥发分及瓦斯含量数据进行分析，瓦斯含量与煤的挥发分关系如图3、图4所示。

图3 6-1煤层瓦斯含量与原煤挥发分关系图

图4 6-2煤层瓦斯含量与原煤挥发分关系图

煤层瓦斯含量与煤的挥发分相关系数分别为0.5812、0.6223，说明在低挥发分的区域瓦斯含量相对较高，即煤的变质程度高，瓦斯含量高。

煤的挥发分产出率反映出煤的变质程度有深浅之分，即煤化程度存在区域分别，故而影响到煤层瓦斯的含量与分布[2]。

4 结论

水箐勘查区瓦斯含量较大，一般高于8m3/t。瓦斯含量在平面上呈现东部低，中、西部高的特征；在剖面上，埋藏越深瓦斯含量越高，6-1煤层瓦斯含量变化梯度为1.08m3/t/100m；6-2煤层瓦斯含量变化梯度为1.35m3/t/100m。

影响瓦斯含量的因素主要有：（1）断层的影响，东部断层较发育，瓦斯含量较低；（2）煤层埋深的影响，6-1、6-2煤层相关性系数达到0.8231及0.678；（3）变质程度的影响，变质程度高，瓦斯含量低。

研究水箐勘查区煤层瓦斯的含量及分布，有利于在生产过程中对瓦斯地质灾害采取科学的预防措施，保证煤矿的安全生产。

[1]方爱民，侯泉林，雷家锦，等.煤变质作用对煤层气赋存和富集的控制——以沁水盆地为例[J].高校地质学报，2003，9(3): 379.

[2]陈佳，严家平，陈超.青山煤矿大槽煤层瓦斯含量及分布特征研究[J].煤炭技术，2012(7):80-82.

TD712

A

1004-5716(2015)02-0115-02

2014-03-06

敖嵩（1981-），男（汉族），湖北荆门人，工程师，现从事煤田地质勘探技术工作。