蘆嶺礦10煤層瓦斯地質(zhì)圖編繪畢業(yè)設(shè)計

1、蘆嶺礦蘆嶺礦 1010 煤層瓦斯地質(zhì)圖編繪煤層瓦斯地質(zhì)圖編繪 摘要摘要：我國煤炭資源儲量 1400 億噸，位居世界第三，煤炭消費量占全國 一次能源的 70%；然而 2006 年煤礦事故 2945 起，死亡 4726 人，其中礦井瓦 斯是煤礦安全的重要影響因素，煤與瓦斯突出更是煤礦安全重大安全隱患。 本文系統(tǒng)收集了蘆嶺礦大量的實際瓦斯地質(zhì)資料，包括蘆嶺地質(zhì)總報告， 瓦斯抽放報表，各個采區(qū)的通風日報表月報表，蘆嶺礦各個煤層的鉆孔資料， 各采區(qū)的地質(zhì)報告等資料，并下井測試 10 煤層的一些必要的參數(shù)。 通過分析整理 10 煤層已有生產(chǎn)工作面的通風資料，參考相關(guān)文獻，運用 瓦斯地質(zhì)理論， 根據(jù)瓦斯風化

2、帶的判斷標準確定了 10 煤層各個采區(qū)的風化帶， 根據(jù)瓦斯預(yù)測參數(shù)采用間接法確定了煤層瓦斯含量，對 10 煤層進行了分區(qū)預(yù) 測，然后在 EXCEL 中進行線性回歸，得出瓦斯含量與地板標高的關(guān)系，同理， 在掌握壓力與埋深，瓦斯涌出與地板標高的有關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上在 EXCEL 中進行 線性回歸的出他們的關(guān)系，求得瓦斯含量等值線，瓦斯壓力等值線。在充分掌 握了蘆嶺礦的瓦斯地質(zhì)特征、瓦斯賦存、分布及涌出、突出規(guī)律后，根據(jù)瓦斯 壓力突出的臨界值和瓦斯突出的始突深度算出各個采區(qū)突出的臨界值對應(yīng)深度 和瓦斯始突時的對應(yīng)深度然后將各個采區(qū)劃分為突出威脅區(qū)，突出危險區(qū)，無 突出區(qū)。并編成瓦斯地質(zhì)信息圖來真的指導該

3、礦生產(chǎn)過程中的突出預(yù)防工作， 使蘆嶺礦的安全生產(chǎn)更上一層樓。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：瓦斯涌出量預(yù)測 瓦斯突出 瓦斯含量 瓦斯壓力 10 Luling coal mine gas geological map compilation AbstractAbstract : : Chinas coal reserves 140 billion tons, ranking third in the world. National Coal consumption accounts for a 70% energy; However, in 2006 mine accident since 2945. kill

4、ed 4,726 people, the gas is the safety of important factors, Coal and gas outburst is the Mine Safety significant security risks. This paper systematically collected Luling Mine lot of the actual gas geological information, including the total Luling geological report, gas drainage statements, vario

5、us mining area ventilation Japanese statements on statements, Luling coal mine all the borehole data, the mining area of geological reports and other information . and 10 downhole testing seam necessary parameters. By analyzing finishing 10 coal production has been Face ventilation information, refe

6、rence literature, the use of gas geological theory, Gas weathered zone under the criteria identified 10 different coal mining area of the weathered zone. According to the gas forecast parameters indirect method to determine the gas content of coal for the 10 district forecast Then in EXCEL linear re

7、gression, and the gas content drawn floor elevation of the relationship, empathy, With pressure and depth. Gas Emission and elevation of the floor on the basis of data in Excel for the linear regression of their relationship, seek isogram gas content, gas pressure contours. Fully grasped the Luling

8、Coal Mine gas geological features, gas storage, distribution and the ground and prominent law, According to prominent gas pressure and the critical value of gas outburst before the sudden depth calculated various mining area highlighted the critical value corresponding depth and Vanuatu Slovakia beg

9、an when suddenly the corresponding depth then divided into various mining prominent threat, the danger, no prominent areas. Gas formation and geological information to the map really mine production guidance of the outstanding prevention work, Luling mine so that the higher level of production safet

10、y. KeywordsKeywords : : gas emission projections gas outburst gas content gas pressure 目目 錄錄 蘆嶺礦 10 煤層瓦斯地質(zhì)圖編繪 .1 1 前 言 .5 2 井田地質(zhì)概況 .7 2.1 礦井概況 .7 2.2 井田地質(zhì)概況 .8 2.2.1 含煤地層 .8 2.2.2 構(gòu)造 .10 2.2.3 煤層 .12 3 瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究 .13 3.1 地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯賦存的關(guān)系 .13 3.1.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造 .13 3.1.2 井田地質(zhì)構(gòu)造 .13 3.2 煤層煤質(zhì)特征 .16 3.3 煤體結(jié)構(gòu)特征 .17

11、3.4 頂?shù)装鍘r性及煤厚變化 .18 3.5 瓦斯地質(zhì)單元的劃分 .20 4 瓦斯涌出規(guī)律及預(yù)測 .21 4.1 主要瓦斯參數(shù)測試極其意義.21 4.2 瓦斯含量與壓力預(yù)測 .23 4.2 瓦斯涌出規(guī)律 .30 4.3 瓦斯涌出量預(yù)測 .31 3.3.1 預(yù)測方法確定 .31 3.3.2 瓦斯涌出量預(yù)測 .37 5 煤與瓦斯突出預(yù)測 .43 5.1 煤與瓦斯突出的一般規(guī)律.43 5.2 10 煤層突出危險性預(yù)測.43 5.2.1 突出預(yù)測的方法和指標 .43 5.2.2 突出危險性預(yù)測 .44 6 礦井瓦斯地質(zhì)圖編繪 .47 6.1 礦井瓦斯地質(zhì)圖的主要內(nèi)容 .47 5.2 礦井瓦斯地質(zhì)圖的編

12、制方法 .48 5.2.1 瓦斯地質(zhì)歷史資料的系統(tǒng)整理 .48 6.2.2 瓦斯地質(zhì)的綜合分析 .49 6.2.3 編圖方法與步驟 .49 6.3 礦井瓦斯地質(zhì)圖的應(yīng)用 .49 致 謝 .53 參 考 文 獻 .54 1 1 前前 言言 我國是世界上煤與瓦斯突出最嚴重的國家之一，瓦斯突出礦井數(shù)量多、分 布范圍大、突出強度大、突出頻繁。煤與瓦斯突出可以造成：突出物埋人、破 壞設(shè)施，突出的瓦斯窒息施工人員，引起瓦斯爆炸；破壞正常的采掘生產(chǎn)循環(huán)， 嚴重制約突出礦井勞動生產(chǎn)率的提高等危害。在我國目前的突出礦井有 800 多 個，其中國有重點煤礦 130 個，地方煤礦 300 多個，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦 400 多

13、個，各個 采煤省份幾乎都有突出礦井。1988 年以前，年突出近千次，最多的一年是 1980 年,發(fā)生了 1151 次突出。1988 年后，隨著防治煤與瓦斯突出細則的 頒步，我國突出礦井全面開以突出危險性預(yù)測、防治突出措施、措施效果檢驗 和安全防護措施為標志的四位一體綜合防突措施，年突出次數(shù)明顯下降，目前 年突出次數(shù)維持在 200300 次。據(jù)初步統(tǒng)計，2006 年 1 月 1 日2007 年 4 月 1 日，全國煤礦共發(fā)生各類重大、特大傷亡事故 50 起，死亡人數(shù) 882 人； 其中瓦斯事故 34 起，死亡 619 人；煤與瓦斯突出傷亡事故 11 起，死亡 131 人， 其中一次死亡 10 人

14、以上的事故 10 起，死亡 127 人。 蘆嶺礦是淮北礦業(yè)集團公司的四對突出礦井之一，該礦自建礦以來已發(fā) 生大小有記錄的煤與瓦斯突出或動力現(xiàn)象 20 余次，2000 年以來突出發(fā)生的頻 率不斷增大，其中 2002 年 4 月 7 日發(fā)生在1 采區(qū) 8183 面 3煤眼斜石門的 煤與瓦斯突出強度極大，共突出煤量 8924t，噴出瓦斯量多達 123 萬 m3；其他 不同程度的突出更是不斷，突出問題嚴重制約著該礦的生產(chǎn)和發(fā)展。突出隱患 的存在不僅極大增大了企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且隨著生產(chǎn)規(guī)模的日趨展開和開采 水平的不斷延伸將嚴重危協(xié)著該礦的安全生產(chǎn)，成為制約煤礦生產(chǎn)發(fā)展的瓶頸， 瓦斯突出問題的解決成了該

15、礦刻不容緩的問題。8 煤層的突出區(qū)域已劃分，10 煤層的回采正在進行，對 10 煤層的瓦斯危險性預(yù)測勢在必行。 我們系統(tǒng)地收集了蘆嶺礦大量的實際瓦斯地質(zhì)資料，包括蘆嶺地質(zhì)總報告， 瓦斯抽放報表，各個采區(qū)的通風日報表，月報表，蘆嶺礦各個煤層的鉆孔資料， 各采區(qū)的地質(zhì)報告，10 煤層的地板等高線圖，地質(zhì)地形圖等資料，并下 井測試了 10 煤層的一些必要的參數(shù)，在通過分析整理資料、參考相關(guān)文獻的 基礎(chǔ)上，運用瓦斯地質(zhì)理，并根據(jù)瓦斯風化帶的判斷標準確定了 10 煤層各個 采區(qū)的風化帶，根據(jù)瓦斯預(yù)測參數(shù)采用間接法確定了煤層瓦斯含量，對 10 煤 層進行了分區(qū)預(yù)測，然后在 EXCEL 中進行線性回歸，得出

16、瓦斯含量與底板標高 的關(guān)系，同理，在掌握壓力與埋深，瓦斯涌出與底板標高的有關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上 在 EXCEL 中進行線性回歸的出他們的關(guān)系，求得瓦斯含量等值線，瓦斯壓力等 值線。在充分掌握了蘆嶺礦的瓦斯地質(zhì)特征、瓦斯賦存、分布及涌出、突出規(guī) 律后，根據(jù)瓦斯壓力突出的臨界值和瓦斯突出的始突深度算出各個采區(qū)突出的 臨界值對應(yīng)深度和瓦斯始突時的對應(yīng)深度然后將各個采區(qū)劃分為突出威脅區(qū)， 突出危險區(qū)，無突出區(qū)。并編成瓦斯地質(zhì)信息圖來真的指導該礦生產(chǎn)過程中的 突出預(yù)防工作，使蘆嶺礦的安全生產(chǎn)更上一層樓。 在本次實行的過程中我們得到了蘆嶺礦各級領(lǐng)導的大力支持和傾力幫助， 特別是地質(zhì)科的領(lǐng)導和技術(shù)人員在該礦搜集資

17、料的過程中給于的極大的幫助。 在論文的完成過程中，得到了張瑞林老師，劉曉老師的鼎力幫助和指導，在此 表示衷心感謝！ 2 2 井田地質(zhì)概況井田地質(zhì)概況 2.12.1 礦井概況礦井概況 蘆嶺煤礦位于宿東礦區(qū)東南部，在皖北宿州市東南 20Km 處，北距集團公 司所在地淮北市 102km。井田東以 F32斷層為界，西以補 13 線和 67 線為界 與朱仙莊煤礦相鄰，淺部以 10 煤層露頭為界，深部以-1000m 等高線為界。走 向長約 10.2km，傾斜寬 3.6km，勘探面積 29.5km2，礦井主、副井筒位于井田 中央，井口標高均為25.3m，工廣平均標高為25.0m，其中主井坐標為：東 經(jīng) 11

18、70630，北緯 333559。采礦登記面積(包括生活區(qū))為 33.877 km2。 蘆嶺礦是設(shè)計年生產(chǎn)能力為 150 萬 t 的大型礦井 l960 年 l2 月開始建井， 1969 年 12 月簡易投產(chǎn)，以后邊生產(chǎn)邊基建，于 1976 年達到并超過設(shè)計生產(chǎn) 能力。后來又經(jīng)過多次局部技術(shù)改造，礦井年生產(chǎn)能力基本穩(wěn)定在 180 萬噸以 上，最高年產(chǎn)量突破 200 萬噸。根據(jù)原煤炭部【87】煤生開字第 65 號文件批 準，從 1988 年起進行礦井改擴建工程，改擴建后的年生產(chǎn)能力為 240 萬噸， 并于 1993 年 12 月完成，但由于礦井向深部及兩翼伸展后煤層賦存條件復(fù)雜， 至今尚未能達到改擴

19、建的生產(chǎn)能力。2002 年經(jīng)安徽省經(jīng)貿(mào)委核定，生產(chǎn)能力 為 230 萬噸/年，現(xiàn)實際年產(chǎn)量在 180 萬噸左右。 礦井采用豎井石門分水平開拓方式，共劃分為三個開采水平：水平標高 為210m400m，水平標高為400m590m，水平下限標高暫定為 1000m。井田采用采區(qū)開拓前進、工作面回采后退、跨上山無煤柱開采方式； 、煤層采用聯(lián)合布置，在煤底板布置三條上山，階段布置雙巖巷、反眼 穿煤；采煤方法為傾斜分層，走向長壁、放炮落煤、全部垮落法跨上山回采。 井田范圍內(nèi)除采礦形成的塌陷湖外均為農(nóng)田，地形平坦，呈西高東低的趨勢變 化，地面標高在 22m25m 之間。井田內(nèi)的水系主要是塌陷湖及沱河，地表水

20、系簡單。 蘆嶺礦西臨京浦鐵路，距蘆嶺火車站 9km，礦區(qū)專用鐵路在此與京浦鐵路 線連接。井田北有宿（州）泗（縣） 、南有宿（州）蚌（埠）101 省級公 路穿過，各有 9km 礦區(qū)公路與之相連，四通發(fā)達，風雨無阻，交通方便，見圖 2-1。 圖 2-1 蘆嶺井田交通位置圖 2.22.2 井田地質(zhì)概況井田地質(zhì)概況 2.2.12.2.1 含煤地層含煤地層 本井田屬華北型石炭二迭紀煤系地層，上覆地層是第四系新地層，下伏 奧陶系灰?guī)r，煤系地層總厚度約1100 余米，由一系列基本連續(xù)的沉積物組成， 含煤系數(shù)約0.02。 井田內(nèi)二迭系地層含煤 1530 層，可采及局部可采煤層共八層，其中上 部 3、4、5、6

21、、7 煤層為薄煤層，灰分高，煤層穩(wěn)定性較差，只有局部可采。 二迭系下二迭統(tǒng)山西組及石盒子組為主要含煤段，所含的 8 、9、10 煤層為礦 井主采煤層，平均可采總厚度 31.75m。其中上部的 3、4、5、6、7 為薄煤層。 煤層為中厚煤層，平均厚度為 3.01 m，局部與煤層合并，煤層絕大多數(shù) 為鱗片狀，頂板破碎。10、9 煤層堅固性系數(shù)低，松軟易碎。煤質(zhì)以氣煤為主， 中低灰分，低硫低磷、高焦油率。10 煤層為中厚煤層，全區(qū)普遍發(fā)育，是煤 礦主要可采煤層，穩(wěn)定。 10 煤層-400m 水平以上厚度較穩(wěn)定，變化不大，-400m 水平以下，F(xiàn)7斷層 以西厚度較穩(wěn)定，一般為 2.53.lmF7斷層以

22、東在走向上變化不大，沿傾向上 向深部變薄，最薄點僅 0.79m，呈東薄西厚變化（見圖 22）. 礦井主采煤層 特征見表 21. 頂 底 板 巖 性煤 層 編 號 厚度（m） 平均值 最大最小 結(jié) 構(gòu) 穩(wěn) 定 性頂 板底 板 煤 型 號 層 間 距 (m ) 7 14 . 1 23 . 3 0 簡 單 不 穩(wěn) 定 中粒砂巖為主，局 部為細砂巖或泥巖 泥巖為主局部 為細砂巖 F、 Q 20 8 56 . 9 94.153 . 2 復(fù) 雜 穩(wěn) 定 以泥巖為主，局部 為細砂巖 薄層狀細砂巖 或砂質(zhì)泥巖 Q 3. 5 9 01 . 3 82 . 9 0 簡 單 較 穩(wěn) 定 薄層狀細砂巖或砂 質(zhì)泥巖 塊狀

23、泥巖 Q 10 06 . 2 99 . 4 0 較 簡 單 較 穩(wěn) 定 中粒砂巖為主細砂 巖泥巖次之 泥巖為主砂巖 次之 F、 Q 66 圖圖 2-22-2 1010 煤層可采區(qū)分布圖煤層可采區(qū)分布圖 表 2-1 礦井主采煤層特征一覽表 2.2.22.2.2 構(gòu)造構(gòu)造 （1）區(qū)域構(gòu)造 在區(qū)域構(gòu)造格局中，宿東向斜為徐宿弧形構(gòu)造的組成部分。徐宿弧形構(gòu)造 位于豐沛和太（和）蚌（埠）隆起之間，以肖縣復(fù)式背斜（閘河礦區(qū)）和宿東 向斜（宿東礦出區(qū)）為其外緣，向西弧形突，頂段位于徐樓。宿東向斜北受宿 北斷裂控制，南有光武固鎮(zhèn)斷裂，西南有西寺坡逆沖斷裂，東有固鎮(zhèn)長豐斷裂， 見圖 1-2 所示。宿北斷裂為區(qū)內(nèi)規(guī)

24、模最大的一條東西向斷裂帶，斷面南傾，傾 角，斷距大于 1000m，橫貫于徐宿弧形構(gòu)造中段與南段之間，南北兩側(cè)構(gòu) 70 造與地貌截然不同，是地貌單元的分界線。 光武固鎮(zhèn)斷裂橫貫于淮北煤田的南緣邊界，也是徐宿弧形構(gòu)造的南界斷層， 控制長度大于 200km。西寺坡逆沖斷裂傾向北東，傾角淺部陡，深部緩。這三 條斷裂是控制宿東向斜內(nèi)各級、各序次構(gòu)造的邊界。為徐宿弧形構(gòu)造的的組成 部分，宿東向斜內(nèi)各種構(gòu) 造形跡的形成和發(fā)展、展 布與組合，必然受到區(qū)域 構(gòu)造運動的影響。宿東向 斜及其次級的構(gòu)造形態(tài)主 要是受到兩期構(gòu)造運動的 影響而形成的。宿東礦區(qū) 的主體構(gòu)造格局形成于印 支期，區(qū)域在 NE 方向強烈 非均勻

25、擠壓應(yīng)力的持續(xù)作 用下，產(chǎn)生 X 型剪節(jié)理和 地層彎曲褶皺，形成宿東 向斜；而燕山運動期稍弱 的構(gòu)造應(yīng)力作用又使宿東 向斜在平面上發(fā)生彎曲， 次級褶皺及斷層發(fā)生走向 偏轉(zhuǎn)，加劇了煤系地層變 形程度，破壞了煤層的原生結(jié)構(gòu)，使構(gòu)造進一步復(fù)雜化。 圖 23 宿東礦區(qū)構(gòu)造綱要圖 （2）井田構(gòu)造 宿東向斜總體呈不對稱的向斜構(gòu)造，向斜軸向 NW 方向，軸長 110km，寬 1.55.10km，軸部為二迭系地層。向斜的東北翼因受北東方向主壓應(yīng)力的影 響（即 F4逆斷層的推壓牽引作用） ，兩端地層傾角大，一般左右；中段地70 區(qū)煤系地層被剝蝕而呈單斜構(gòu)造；西南翼傾角較緩，一般在之間。2510 向斜在朱仙莊礦一

26、、二采區(qū)處變窄，在蘆嶺礦八、十采區(qū)位置變寬，呈弧形西 南凸出，成為宿東向斜的最寬緩處。向斜的兩端及最寬緩部位發(fā)育有短軸褶曲， 見圖 1-4。 圖 2-4 井田構(gòu)造特征及分布圖 蘆嶺井田處于宿東向斜西南翼的東南段。按照構(gòu)造的復(fù)雜程度，可將井田 劃分為三段： 井田西南部（67 線F7）：主要包括六、八采區(qū)，該塊段內(nèi)中小型 斷層發(fā)育，淺部沿走向和傾向上有舒緩的褶曲和波狀起伏。在水平上部，發(fā) 育一條走向方向的正斷層與傾向斷層斜切。本塊段內(nèi)以六采區(qū)構(gòu)造最為復(fù)雜， 把六采區(qū)切割成五個孤立塊段。 井田中部（F71112 線）：包括一、三、二、四采區(qū)，相對構(gòu)造比 較簡單，發(fā)育幾條斜切斷層，其中四采區(qū)-600m

27、 水平以上傾角寬緩，煤層沿走 向有平緩的波狀起伏，薄及中、厚煤層中落差 10m 以下斷層較為發(fā)育。 井田東南部拐頭區(qū)（1112 線以東）：包括五、七采區(qū)，為宿東向斜 的仰起端，呈弧形向南突出，該區(qū)內(nèi)地層傾角變化較大，一般在，7540 局部出現(xiàn)地層倒轉(zhuǎn)，褶皺發(fā)育，斷層密集，切割關(guān)系復(fù)雜。 據(jù)統(tǒng)計井田內(nèi)已查明落差大于 10m 的大斷層有 45 條，其中正斷層 19 條， 逆斷層 26 條；落差 100m 以上的斷層有條 10 條；落差在 30100m 之間的有 12 條，落差小于 30m 的 23 條。落差大于 20m 的斷層多作為采區(qū)的自然邊界使 用。大中型斷層主要是以近 SN 向和 NE 向的

28、斜切正斷層為主，高角度正斷層占 60以上，其力學性質(zhì)多具扭動性質(zhì)。中小斷層及滑動構(gòu)造較為發(fā)育，構(gòu)造面 多具細膩致密的構(gòu)造膜泥，封閉性較好，推壓扭搓特征明顯。 2.2.32.2.3 煤層煤層 10 煤組位于山西組中部，多為單一煤層，僅在井田兩端(11 線以東及補 15 線以西)少數(shù)鉆孔出現(xiàn) 2 層，個別孔(83-11、83-10)出現(xiàn) 3 層，以第二層發(fā) 育，定為 10 煤層，其余不穩(wěn)定，且工程點少。 10 煤層-400m 水平以上厚度較穩(wěn)定，變化不大，-400m 水平以下，F(xiàn)7 斷層 以西厚度較穩(wěn)定，一般為 2.53.lm，F(xiàn)7 斷層以東在走向上變化不大，沿傾向 上向深部變薄，最薄點僅 0.7

29、9m，呈東薄西厚變化。 10 煤層為中厚煤層，全區(qū)普遍發(fā)育，煤厚 0-4.99，平均 1.86?？刹?點平均煤厚 0.7-4.99m，平均 2.07。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，全區(qū)僅 13 個鉆孔見 夾矸，單層夾矸 0.14-0.63m，平均 0.26。 ，考慮到煤層在不同區(qū)域表現(xiàn)出不同 的穩(wěn)定性，我們將全區(qū)分為三個區(qū)段，分別選點計算，三個區(qū)段是：11-12 線 以東、11-12 線至 F7-1 斷層、F7-1 斷層至西部采區(qū)邊界。計算結(jié)果為 11-12 線以東為極不穩(wěn)定煤層，其它兩個為較穩(wěn)定煤層，按規(guī)程規(guī)定將全區(qū)十煤 層穩(wěn)定性評定為類。 3 3 瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究 瓦斯地質(zhì)規(guī)律是一項綜合

30、性的研究，主要利用瓦斯地質(zhì)學的理論和方法， 探討煤層瓦斯的賦存、運動、空間分布規(guī)律；查明瓦斯分布非均質(zhì)性的地質(zhì)、 開采控制因素，為制定安全可靠的瓦斯災(zāi)害治理措施提供依據(jù)。 本次瓦斯地質(zhì)規(guī)律的研究主要采用了以下方法：瓦斯賦存及控制因素探 討，包括：地質(zhì)構(gòu)造、煤質(zhì)特征、煤體結(jié)構(gòu)、封存情況（頂、底板巖性） 、煤 層厚度變化、軟煤分布等。瓦斯地質(zhì)單元的劃分。瓦斯參數(shù)測試，包括現(xiàn) 場參數(shù)測定：瓦斯壓力、瓦斯含量、煤體結(jié)構(gòu)等；實驗室參數(shù)分析：煤體堅固 性系數(shù)、吸附常數(shù)、瓦斯殘存量、瓦斯放散初速度、瓦斯成分等。本章將就以 上方面進行較系統(tǒng)的闡述。 3.13.1 地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯賦存的關(guān)系地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯賦存的關(guān)

31、系 3.1.13.1.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造 根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的形成機制，弧形構(gòu)造的凹側(cè)遭受擠壓而成為應(yīng)力集中 帶，該帶內(nèi)有利于瓦斯的聚集和保存，而且弧頂部位應(yīng)力集中程度最強，隨著 向弧心及兩側(cè)的展布影響逐漸減弱。蘆嶺井田基本上位于徐宿弧形構(gòu)造的側(cè)弧 頂位置，強烈的地質(zhì)應(yīng)力作用引起了宿北斷裂（基本上形成與弧頂對稱中心線） 的出現(xiàn)，從而使附近區(qū)域的煤層瓦斯得以部分釋放。以此分析，蘆嶺井田瓦斯 賦存量總的來說應(yīng)該具有以下的變化趨勢：總體隨煤層埋深的增加而增大； 井田東部雖處徐宿弧形構(gòu)造的弧頂中心區(qū)域，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，但距宿北斷裂 很近，應(yīng)力在后期已經(jīng)部分釋放，瓦斯相對較??；井田中部已逐漸遠離宿

32、北 斷裂帶，但仍深受徐宿弧形構(gòu)造的影響，除東南淺部瓦斯較小外，其它區(qū)域向 深部瓦斯增加很快；井田西部不僅遠離宿北斷裂，更逐步移出徐宿弧形構(gòu)造 的弧頂中心區(qū)域，瓦斯又趨于減小。 3.1.23.1.2 井田地質(zhì)構(gòu)造井田地質(zhì)構(gòu)造 （1）構(gòu)造應(yīng)力 宿東向斜轉(zhuǎn)折端的東南部拐頭地區(qū)及朱仙莊井田的西北部，構(gòu)造應(yīng)力比較 集中，煤系地層破壞嚴重，發(fā)育一系列放射性斷裂。蘆嶺井田的六、八采區(qū)和 朱仙莊井田補 7 線、4 線附近為宿東向斜的兩個主要受力點。此處應(yīng)力集中， 向斜較窄，構(gòu)造十分發(fā)育，煤層破壞嚴重。據(jù)蘆嶺礦以往多次的實測及分析資 料表明，井田內(nèi)受到構(gòu)造應(yīng)力場的影響，其中最大水平主應(yīng)力為 SE 方向，是 垂直

33、應(yīng)力的 2.5 倍。 （2）小斷層發(fā)育規(guī)律 如前所述，蘆嶺井田處于宿東向斜西南翼的東南段。井田內(nèi)發(fā)育有走向北 西、北東及南北向的縱斷層和橫斷層三組。逆斷層多呈北西及北北西走向，斷 層面多向東傾，傾角一般為，具有沖斷層性質(zhì)，落差向深部逐漸減7060 小。正斷層走向北東居多，斷層面東傾，少數(shù)傾向西南，傾角一般為 ，落差向深部逐漸變小尖滅。逆斷層多平行于宿東向斜軸，顯示其8060 壓性及壓扭性特征。正斷層多為橫向張性切割逆斷層及褶曲軸。 通過對所有生產(chǎn)采區(qū)揭露的大量小斷層資料分析總結(jié)，井田內(nèi)小斷層發(fā)育 具有以下規(guī)律： 小斷層以正斷層為主，約占 3/4，傾角多在以上。45 斷層兩側(cè)的牽引、反牽 引等指

34、向特征明顯，見圖 3- 1。 斷層面（帶）的力學性 質(zhì)均帶有扭的性質(zhì)，且存在有 多組擦痕和一層 510mm 的軟 泥膜，光亮滑膩，封閉性較好。 圖 3-1 斷層兩側(cè)牽引現(xiàn)象素描 煤層常見有頂板穿刺和原因不明的巖塊。 在 10 煤層中落差 510m 的斷層往往有較寬的破碎帶，兩盤的裂隙帶 常有滴淋水現(xiàn)象。 （3）小斷層分區(qū)評價 整個井田范圍內(nèi)小斷層不僅異常發(fā)育，而且自東向西分布有一定的規(guī)律性， 仍劃分塊段闡述如下 ： 東部塊段（1112 線F32間）：主要包括水平五、七采區(qū)及水平 三采區(qū)。本塊段內(nèi)斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，大中型斷層計 13 條，斷層走向以 NE 和 近 SN 向為主，另有層間斷層 3

35、條。根據(jù)已經(jīng)開拓的五采區(qū)生產(chǎn)揭露資料來看， 中小斷層發(fā)育，在 0.010km2 的范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn) 2m 以上落差斷層 16 條。主要特 點是：斷層兩側(cè)煤巖層走向及煤厚變化較大；拖曳牽引現(xiàn)象明顯，幅度較大， 影響范圍在 1025m 之間。 中部塊段（F71112 線間）：主要包括一和二采區(qū)及已經(jīng)報 廢的三、一、二、四采區(qū)。為井田內(nèi)構(gòu)造最為簡單的塊段，發(fā)育大中型斷層僅 7 條，走向以 NE 為主。結(jié)合實際揭露資料及區(qū)域內(nèi)斷層走向小玫瑰花圖看出， 塊段內(nèi)中部、采區(qū)構(gòu)造比較簡單，兩側(cè)采區(qū)構(gòu)造相對復(fù)雜，落差 10m 以上 的斷層以四采區(qū)最為發(fā)育，斷層走向多組，但 NNE 向相對占優(yōu)勢，見圖 3-3。 該塊

36、段內(nèi)影響 10 煤層開采的主要因素是煤厚變化及落差小于 5m 的中小型構(gòu)造。 圖 3-3 中部采區(qū)小斷層玫瑰花圖 西部塊段（F7井田西界）：主要包括六、八采區(qū)。斷層走向以 NE 向 斜切斷層為主，斷層發(fā)育密度 5.59 條/km2，從區(qū)域內(nèi)斷層走向小玫瑰花圖反 映的優(yōu)勢斷層走向方向看，西部采區(qū)斷層走向變化較大，規(guī)律性較差，見圖 3-4。從 10m 以上斷層擺布及組合分析，西部采區(qū)仍以 NE 向斜切斷層為主，但 增加了 NW 向及煤層走向方向的斷裂，尤其是六采區(qū)，在 0.7km2 范圍內(nèi)發(fā)育 7 條 10m 以上斷層，構(gòu)造極為復(fù)雜，但水平卻相對簡單些。 圖 3-4 西部采區(qū)小斷層玫瑰花圖 3.2

37、3.2 煤層煤質(zhì)特征煤層煤質(zhì)特征 本區(qū)煤的變質(zhì)作用類型以區(qū)域變質(zhì)為主，煤層的工業(yè)牌號屬 1/3 焦煤，煤 質(zhì)較穩(wěn)定，僅個別鉆孔出現(xiàn)氣煤或肥煤。其中 10 煤層原煤灰分最低，灰分產(chǎn) 率在 6.0134.37%之間，平均為 14.85%。屬低中灰煤。各煤層精煤灰分產(chǎn)率 大大低于原煤，平均多在 6%12%之間。各可采煤層灰分分布特征如下： 圖 2-5 各煤層原煤灰分產(chǎn)率分布頻率 14.85 22.3 18 19.69 26.18 25.13 24.18 30.64 0 5 10 15 20 25 30 35 109876543 煤層 Ad(%) 原煤精煤 10 煤層井田西部以低灰為主,一般為 111

38、4%，次為中灰，少數(shù)為特化灰； 井田中部主要為中低灰，一般在 15%左右，部分為富灰；井田東部以低灰為主,一 般在 516%,次為中灰,個別為富灰。其變化規(guī)律如圖 36。煤層揮發(fā)分產(chǎn)率 一般在 36%左右,個別為 3334%,沿走向和傾向變化不大。 -800 DH ZF F35 F14 ZF F4 DH F33 FH FH TD TD TD 主井 西部井 朱 仙 莊 礦 N DH DH F36 F29 F3 F30 F8 F7-1 F7 F6 F6-2F6-3 FD7 FD10 F5-1 FD33 F47 井眼 斷層 富灰 中灰 低灰 特低灰 圖 3-6 10 煤層灰分分布特征 3.33.3

39、煤體結(jié)構(gòu)特征煤體結(jié)構(gòu)特征 煤體結(jié)構(gòu)研究是瓦斯地質(zhì)學的重要內(nèi)容，在瓦斯含量和地應(yīng)力條件具備的 前提下，煤體結(jié)構(gòu)控制著瓦斯的突出。要發(fā)生煤與瓦斯突出，就必須具有高瓦 斯含量、高應(yīng)力（包括地應(yīng)力、上覆巖層靜壓力、采礦生產(chǎn)誘導壓力）和一定 厚度的軟煤分層。根據(jù)煤層的結(jié)構(gòu)破壞特征，煤體結(jié)構(gòu)可區(qū)分為四類：原生結(jié) 構(gòu)煤、碎裂煤、碎粒煤和糜棱煤，其中后三種稱“構(gòu)造煤” ，而后兩種則為軟 煤。煤體結(jié)構(gòu)的分類特征見表 3-1。 據(jù)勘探階段巖心描述，10 煤層屬于中厚煤層，常含12 層夾矸，有軟硬 分層，軟分層以碎粒狀和鱗片狀為主。另據(jù)井下觀測及采煤樣進行實驗室分析， 軟煤 f 值一般為 0.160.614 ， P

40、 最大達到 17.5 ，基本上可認定為表中的 、類“構(gòu)造煤” ，即軟煤。 大量的生產(chǎn)和科研實踐表明，由于“構(gòu)造煤”特別是軟煤自身具有高吸附 能力、高瓦斯含量、低滲透性、高瓦斯解吸速率及低強度等特點，所以煤與瓦 斯突出多發(fā)生在有軟煤分布的區(qū)域。蘆嶺井田的這種軟煤與較硬夾矸互層的煤 體結(jié)構(gòu)便是容易造成煤與瓦斯突出的便利條件。 表 3-1 煤 體 結(jié) 構(gòu) 分 類 型 號 類 型 賦存狀態(tài) 和分層特 點 光澤和層 理 煤體破碎程度 裂隙、揉 皺 發(fā)育程度 手試強度 原生結(jié)構(gòu) 煤 層狀、似 層狀與上 下分層整 合接觸 煤巖類型 界限清晰， 原生條帶 狀結(jié)構(gòu)明 顯 呈現(xiàn)較大保持 棱角狀塊體， 塊體間無相對

41、 位移 內(nèi)外生裂 隙均可辨 認，未見 揉皺鏡面 捏不動或 呈厘米級 塊 碎裂 煤 層狀、似 層透鏡狀， 與上下分 層呈整合 接觸 煤巖類型 界限清晰， 原生條帶 結(jié)構(gòu)斷續(xù) 可見 呈現(xiàn)棱角狀塊 體，但塊體間 已有相對位移 煤體被多 組互相交 切的裂隙 切割，未 見揉皺鏡 面 可捻搓成 厘米、毫 米級碎粒 或煤粉 碎 粒 煤 透鏡狀、 團塊狀， 與上下分 層呈構(gòu)造 不整合接 觸 光澤暗淡、 原生結(jié)構(gòu) 遭到破壞 煤被捻搓碎， 主要在 1 毫米 級以上粒級 構(gòu)造鏡面 發(fā)育 易捻搓成 毫米級碎 粒或煤粉 糜 棱 煤 軟 煤 構(gòu) 造 煤 透鏡狀、 團塊狀， 與上下分 層呈構(gòu)造 不整合接 觸 光澤暗淡、 原

42、生結(jié)構(gòu) 遭到破壞 煤被捻搓碎得 更小，主要在 1 毫米級以下 粒級 構(gòu)造、揉 皺鏡面發(fā) 育 極易捻搓 成粉末或 粉塵 3.43.4 頂?shù)装鍘r性及煤厚變化頂?shù)装鍘r性及煤厚變化 （1）煤層頂?shù)装鍘r性 10 煤層頂板以灰白色中粒砂巖為主，細砂巖、泥巖次之。由于構(gòu)造影響， 煤層頂板多破碎，裂隙發(fā)育，尤其是 9 煤，頂板極其破碎，且頂?shù)装灏纪共黄剑?不利于生產(chǎn)管理，給頂板管理造成很大困難。按規(guī)程有關(guān)規(guī)定，煤層頂?shù)?板綜合評定為類。 井田中部，10 煤層受古河流沖蝕較嚴重，頂板常為灰白色厚層狀中、粗 砂巖，局部出現(xiàn)礫巖或含礫砂巖，厚度多在 310m，泥質(zhì)膠結(jié)，遇水易松散。 正常沉積形成的頂板為灰色泥巖或粉

43、砂巖，厚度 25m，偽頂厚 00.5m，局 部(1010 采區(qū))出現(xiàn)厚達 2m，為薄層狀夾煤線的炭質(zhì)泥巖，頂板多含植物葉片 化石。 從 101、102 和 1010 采區(qū)看，10 煤頂板還常發(fā)育有一層似底板的葉片狀 砂巖，厚度多在 24m，但較底板葉片狀砂巖軟，內(nèi)夾細而直的灰白色砂巖條 帶，層理界線清晰，無底棲動物通道，也不含菱鐵結(jié)核；底板的咔炸狀砂巖是 深灰色泥巖中夾細砂巖條帶，頂板的葉片狀砂巖是灰白色細砂巖中夾深灰色泥 巖條帶，是二者最明顯的區(qū)別標志。中、粗粒砂巖或粉砂巖頂板較平整，穩(wěn)定 性較好，局部凹凸不平,裂隙不太發(fā)育，屬類頂板；泥巖或葉片狀砂巖頂板 則凹凸不平，裂隙發(fā)育，還經(jīng)常出現(xiàn)一

44、些有一定分布規(guī)律的溝槽、陡坎、槽坎， 其間多平行排列，延展長度一般在 1040m,采掘工作面頂板管理較困難，易 冒頂，屬類頂板。10 煤老頂多為厚層狀砂巖，間夾泥巖、粉砂巖；底板為 灰色塊狀泥巖或粉砂巖,厚 13m,富含植物根莖化石。 由圖中看出，井田的西部泥巖頂板分布明顯廣于中部和東部，特別是在煤 層的中、深部地帶。所以西部四、六、八采區(qū)具有更好的煤層瓦斯保存條件， 特別是分層開采頂分層時，西部采區(qū)瓦斯涌出量必定會明顯高于開采中、東部 采區(qū)，這種影響將在、水平反映更加顯著。 （2）煤層厚度及其變化 據(jù)統(tǒng)計，突出點常分布在煤層厚度大和煤厚變化大的部位。其中，煤層厚 度及其變化對突出危險程度的影

45、響已經(jīng)為大量的突出資料所證實。主要原因是： 煤層厚度的大小與生成的瓦斯量多少有關(guān)。 厚煤帶為瓦斯的儲集提供了場所，一些礦井煤層厚，突出點常分布在煤 層厚度大和煤厚變化大的部位。 突出危險程度的差異與煤厚及其變化的關(guān)系有以下幾種表現(xiàn)形式： 在煤層厚度較穩(wěn)定的多煤層礦井，各煤層的突出危險性決定于煤層的厚 度，隨著煤層厚度增大，突出危險性增加。 在煤層厚度變化大的礦井，突出多發(fā)生在厚煤地段和煤厚變化帶。凸透 鏡狀煤包和被薄煤帶包圍的厚煤地段的突出危險性大。 在煤層厚度變化較大的多煤層礦井，不同煤層相比較，突出危險性隨煤 厚變化的增大而增強。煤厚變化大的塊段比變化小的塊段度變化時，瓦斯絕對 涌出量也呈

46、明顯的正比例變化。 煤層厚度變化造成了瓦斯分帶上的差異。煤厚變化的梯度在一定程度上 反映了瓦斯的變化梯度，從而造成了瓦斯突出點的不均衡性。 由此總體分析，井田內(nèi) 10 煤層厚度及其變化具有如下規(guī)律:10 煤層為中 厚煤層，全區(qū)普遍發(fā)育，是煤礦主要可采煤層;煤層-400m 水平以上厚度較穩(wěn) 定，變化不大，-400m 水平以下，F(xiàn)7 斷層以西厚度較穩(wěn)定，一般為 2.53.lm，F(xiàn)7 斷層以東在走向上變化不大，沿傾向上向深部變薄，最薄點僅 0.79m，呈東薄西厚變化（見圖 22） 。 3.53.5 瓦斯地質(zhì)單元的劃分瓦斯地質(zhì)單元的劃分 劃分瓦斯地質(zhì)單元的研究思路是瓦斯地質(zhì)區(qū)劃論，即地質(zhì)條件控制瓦斯賦

47、 存和瓦斯突出的分布。具體可表達為以下方面： 瓦斯賦存和瓦斯突出的分布是不均衡的，具有分區(qū)、分帶特點； 這種分區(qū)、分帶性與地質(zhì)條件密切相關(guān)，并受地質(zhì)因素的制約； 瓦斯突出分布具有分級控制的特點，不同級別的突出區(qū)域其影響因素不 同，因而瓦斯突出預(yù)測的地質(zhì)指標也應(yīng)該分級提出。 瓦斯地質(zhì)單元的劃分是對某一區(qū)域瓦斯地質(zhì)認識的綜合和該區(qū)域瓦斯地質(zhì) 特點的集中體現(xiàn)。根據(jù)地質(zhì)條件控制瓦斯分布的觀點，劃分瓦斯地質(zhì)單元的邊 界應(yīng)以控制瓦斯分布或突出分布的主導因素的區(qū)劃邊界為主來圈定。 綜合以上的分析結(jié)果，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和井田小構(gòu)造的發(fā)育和分布特征是影 響和控制蘆嶺井田煤層瓦斯賦存和涌出的主要條件和因素。所以本次研

48、究認為 以采區(qū)為單位劃分瓦斯地質(zhì)單元是比較合理的，以下各項分析中均以不同采區(qū) 為相對獨立的瓦斯地質(zhì)單元進行統(tǒng)計、分析，并分別得出各自的探討結(jié)論。 4 4 瓦斯涌出規(guī)律及預(yù)測瓦斯涌出規(guī)律及預(yù)測 瓦斯涌出量是指礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過程中從煤與巖石內(nèi)涌出的瓦斯量。瓦 斯涌出量有兩種表達行式：絕對涌出量和相對涌出量。瓦斯除了來自開采煤層 外還來自鄰近層和圍巖的瓦斯，所以絕對瓦斯量一般要比相對量大。瓦斯涌出 一般受開采深度、開采規(guī)模、開采順序與開采方法、生產(chǎn)工藝、煤巖的瓦斯含 量、采空區(qū)的密閉質(zhì)量、采區(qū)通風系統(tǒng)和風量變化、地面大氣壓的變化等因素 的影響。 4.14.1 主要瓦斯參數(shù)測試極其意義主要瓦斯參數(shù)測

49、試極其意義 （1）煤堅固性系數(shù) 煤的堅固性系數(shù)是一個反映煤體抵抗外力作用能力的綜合指標，它取決于 煤的組成成分、煤級、煤體結(jié)構(gòu)等。這種方法是建立在脆性材料破碎遵循破碎 材料面積力能學說的基礎(chǔ)上形成的，即“脆性材料被破碎時所消耗的功與其所 增加的表面積的 n 次方（一般 n=1）成正比。根據(jù)這一原理，目前通常采用落 錘法進行煤堅固性系數(shù)的測定，并按下式計算： 式中：煤的堅固性系數(shù)；f 落錘次數(shù)（對于、類煤 n=5；對于、類煤 n=3） ；n 5 份煤樣粉末總高度，mme 在瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究與瓦斯突出預(yù)測中，f 值是一個有效指標，它定量地 反映了煤體結(jié)構(gòu)和煤體強度。f 值越大，煤體結(jié)構(gòu)相對越完整，

50、突出危險性越 小；反之突出危險性越大。 據(jù)已經(jīng)發(fā)生的突出記錄卡片描述，所有的煤與瓦斯突出均發(fā)生在具有軟煤 的部位，這些地點 f 值介于 0.20.4 之間。另外，根據(jù)目前掌握的現(xiàn)場實測 數(shù)據(jù)顯示，蘆嶺井田 10 煤的 f 值均介于 0.130.614 之間，而且大都小于 0.5，本次實測值均小于 0.3，屬于有突出危險性范圍，見表 4-1。 （2）吸附常數(shù) ab 值的確定 煤與瓦斯有著極強烈的親和作用，瓦斯在煤中的賦存狀態(tài)通常認為有三種 形式：游離態(tài),吸附態(tài)和吸收態(tài)（溶解態(tài)） 。其中保存在煤中的瓦斯有 e n f 20 100%90%。 表 4-1 蘆嶺井田 10 煤層堅固性系數(shù)測試結(jié)果表 以

51、上呈吸附態(tài)存在，因此對吸附瓦斯的研究非常重要。目前最常用的描述 吸附態(tài)瓦斯的理論是單分子層理論，即 CH4分子在煤體表面的吸附以單分子層 排列，并處于動態(tài)吸附平衡狀態(tài)。其定量表達方程是朗格繆爾方程 1 abp W bp 中：W在一定溫度下對應(yīng)于某個瓦斯壓力的煤層瓦斯吸附量，m3/t； P絕對瓦斯壓力，Mpa； a、b吸附常數(shù)，a 值的含義是理論上煤的最大瓦斯吸附能力， m3/t；b 值為達到最大吸附能力時瓦斯壓力的倒數(shù)，Mpa- 1。 煤對瓦斯的吸附量取決于溫度和壓力，溫度越高壓力越低，瓦斯吸附量越 ??；反之則越大。因此在進行吸附常數(shù)測定時，要限定溫度，即要使整個吸附 過程保持等溫狀態(tài)。一般取

52、實驗溫度為 30。本次在10109 軌道巷鉆孔采C 樣進行了瓦斯吸附實驗，測得瓦斯吸附常數(shù) a=38.76，b=0.5211，瓦斯吸附等 溫線見圖 4-1 示。 采樣 地點 10 12 10 12 101 4 10 23 10106 10106 風巷 10108 機巷* 10108 采面* 1082 軌巷鉆 孔* f 值 0.210.130.6140.420.3100.460.130.110.22 P173016 0. 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. 08. 0 (M Pa) 5 10 15 20 25 30 Q (m / t . r) 圖 4-1 瓦斯吸附等溫線 煤對

53、瓦斯的吸附能力主要取決于煤的物質(zhì)組成、孔隙特征、煤級、水分含 量等。吸附常數(shù)作為瓦斯突出危險性預(yù)測指標并不十分有效，但由于其能將煤 在一定溫度下的吸附瓦斯量與相應(yīng)的瓦斯壓力有機地聯(lián)系起來，所以主要可用 于瓦斯含量及涌出量的預(yù)測，即通過朗格繆爾方程實現(xiàn)瓦斯壓力和瓦斯含量的 相互換算，根據(jù)需要分別獲取瓦斯含量梯度或瓦斯壓力梯度，然后再進一步實 施未知點的預(yù)測。在先前蘆嶺礦相關(guān)的生產(chǎn)和科研活動中也進行了 10 煤的瓦 斯吸附實驗，具體情況見表 4-2 所示。 表 4-2 10 煤吸附常數(shù)測定結(jié)果表 4.24.2 瓦斯含量與壓力預(yù)測瓦斯含量與壓力預(yù)測 （1）瓦斯風化帶的確定 :瓦斯風化帶的判別標準:

54、甲烷的濃度80 瓦斯壓力=0.10.15MPa 相對瓦斯涌出量 q=23m2t :瓦斯風化帶的確定: 在本次實習中我們搜集了 10 煤層 20 個工作面的通風、瓦斯資料，通過分 析比較確定了各個采區(qū)的瓦斯風化帶深度，詳見下表 4-3。 表 4-3 蘆嶺井田 10 煤層各采區(qū)瓦斯風化帶確定 采區(qū)工作面?zhèn)€數(shù)瓦斯風化帶下界標高（m）埋深 H0（m） 1014-214.9238.0 1023-216.6240.1 測定單位 吸附常數(shù) 撫順煤科分院本次實測平均值 a32.19.0621 19.14910 26.521 22.3510438.7622.555 b0.46051.4900.7730.4690

55、.7770.52110.748 1046-218.2240.0 1084-216.7239.7 10103-250.6274.1 （2）瓦斯含量預(yù)測 瓦斯含量是單位質(zhì)量煤中所含的瓦斯體積。影響煤層瓦斯含量的因素為： 煤電地質(zhì)史、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存條件、煤層圍巖性質(zhì)、煤的變質(zhì)程度、巖漿 活動、水文地質(zhì)條件等因素的控制。利用郎格繆兒方程 X=abp/(1+bp)可以實 現(xiàn)瓦斯含量與瓦斯壓力的互算。蘆嶺礦以前曾經(jīng)根據(jù)瓦斯預(yù)測參數(shù)，采用間接 法確定煤層瓦斯含量，并對 10 煤層瓦斯含量進行過分區(qū)預(yù)測，結(jié)果見表 4- 4。 表 4-4 蘆嶺礦 10 煤層瓦斯含量預(yù)測成果表 采 區(qū) 區(qū)段標高 （m） 10

56、11021041081010 -35013.209.10511.25 -40013.3113.0314.9311.7313.06 -45014.6114.3116.3113.1614.47 -50015.7015.3817.4814.4315.64 -55016.6416.3218.5115.4816.65 -59017.73 17.00 19.2616.0917.38 由此表中數(shù)據(jù)所反映的各個采區(qū)瓦斯含量與 10 煤層底板標高之間的關(guān)系， 可以通過 EXCEI 進行線性回歸得到下列圖形和關(guān)系式如下圖 4-2 所示。式中的 R2是相關(guān)性系數(shù)其中 R0.8，R 值越大得到的關(guān)系式越可靠，求得的數(shù)

57、據(jù)越接 近真實值。 圖 4-2 采區(qū)瓦斯含量與 10 煤層底板標高之間的關(guān)系 系列 1 即：1 采區(qū)瓦斯含量點：W1=-0.0226H+4.33086 R2=0.9968 系列 2 即：2 采區(qū)瓦斯含量點：W2=-0.02078H+4.86 R2=0.9682 系列 3 即：4 采區(qū)瓦斯含量點：W4=-0.0249H+4.8336 R2=0.9876 系列 4 即：8 采區(qū)瓦斯含量點：W8=-0.0251H+2.8507 R2=0.9842 系列 5 即：10 采區(qū)瓦斯含量點：W10=-0.028H+0.0652 R2=0.9582 由圖中或上面的關(guān)系式可以看出：十、八采區(qū)的瓦斯含量梯度大于其

58、它采 區(qū)，即開采深部時受瓦斯含量梯度的影響，十、八采區(qū)深部瓦斯含量的增加幅 度要稍大于其它采區(qū)，但、十、八采區(qū)在淺部的瓦斯含量值要明顯低于其它采 區(qū)。這些與實際情況基本上是相符的。 鑒于上述情況，我認為在只采用一個瓦斯含量梯度并不會對其預(yù)測精度有 太大的影響。由于四采區(qū)位于井田中央，而且所計算的瓦斯含量梯度也介于最 大與最小值的中間位置，故初步選定其預(yù)測曲線作為對深部瓦斯含量預(yù)測的關(guān) 系式。 同時，考慮到煤層瓦斯賦存的非均質(zhì)性，利用以上確定的瓦斯含量與煤層 瓦斯含量與地板的關(guān)系 0 5 10 15 20 25 -1000-800-600-400-200 地板標高 m 瓦斯含量 m3/t 系列1

59、 系列2 系列3 系列4 系列5 線性 (系列1) 線性 (系列2) 線性 (系列3) 線性 (系列5) 線性 (系列4) 底板標高的初步預(yù)測關(guān)系式，對勘探鉆孔及實測點的已測定瓦斯含量進行預(yù)測 計算，以求能通過對比驗證，尋找到更加適合的預(yù)測方法。預(yù)測計算成果及實 測數(shù)據(jù)對比見下表 4-5。 表 4-5 瓦斯含量預(yù)測與實測數(shù)據(jù)對比成果表 預(yù)測關(guān)系式 W = -0.0250H + 4.834 測點位置（ 所在采區(qū)） 煤層底板標高 （m） 煤厚 （m） 實測值 w- s（m3/t） 預(yù)測值 w- y（m3/t） ws/wy 83-11（一） -479.9 9.069.4316.770.562 83-

60、12（一） -683.4 6.71011.221.850.513 83-13（二） -491.79 10.109.3117.080.545 91-1（六） -433.96 10.119.1115.630.583 92-3（四） -588.4 10.1613.319.480.683 92-4（四） -457.2 7.8514.5816.20.9 94-1（八） -474.91 9.419.9116.650.595 94-3（八） -424 14.799.3415.40.606 94-5（四） -557.6 10.710.118.70.54 94-6（六） -469.4 2.729.2816.50