[精編]《安全技術(shù)》之桐花溝普查區(qū)煤層開采影響因素綜合分析

1、此資料由網(wǎng)絡(luò)收集而來，如有侵權(quán)請(qǐng)告知上傳者立即刪除。資料共分享，我們負(fù)責(zé)傳遞知識(shí)。桐花溝普查區(qū)煤層開采影響因素綜合分析 桐花溝區(qū)位于河南省鞏義市東南部，行政隸屬鞏義市站街道、大峪溝鎮(zhèn)。該區(qū)地勢(shì)東高西低，溝嶺相間，縱橫交錯(cuò)，溝谷發(fā)育形態(tài)呈“v”字型，地形切割嚴(yán)重，山脊呈魚脊?fàn)?，山頭多為饅頭型，山麓及溝谷有坡積物，總體屬侵蝕低山丘陵地貌。為了確保該地區(qū)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，滿足煤礦接替需求，對(duì)桐花溝進(jìn)行普查。通過本次普查勘探可知山西組二1煤層屬較穩(wěn)定的中厚厚煤層，煤厚有一定變化（1.0321.05m，平均為4.79m），全區(qū)可采。一1煤層屬煤層厚度有一定變化的薄煤層，厚0.591.82m,平均1.0

2、2m，煤層層位穩(wěn)定，且兩煤層結(jié)構(gòu)都簡(jiǎn)單。同時(shí)探明c+d級(jí)儲(chǔ)量為6006萬t，c級(jí)為1700萬t，占28.3%，其中二1煤層c+d級(jí)為5501萬t，一1煤層c+d級(jí)儲(chǔ)量505萬t，另有一1煤層暫不能利用儲(chǔ)量647萬t。對(duì)如此巨大煤炭資源，在普查勘查時(shí)期，對(duì)該區(qū)影響煤層開采的因素進(jìn)行勘查和綜合分析，初步評(píng)估其對(duì)煤礦開采產(chǎn)生的影響，具有重要的理論與實(shí)際意義。 1地質(zhì)構(gòu)造條件 一般情況下，研究區(qū)的構(gòu)造直接對(duì)水文地質(zhì)條件產(chǎn)生很大的影響，對(duì)構(gòu)造條件的分析可以預(yù)測(cè)井突水發(fā)生的可能性。在本區(qū)以f3斷層為界，南北邊界附近均有斷層，內(nèi)部滑動(dòng)構(gòu)造發(fā)育。這些構(gòu)造破壞了巖石的連續(xù)性，為地下水的貯存、運(yùn)移創(chuàng)造了條件，使不

3、同的含水層發(fā)生了水力聯(lián)系。在開采條件下，由于構(gòu)造帶本身強(qiáng)度低，構(gòu)造帶中的水會(huì)進(jìn)入礦井而發(fā)生突水。同時(shí)，斷層使其兩盤地層發(fā)生了重新組合，使得二1、一1煤層和含水層直接對(duì)接。再者滑動(dòng)構(gòu)造在部分的地段距二1煤層較近，給頂板管理帶來困難。西界斷層f3屬區(qū)域大斷裂，構(gòu)造裂隙發(fā)育，具備形成地下水逕流通道條件，對(duì)西部開采構(gòu)成威脅。 礦井充水形成所需要的兩個(gè)必要條件是充水水源和充水通道。只有當(dāng)兩者結(jié)合，充水水源才有可能通過充水通道進(jìn)入礦井。在本研究區(qū)中，從所處構(gòu)造位置、煤層埋藏深度分析，地下水為主要充水水源，而巖石裂隙、溶洞、斷裂構(gòu)造帶及隔水層厚度變薄帶均可成為充水通道，特別是斷裂構(gòu)造帶和隔水層厚度變薄帶是主

4、要的、最容易給采礦造成威脅的充水通道。因此，區(qū)內(nèi)構(gòu)造的存在，對(duì)采礦產(chǎn)生不利的影響，它一方面提供充水通道，發(fā)生突水事故；另一方面的距斷層帶滑動(dòng)構(gòu)造較近的地段采煤時(shí)，易于發(fā)生頂板垮落造成事故。 2瓦斯 2.1 瓦斯地質(zhì)特征 本區(qū)構(gòu)造形態(tài)為一走向近東西的單斜構(gòu)造斷層發(fā)育，西部邊界斷層為柳樹溝斷層（f3），南部邊界附近為將軍嶺斷層（f9） 北部邊界斷層為董陵圪謬峪斷層（f17），中部橫貫東西的菜園溝斷層（f15）把本區(qū)分割成為淺部、深部?jī)蓚€(gè)自然瓦斯地質(zhì)單元。斷層的發(fā)育不但破壞了煤層的連續(xù)性，而且為瓦斯的逸散提供了通道，形成了煤層瓦斯含量普遍較低，甲烷成分小于80%，且由西部向東瓦斯含量和甲烷成分逐漸增

5、大的基本特征，如圖1所示。 圖1 二1煤層瓦斯含量等值線圖 2.2 鉆孔瓦斯分析 對(duì)區(qū)內(nèi)的二1煤層10孔瓦斯樣品進(jìn)行了分析，瓦斯成分以ch4為主，co2次之，其中ch4成分占53.82%77.02%，co2成分占8.07%38.10%，n2成分占3.12%28.42%；ch4含量為1.79%6.02m3/t（可燃質(zhì)），co2含量為0.412.12m3/t（可燃質(zhì)），n2含量為0.220.55m3/t(可燃質(zhì))。依據(jù)瓦斯分帶標(biāo)準(zhǔn)及瓦斯成分三元座標(biāo)圖（圖2）可知，二1煤層瓦斯成分分帶為n2ch4帶、co2ch4帶和元ch4帶，均屬瓦斯風(fēng)化帶。 2.3 影響瓦斯賦存的地質(zhì)因素 圖2 煤層瓦斯成分三元

6、座標(biāo)圖 1-co2帶；2-co2n2帶；3-n2帶；4-n2ch4帶；5-ch4帶；6-co2ch4帶；7-co2n2ch4帶 本區(qū)西、北、南三面均以正斷層為邊界，橫貫本區(qū)東西的菜園溝斷層（f15）將本區(qū)分割為南、北兩個(gè)瓦斯地質(zhì)單元。f15以南的瓦斯地質(zhì)單元二1煤層ch4成分平均為68.23%，ch4含量平均為3.95m3/t（可燃質(zhì)），最大ch4含量平均為6.02m/t（可燃質(zhì)）并呈現(xiàn)由西向東增大的變化規(guī)律；f15以北的瓦斯地質(zhì)單元二1煤層ch4成分平均為59.83%,ch4含量平均為2.44m3/t（可燃質(zhì)），最大ch4含量平均為2.89m3/t（可燃質(zhì)）。全區(qū)二1煤層ch4成分均小于80

7、%，均屬瓦斯風(fēng)化帶。與淺部大峪溝紅旗井高瓦斯礦井對(duì)比，瓦斯成分與ch4含量呈逆向變化規(guī)律，具有明顯不均衡性。 瓦斯賦特征主要受地質(zhì)構(gòu)造控制：本區(qū)的斷層均屬張性正斷層，性質(zhì)為開放及半開放性，為瓦斯逸散提供了良好的通道。斷層的發(fā)育使其兩盤的煤層瓦斯含量差異明顯，一般斷層上盤瓦斯成分和含量相對(duì)較大，下盤成分和含量相對(duì)較小。另外，厚、薄煤帶的分布對(duì)煤層瓦斯賦集狀態(tài)亦有明顯影響，一般煤層愈厚，瓦斯含量愈大。 3井田地溫狀況 區(qū)內(nèi)簡(jiǎn)易測(cè)溫4個(gè)孔，3個(gè)見煤層的鉆孔測(cè)得基本地溫資料見表1。根據(jù)1901孔簡(jiǎn)易測(cè)溫曲線表明，在第二次測(cè)溫時(shí)480m以深溫度明顯增高，二1煤層以下溫度增高更大，說明下部有高溫水存在。由

8、此可以判定，地下水對(duì)未來開采的影響，不僅是充水水量大小問題，更突出的將是高溫水進(jìn)入井巷，提高井巷環(huán)境溫度和濕度，破壞工作環(huán)境。從測(cè)溫結(jié)果看，本區(qū)的地溫梯度在3.13.5/hm之間，比淺部的大峪溝煤礦高，屬地溫異常區(qū)。淺部測(cè)溫資料與深部測(cè)溫資料對(duì)比，二1煤層以下地溫梯度變化為淺部彎小，深部變大。根據(jù)測(cè)溫資料和地溫梯度計(jì)算結(jié)果，二1煤層底板標(biāo)高-240m以上為常溫區(qū)，-240m-340m為一級(jí)高溫區(qū)，-340m以下為二級(jí)高溫區(qū)；一1煤層底板標(biāo)高-250m以上為常溫區(qū)，-250m-330m為一級(jí)高溫區(qū)，-330m以下為二級(jí)高溫區(qū)。 表1 二1煤層附近低溫資料表 4其它開采技術(shù)因素 根據(jù)鉆孔統(tǒng)計(jì)資料，

9、二1煤層頂、底板巖性以泥巖、沙質(zhì)泥巖為主，局部為粉砂巖、細(xì)粒砂巖，喲度低，易放頂，屬于軟巖頂、底板；一1煤層頂板巖性為石灰?guī)r，其硬度高，強(qiáng)度大，屬于堅(jiān)硬頂板；底板巖性為鋁質(zhì)泥巖，遇水膨脹易變形變軟，屬于軟巖底板。因此，本區(qū)的一1、二1煤層頂、底板存在如下問題： （1）直接頂板較薄及滑動(dòng)構(gòu)造通過部位壓力較大時(shí)，易出現(xiàn)冒頂、掉塊、片幫及斷梁折柱現(xiàn)象； （2）底板巖石松軟、隔水層厚度較小時(shí)，易發(fā)生底鼓現(xiàn)象。 通過對(duì)二1、一1煤層的煤塵爆炸危險(xiǎn)性和煤的自燃性分析，可知兩者均屬于無煤塵爆炸性和無煤層自燃性煤層。 5結(jié)論 （1）由于工區(qū)內(nèi)構(gòu)造的存在，對(duì)采礦產(chǎn)生不利的影響。一為提供水通道。易于發(fā)生突水事故；再者在