煤层瓦斯赋存.docx

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煤层瓦斯赋存

江安县煤矿有限公司

瓦斯赋存及特征

编制单位：

生产技术科

编制时间：

2014年1月

江安县煤矿有限公司

煤层瓦斯赋存规律及特征

一、矿井概况

1、交通位置及隶属关系

江安县煤矿有限公司江安县煤矿矿区位于宜宾市江安、兴文县交界处，江安县富安井田129～123号勘探线浅部，即江安县城160°方向直线距离约40km，距兴文县城（古宋）310°方向直线距离约15km。

行政区划隶属江安县五矿镇。

地理坐标：

东经：

105°05′44″～105°07′26″，

北纬：

28°23′16″～28°24′39″。

矿区中心点坐标：

105°06′18″，28°23′53″。

矿山紧邻古（宋）～巡（场）主干公路（800m平距），东行18km达兴文县县城（古宋），西至珙县金沙湾火车站约57km，至宜宾市约120km，东至泸州市约240km，交通十分便捷，详见交通位置图1。

2、井型、开拓方式及生产能力

江安县煤矿有限公司由原江安煤矿与芋禾湾煤矿整合而成。

2008年8月22日，四川省国土资源厅以“川采矿区审字（2008）第409号”批准整合后的江安煤矿煤矿划定的矿区范围由1～31号拐点坐标圈闭，面积为2.523km2，开采K2煤层，开采深度+370m至+50m。

矿井为斜井暗斜井开拓，根据煤层赋存情况、矿区范围和开拓布置，划分两个水平，即：

矿井南翼为+215m水平，北翼为+285m水平。

同时根据井田煤层赋存状况和开采技术条件，煤层开采方式、机械化程度、年推进度、产量均衡等因素，沿煤层走向每800m左右划分一个采区，将全井田划分南北两翼，南翼为4个采区，北翼2个采区，全矿6个采区。

目前技改验收采区为二采区，也是矿井生产的主采区，技改验收结束后逐步布置三采区、四采区、五采区、六采区。

矿井设计生产能力为15万吨/年。

二、瓦斯

根据宜宾市经济委员会《关于全市煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》（宜市经煤[2012]4号文），经鉴定，江安县煤矿2012年矿井CH4绝对涌出量为4.84m3/min，相对涌出量为9.73m3/t，二氧化碳绝对涌出量3.47m3/min、相对涌出量17.99m3/t，属高瓦斯、高二氧化碳矿井。

三、煤层情况

1、可采煤层

K2煤层（11号煤层）：

位于龙潭组第二加三段近顶部，俗称“大汉炭、高炭”，据古宋勘探区详查地质报告位于12号煤层之下0.40～4.90m。

平均1.34m。

全勘探区煤层厚度0.64～6.04m，平均2.30m，局部段（127～123号勘探线间）含矸石一层，矸石厚0.1～3.64m，一般0.70m，岩性为粘土岩，除上述区段外，其于为单一结构煤层。

变异系数一般为45～50，属较稳定性煤层。

本矿区范围内煤层厚0.61～2.98m，平均厚1.33m；

据矿山多年来采煤工程巷道揭露资料证实，煤层厚度及煤质变化沿走向和倾向上与井田详查时在127～123号勘探间有变薄的趋势和煤层分层现象吻合，其余为单一结构煤层。

煤层直接顶板为深灰、灰黑色炭质泥岩，含动物化石，间接顶板为砂质泥岩和泥岩；底板为深灰色砂质泥岩与粘土岩互层，常含深灰色隐晶质肾状菱铁矿。

2、局部可采煤层

K1煤层（1号煤层）：

俗称“细花炭”，上距K2煤层间距为98.5～107.88m，平均103.19m，下距硫铁矿层间距0.20~5.11m，平均2.08m；全勘探区煤层厚度为0～3.03m，平均0.72m，本矿区范围附近煤层厚度为0.34~1.48m，平均厚度0.75m，变化系数较大；因同K2煤层为不同的开拓系统，现已设置矿权开采，空间上与江安县煤矿呈上、下关系，平面上具相互重叠现象，故不在详述。

3、不可采煤层

12号煤层：

位子煤组顶部，据古宋勘探区详查地质报告上距长兴灰岩底界0.64～7.60m，平均1.49m，平面上分布于77号勘探线以南,煤层厚度为0.12～2.00m，平均0.50m，本矿区范围内为薄煤线或炭质泥岩。

9号煤层：

俗称“小汉炭”，上距K2煤层间距平均约11.0m，下距“细花炭”K1煤层平均间距92.34m；据古宋勘探区详查地质报告煤层厚度为0～

据矿山多年来采煤工程巷道揭露资料证实，煤层厚度及煤质变化沿走向和倾向上与井田详查时在127～123号勘探间有变薄的趋势和煤层分层现象吻合，其余为单一结构煤层。

煤层直接顶板为深灰、灰黑色炭质泥岩，含动物化石，间接顶板为砂质泥岩和泥岩；底板为深灰色砂质泥岩与粘土岩互层，常含深灰色隐晶质肾状菱铁矿。

4、局部可采煤层

K1煤层（1号煤层）：

俗称“细花炭”，上距K2煤层间距为98.5～107.88m，平均103.19m，下距硫铁矿层间距0.20~5.11m，平均2.08m；全勘探区煤层厚度为0～3.03m，平均0.72m，本矿区范围附近煤层厚度为0.34~1.48m，平均厚度0.75m，变化系数较大；因同K2煤层为不同的开拓系统，现已设置矿权开采，空间上与江安县煤矿呈上、下关系，平面上具相互重叠现象，故不在详述。

4、不可采煤层

12号煤层：

位子煤组顶部，据古宋勘探区详查地质报告上距长兴灰岩底界0.64～7.60m，平均1.49m，平面上分布于77号勘探线以南,煤层厚度为0.12～2.00m，平均0.50m，本矿区范围内为薄煤线或炭质泥岩。

9号煤层：

俗称“小汉炭”，上距K2煤层间距平均约11.0m，下距“细花炭”K1煤层平均间距92.34m；据古宋勘探区详查地质报告煤层厚度为0～1.18m，平均0.59m，可采区段位于87～99号勘探线之间；本矿区范围内煤层厚0.24～0.38m，平均0.32m，为不可采煤层。

煤层顶板为灰色薄至中厚层状砂质泥岩、局部为泥岩和粉砂岩；底板为灰色泥岩，间接底板为泥岩、粉砂岩或细砂岩。

4号煤层：

俗称“双连子”，上距“小汉炭”平均间距约77.11m，下距“细花炭”K1煤层平均间距15.00m；据古宋勘探区详查地质报告为较稳压的不可采煤层；本矿区范围内煤层厚0.14～0.31m，平均0.23m，为不可采煤层。

四、K2煤质特征

在目前开采技术条件下，本矿主要可采煤层为K2煤层，为无烟煤，以光亮～半光亮块状为主，煤层中间含有一层0.3～3米厚的夹矸，煤层比重为1.5。

经鉴定：

井田内各个煤层的煤尘均不具有爆炸危险性、煤层自燃发火倾向性为二类。

五、地质构造及控制特征

1、矿区地质构造演化及分布特征

矿区所处大地构造位置属四川台坳与上扬子台褶带交汇地段。

珙长背斜为区内主要构造，背斜主轴呈北西～南东向展布，长约80Km，宽约20Km，北翼陡（40～60°），南翼缓（10～40°），是一个较复杂的不对称短轴复式大背斜。

背斜轴部及两翼，次级褶皱和断裂较发育（详见区域构造示意图2）。

（1）、区域地层

本区内除二叠系上统峨眉山玄武岩组为火山喷发岩外，均为沉积岩。

区域内地层露头良好，出露层序由老至新为寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和第四系；缺失泥盆系和石炭系地层；二

叠系上统峨眉山玄武岩由西向东在长宁洞底和珙县底硐一线尖灭，各系组地层分布情况及主要岩性、厚度和接触关系见表2-1。

2、井田地质构造及分布特征

矿区主要构造形为尖岗山背斜及七郎坳向斜，在背斜及向斜核部及两翼，伴生次级断裂构造。

（1）褶皱

西起金银山，由牛角湾向东经尖岗山、大湾沟、达川祖庙后即出勘探区，区内长8500m。

往东延伸即为高木顶背斜。

该背斜轴部宽缓，轴向近EW，中部稍向南凸出，向东倾状，倾伏角8°。

两翼地层走向与轴向基本平行，倾向S、N，倾角北翼稍陡，为20°～35°，北端边界深部达60°，南翼倾角为15°～25°。

（2）、七郎坳向斜

位于尖岗山背斜之南，由海子湾向西经团山包、坟弯头、新高村而出本区（区内长5500m）向东延为正EW向的凤凰山向斜。

向斜轴部较为宽缓，轴向N65°W，向东倾伏，倾伏角为10°。

向斜南翼地层走向N55°W，倾向NE，倾角较北翼稍大，为20～35°，向斜北翼即为尖岗山背斜南翼。

（3）、断层

富安井田内揭露和发现的有F35、F36、F41、F44、F45等五条地表断层，其中F41、F45断层位于本矿区内，北西有F41大型逆断层，该逆断层呈近东西向展布，倾向北，延长2km以上，对煤层具破坏作用，但对本矿煤层影响小；在东南部有F45断层，为走向北东向，倾向北西的逆断层，走向长500m，对本矿煤层影响小。

除此之外，矿区内尚有较多的隐伏断层，对煤层有较大影响。

北东侧地层向北倾斜，南东侧地层向南倾斜，西侧地层向东南倾斜。

岩石节理裂隙较发育，总体上该矿山地质构造属中等类型。

3、构造煤发育及分布特征

构造煤厚度无实测资料记录

4、地质构造对瓦斯赋存的控制

两翼地层走向与轴向基本平行，倾向S、N，倾角北翼稍陡，为20°～35°，北端边界深部达60°，南翼倾角为15°～25°。

轴线以南构造稳定，矿区范围基本回采；轴线以北西有F41大型逆断层，属江安县新益煤矿，目前以关闭；在东南部有F45断层，为走向北东向，倾向北西的逆断层，走向长500m，该处断层半有次生断层，虽有裂隙，但均为封闭状，也容易形成瓦斯积聚。

六、矿井瓦斯地质规律

1、断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响

瓦斯是生于煤层、赋存于煤层或围岩中的气体地质体，只要开采煤层就有瓦斯涌出来。

它的生存条件、运移规律以及赋存、分布规律都受着极其复杂的地质作用控制，瓦斯地质规律是进行煤与瓦斯突出危险性预测和瓦斯涌出量预测的关键，是瓦斯地质图编制的基础。

富安井田内揭露和发现的有F35、F36、F41、F44、F45等五条地表断层，其中F41、F45断层位于本矿区内，北西有F41大型逆断层，该逆断层呈近东西向展布，倾向北，延长2km以上，对煤层具破坏作用，瓦斯在煤层中是有压力的，因而不断运移和排放，其运移和排放的速度与围岩和煤层的渗透性有关。

煤层顶板为砂岩，孔隙、裂隙发育，瓦斯排放条件好。

煤层中的瓦斯含量小。

煤层直接顶板为深灰、灰黑色炭质泥岩，含动物化石，间接顶板为砂质泥岩和泥岩；底板为深灰色砂质泥岩与粘土岩互层，常含深灰色隐晶质肾状菱铁矿，透气性不好，易于瓦斯保存。

矿井地层受构造影响，地层平均倾角为7°～10°，基岩厚度对瓦斯影响不大。

2、岩层陷落对瓦斯赋存的影响

通过地质部门勘探资料查证及矿井历年开采经验，矿区内无岩层陷落，故无岩层陷落对瓦斯赋存的影响。

3、瓦斯含量分布及预测研究

2013年5月16日我矿委托川南矿山安全仪器计量检定站通风实验室对我矿不同区域K2煤层瓦斯含量进行了测试，其测试结果如下：

测试地点

Wa（m³/t）

W（m³/t）

1211工作面

3.2454

6.6647

1212工作面

3.3065

6.7453

1213运输巷

3.1658

6.5745

215运输大巷

3.4516

6.8541

以上数据为各作业地点测试平均值

七、矿井瓦斯涌出量预测

（一）矿井瓦斯涌出资料统计及分析

1、K2煤层不同采区的瓦斯涌出特征

K2煤层位于龙潭组第二加三段顶部，根据202地质队提供资料在井田普查～详查时在井田范围内共采集K2煤层瓦斯样36件,从测试成果可以看出，浅部瓦斯含量最高的是123-44号钻孔，煤层埋深298.05m，标高+293.01m，瓦斯含量16.54毫升/克可然物，该点瓦斯含量高，其原因可能与构造有关（位于尖岗山背斜軸上）；从全区看煤层瓦斯含量的变化，从浅到深，瓦斯含量在标高+200m左右，约12毫升/克可然物，标高+0m左右，约21毫升/克可然物，标高一200m左右，约21毫升/克可然物；根据拟合的线性方程计算，全区平均瓦斯变化梯度为36.95米/毫升/克可然物，平均瓦斯增长率为2.87毫升/克可然物/100米。

因而我矿在开采下山深部煤层时，特别应加强瓦斯监测和矿井通风，避免矿井瓦斯事故的发生。

（二）煤与瓦斯区域突出危险性预测

1煤与瓦斯突出危险性参数测定及统计

（1）、煤与瓦斯突出情况

根据我矿南北、采区历年瓦斯等级检定均为高瓦斯矿井，同时南北采区历年开采均未发生突出现象，但我矿采区范围同一井田相邻矿井：

江安县五矿镇和平煤矿于2008年3月3日发生了煤与瓦斯突出，江安县红桥镇幸福煤矿于2008年10月12日发生了煤与瓦斯突出，根据宜宾市人民政府办公室文件要求，我矿在开采K2煤层时严格按煤与瓦斯突出矿井进行管理。

（2）、煤与瓦斯突出危险性影响因素分析

我矿属高瓦斯矿井，现开采二采区K2煤层，海拔标高+269米，距地表平均垂直标高+246米，同时二采区上部属兴文县新益煤矿采空区，再加上K2煤层透气系数较好，二采区K2煤层瓦斯含量较低，突出危险性因素较小。

而我矿三采区、四采区、五采区煤层起伏变化较大，，在F45断层区域，周边还含有较多的隐伏断层，属瓦斯封闭区域，因此我矿在开在布置3采区、四采区、五采区时首先要考虑瓦斯治理，尽管我矿是高瓦斯矿井，但要严格按突出矿井进行施工，确保我矿安全生产。

（3）、煤与瓦斯区域突出危险性预测

煤与瓦斯突出危险性预测结果如下：

A.二采区煤层瓦斯含量较低，而三采区、四采区、五采区煤层瓦斯相对略高。

B.调整工作时首先请有资质的部门对回采工作面进行鉴定，当绝对瓦斯涌出量大于或等于5m3/min时，该区域就定为煤与瓦斯突出危险区。