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1影響瓦斯含量的地質因素有哪些

發布時間: 2021-01-26 13:17:32

Ⅰ 煤礦影響瓦斯賦存的主要地質因素有哪些

煤炭的賦存深度是關鍵,還有就是覆蓋煤層上部的岩石透氣性是否良好,煤層所處的地質構造情況,煤層本身的瓦斯含量等。

Ⅱ 試述影響煤層瓦斯含量的因素有哪些

答案:煤層瓦斯含量指煤層或岩層在自然條件下單位重量或者單位體積所含有的瓦斯量,一般用立方米/噸或立方米/立方米表示。煤層瓦斯含量的測定方法有:直接測定法及間接測定法。 由於瓦斯在生成和貯存過程中要受到多方面因素的影響,不同煤田的瓦斯含量有很大差別。主要影響因素有:1、煤層的變質程度 (1)煤的成分。煤的成分與煤的變質程度對瓦斯的產生有直接影響。一般說來,煤的變質程度越高,生成的瓦斯量越大;煤的碳化程度越高,瓦斯的揮發性越低,瓦斯含量也越高。另外,煤的水分對瓦斯含量也有一定影響,煤質水分越高,瓦斯含量就越低。再者,煤體中夾雜的大量雜質也會影響瓦斯的生成和吸著能力。 (2)煤的空隙率。煤的空隙是保存游離瓦斯的空間,孔隙內表面積的大小是影響吸著瓦斯的重要因素。煤的變質程度低時,揮發分較高,煤的結構較疏鬆,孔隙率就較高。煤的變質程度較高時,揮發分減低,孔隙率下降;當變質程度更高時,由於揮發分和水分的進一步減少,孔隙率又為之增加。總之,煤的孔隙率隨煤的變質程度的變化而改變,隨著煤的變質程度由低到高,煤的空隙率先減少然後增大。2、煤田地質條件 (1)礦體的地質史。在漫長的地質年代裡,由於長期而復雜的大氣候和地

Ⅲ 影響瓦斯地球化學組成的地質因素有哪些

影響煤體瓦斯含量的因素很多,可概括為兩類: 一類是影響瓦斯生成量多少的因素。如生煤前含有機物質越多,瓦斯生成量就越大;炭化程度越高,含固定炭越多,瓦斯生成量也越大;按地史來說,古老煤田成煤早,瓦斯生成量就大。 另一類因素是瓦斯的保存和放散條件。瓦斯的保存條件是指煤的孔隙多少和對瓦斯的吸附能力;放散條件是指煤的儲存條件、覆蓋層的性質和煤層的厚薄、地質構造等因素。這些條件可歸納為四個方面: (1)煤的性質 煤的孔隙率大,儲存游離瓦斯的空隙就大,瓦斯的吸附能力也大。煤層的透氣性越大,瓦斯就越容易逸散,反之,就易保存。水分對瓦斯的儲存也有一定的影響,它不僅占據了空隙和吸附面,而且還可以溶解和帶走瓦斯。因此,煤層含水越多,瓦斯相應就越少。 (2)煤層賦存條件 煤層賦存條件首先指煤層的埋藏深度。淺部煤層,特別是有露頭存在時,煤體中的瓦斯容易逸散到大氣中去,瓦斯含量就很小。如果煤層為較厚的沖積層所覆蓋,沒有通過地表的露頭,瓦斯難以逸散,煤層所含的瓦斯量就比較大。一般說來,煤層的瓦斯含量隨著深度的增加而逐漸增大。其次指煤層的傾角,煤層的傾角越小,瓦斯含量就越大。 (3)圍岩性質 如果煤層的圍岩緻密,特別是頂板圍岩緻密完整,煤層中的瓦斯就容易保存下來。反之,瓦斯容易逸散。 (4)地質構造 地質構造往往是同一礦區內瓦斯差別的主要原因,在地質構造附近瓦斯湧出量往往增加或減少。一般說來,開放性斷層有利於瓦斯排放,瓦斯含量減少;壓性斷層甚至可以封閉儲存瓦斯,稱之為封閉性斷層,其瓦斯含量增大。

Ⅳ 影響煤層瓦斯含量的主要因素有哪幾點

1煤的變質程度復,煤級增高,制我國礦區或井田煤層平均含氣量上限呈兩個顯著變化,(1)包絡線呈階梯化演化趨勢(2)位於包絡線附近的礦區或井田均為煤儲層封蓋條件極好或煤儲層滲透性極差的地區2構造類型,構造類型是影響煤瓦斯含量的主要因素之一,一方面是造成了瓦斯的分布不均勻,另一方面是形成了有利於瓦斯封存或瓦斯排放的條件。3沉積作用,(1)埋深增加地應力增加,煤層透氣性變差,煤向地表運移的距離增加,有利於封存瓦斯(2)煤層厚度(3)圍岩特性,煤層對瓦斯賦存的影響決定於其隔氣透氣性能4水文地質條件,水力運移逸散控氣作用,水力封閉控氣作用,水力封堵控氣作用。5歷史演化

Ⅳ 影響瓦斯賦存的地質因素

瓦斯是地質作用的產物,瓦斯的形成和保存、運移與富集同地質條件有密切關系,瓦斯的賦存和分布受地質條件的影響和制約。影響瓦斯賦存的主要地質因素為煤的變質程度、圍岩條件、地質構造、煤層的埋藏深度、煤田的暴露程度、地下水活動和岩漿活動。

5.6.1 煤的變質程度

在煤化作用過程中不斷地產生瓦斯,煤化程度越高,生成的瓦斯量越多。因此,在其他因素相同的條件下,煤的變質程度越高,煤層瓦斯含量越大。

煤的變質程度不僅影響瓦斯的生成量,還在很大程度上決定著煤對瓦斯的吸附能力。在成煤初期,褐煤的結構疏鬆,孔隙率大,瓦斯分子能滲入煤體內部,因此褐煤具有很大的吸附能力。但該階段瓦斯生成量較少,且不易保存,煤中實際所含的瓦斯量是很小的。在煤的變質過程中,由於地壓的作用,煤的孔隙率減小,煤質漸趨緻密。長焰煤的孔隙和內表面積都比較少,所以吸附瓦斯的能力大大降低,最大吸附瓦斯量在20~30 m3/t之間。隨著煤的進一步變質,在高溫、高壓作用下,煤體內部因干餾作用而生成許多微孔隙,使內表面積在無煙煤時達到最大。據實驗室測定,1g無煙煤的微孔表面積可達200 m2之多。因此,無煙煤吸附瓦斯的能力最強,可達50~60 m3/t。但是當由無煙煤向超無煙煤過渡時,微孔又收縮、減少,煤的吸附瓦斯能力急劇減小,到石墨時吸附瓦斯能力消失。

研究表明,不同變質程度的煤在區域分布上常呈帶狀分布,形成不同的變質帶。這種變質分帶在一定程度上控制著瓦斯的賦存和區域性分布。

在華北石炭-二疊紀聚煤區所劃分的3個高變質帶中,以高瓦斯礦井居多。特別是太行山東南麓的安陽、鶴壁、焦作一帶,煤種以無煙煤為主,現已開發的生產礦井絕大多數為高瓦斯礦井和突出礦井。湖南省漣邵煤田南段,龍潭煤系的可採煤層具有明顯的變質分帶,自東向西變質程度逐漸升高;牛馬司礦區為肥煤-焦煤,短陂橋礦區為瘦煤,楓江溪礦區為貧煤,箍腳底和三比田礦區為無煙煤。受變質分帶影響,該地區自東向西礦井瓦斯等級增高,突出危險程度增大。

5.6.2 圍岩條件

煤層圍岩是指煤層直接頂、老頂和直接底板等在內一定厚度范圍的層段。煤層圍岩對瓦斯賦存的影響,決定於它的隔氣、透氣性能。

一般來說,當煤層頂板岩性為緻密完整的岩石,如頁岩、油頁岩時,煤層中的瓦斯容易被保存下來;頂板為多孔隙或脆性裂隙發育的岩石,如礫岩、砂岩時,瓦斯容易逸散。北京京西煤礦無論是下侏羅統還是石炭-二疊系的煤層,盡管煤的牌號為無煙煤,但由於煤層頂板為12~16 m的厚層中粒砂岩,透氣性好;同時,由於煤系遭受剝蝕,僅存於向斜核部,在長期的剝蝕作用期間,向斜內部瓦斯沿煤層和砂岩頂板逸散,因此煤層瓦斯含量小,礦井瓦斯湧出量低。

與圍岩的隔氣、透氣性能有關的指標是孔隙性、滲透性和孔隙結構。泥質岩石有利於瓦斯的保存,若含砂質、粉砂質等雜質時,會大大降低其遮擋能力。粉砂雜質含量不同,影響到泥質岩中優勢孔隙的大小。例如,泥岩中粉砂組分含量為20%時,占優勢的是0.025~0.05 μm的孔隙;粉砂組分含量為50%時,優勢孔隙則為0.08~0.16 μm。孔隙直徑的這種變化,也在岩石的遮擋性質上反映出來。隨著孔隙直徑的增大,滲透性將增高,岩石遮擋能力則顯著減弱。砂岩一般有利於瓦斯逸散,但有些地區砂岩的孔隙度和滲透率均低時,也是很好的遮擋面。

煤層圍岩的透氣性不僅與岩性特徵有關,還與一定范圍內的岩性組合及變形特點有關。按岩石的力學性質,可將圍岩分為強岩層(砂岩、石灰岩等)和弱岩層(細碎屑岩和煤等)兩類。強岩層不易塑性變形,但易於破裂;弱岩層則常呈塑性變形。

不同力學性質的岩層具有不同的構造表象。圖5.12是煤層頂板的幾種變形類型。圖中(a)是一種斷層裂隙型圍岩頂板,主要由砂岩組成;(b)是一種緊密褶皺型圍岩頂板,由粉砂岩、泥岩和細砂岩3層組成;(c)是另一種類型,反映的是一種透鏡化現象。

圖5.12 幾種不同的煤層頂板形變

(據焦作礦業學院瓦斯地質研究室,1990)

圖5.13 不同岩性的岩層中裂隙的特點

(據焦作礦業學院瓦斯地質研究室,1990)

1—石英砂岩;2—泥岩;3—煤;4—細粒砂岩

在不同類型的岩層中,裂隙發育情況也有差異。強岩層產生大致垂直於層面的破劈理;弱岩層則產生密集的、與層面斜交或大致平行的流劈理;在相鄰的強、弱岩層中裂隙出現折射現象(圖5.13)。

為反映同煤田不同井田或同井田不同塊段岩性組合的差異,可以對研究范圍內各鑽孔、石門資料進行統計分析。選擇煤層頂(底)板一定厚度范圍的層段,統計每個鑽孔及石門中該層段內各分層的岩性和厚度,計算砂岩與泥岩的比值或砂岩比(統計層段內砂岩厚度與統計總厚度的比值)。根據統計資料,繪制相應的等值線或圈定不同瓦斯保存條件的塊段。

5.6.3 地質構造

地質構造對瓦斯賦存的影響,一方面造成了瓦斯分布的不均衡,另一方面形成了有利於瓦斯賦存或有利於瓦斯排放的條件。不同類型的構造形跡,地質構造的不同部位、不同的力學性質和封閉情況,形成了不同的瓦斯賦存條件。

5.6.3.1 褶皺構造

褶皺的類型、封閉情況和復雜程度對瓦斯賦存均有影響。

當煤層頂板岩石透氣性差,且未遭構造破壞時,背斜有利於瓦斯的儲存,是良好的儲氣構造,背斜軸部的瓦斯會相對聚集,瓦斯含量增大。在向斜盆地構造的礦區,頂板封閉條件良好時,瓦斯沿垂直地層方向運移比較困難,大部分瓦斯僅能沿兩翼流向地表,但在盆地的邊緣部分,若含煤地層暴露面積大,則便於瓦斯排放。緊密褶皺地區往往瓦斯含量較高,因為這些地區受強烈構造作用,應力集中;同時,發生褶皺的岩層往往塑性較強,易褶不易斷,封閉性較好,因而有利於瓦斯的聚集和保存。

據山西省資料,山西省內高沼礦區基本上分布在背斜軸部、鼻狀構造的傾伏端及「S」型背斜的轉折端等構造應力集中部位。如大同煤田聶家莊背斜,區內斷裂稀少,煤層連續性未遭破壞,既能儲存瓦斯又能阻止瓦斯運移,有4個鑽孔發生過瓦斯噴出。晉華宮礦、忻州窯礦正位於該背斜的轉折端,煤層瓦斯含量明顯高於兩翼。

5.6.3.2 斷裂構造

斷裂構造破壞了煤層的連續完整性,使煤層瓦斯運移條件發生變化。有的斷層有利於瓦斯排放,也有的斷層對瓦斯排放起阻擋作用,成為逸散的屏障。前者稱開放型斷層,後者稱封閉型斷層。斷層的開放與封閉性決定於下列條件:①斷層的性質和力學性質、一般張性正斷層屬開放型,而壓性或壓扭性逆斷層通常具有封閉性;②斷層與地表或與沖積層的連通情況,規模大且與地表相通或與沖積層相連的斷層一般為開放型;③斷層將煤層斷開後,煤層與斷層另一盤接觸的岩層性質,若透氣性好則利於瓦斯排放;④斷層帶的特徵,斷層帶的充填情況、緊閉程度、裂隙發育情況等都會影響到斷層的開放或封閉性。

此外,斷層的空間方位對瓦斯的保存或逸散也有影響。一般走向斷層阻隔了瓦斯沿煤層傾斜方向的逸散,而傾向和斜交斷層則把煤層切割成互不聯系的塊體。

不同類型的斷層,形成了不同的構造邊界條件,對瓦斯賦存產生不同的影響。焦作礦區東西向的主體構造鳳凰嶺斷層和朱村斷層,落差均在百米以上,使煤層與裂隙溶洞發育的奧陶系灰岩接觸,屬開放型斷層,因而斷裂帶附近瓦斯含量很小。而礦區內的一些中型斷層,與煤層接觸的斷層另一盤岩性多為粉砂岩或泥質岩,屬封閉型斷層,它們是瓦斯分帶的構造邊界。

5.6.3.3 構造組合

控制瓦斯分布的構造形跡的組合型式,可大致歸納為以下3種類型:

1)逆斷層邊界封閉型:這一類型中,壓性、壓扭性逆斷層常為礦井或區域的兩翼邊界,斷層面一般相背傾斜,使整個區段處於封閉的條件之下。如內蒙古大青山煤田,南北兩側邊界均為逆斷層,斷層面傾向相背,煤田位於逆斷層的下盤,在構造組合上形成較好的封閉條件。該煤田各礦井煤層的瓦斯含量普遍高於開采同時代含煤岩系的烏海煤田和桌子山煤田。

2)構造蓋層封閉型:蓋層條件原指沉積蓋層而言,從構造角度,也可指構造成因的蓋層。如某一較大的逆掩斷層,將大面積透氣性差的岩層推覆到煤層或煤層附近之上,改變了原來的蓋層條件,同樣對瓦斯起到了封閉作用。吉林通化礦區鐵廠二井,北東東向的張性斷層雖然有利於瓦斯排放,但煤層上覆地層被逆斷層的上盤所覆蓋,由於斷層面及上盤地層的封閉作用,使得下盤煤層瓦斯大量聚集,瓦斯含量顯著增高。

3)斷層塊段封閉型:該類型由兩組不同方向的壓扭性斷層在平面上組成三角形或多邊形塊體,塊段邊界為封閉型斷層所圈閉。如河北峰峰煤田,含煤岩系被晚期構造運動所產生的一系列高角度正斷層切割,形成若干小型地塹或地壘構造(圖5.14),構成一些有利於瓦斯儲存的封閉區。當這些封閉區遠離煤層露頭時(如羊渠河礦、大椒樹礦等),即使含煤地層被抬升、埋深較淺,礦井瓦斯湧出量仍然很大。

圖5.14 峰峰煤田地質剖面略圖

(據焦作礦業學院瓦斯地質研究室,1990)

1—瓦斯風化帶;2—甲烷帶

5.6.4 煤層的埋藏深度

在瓦斯風化帶以下,煤層瓦斯含量、瓦斯壓力和瓦斯湧出量都與深度的增加有一定的關系。

一般情況下,煤層中的瓦斯壓力隨著埋藏深度的增加而增大。隨著瓦斯壓力的增加,煤與岩石中游離瓦斯量所佔的比例增大,同時煤中的吸附瓦斯逐漸趨於飽和。因此從理論上分析,在一定深度范圍內,煤層瓦斯含量亦隨埋藏深度的增大而增加。但是如果埋藏深度繼續增大,瓦斯含量增加的速度將要減慢。表5.16是一個計算實例,從表中可以看出煤層中甲烷含量隨深度增大而增加的情況,以及隨深度增大游離瓦斯量所佔比例的變化。

表5.16 煤層甲烷含量與深度的關系

(據黎金,1962)

個別礦井的煤層,隨著埋藏深度的增大,瓦斯湧出量反而相對減小。例如,徐州礦務局大黃山礦屬於低瓦斯礦井,位處較淺的有限煤盆地,煤層傾角大,在新、老不整合面上有厚層低透氣性蓋層,瓦斯主要沿煤層向地表運移。由於煤盆地范圍小,深部缺乏足夠的瓦斯補給,因而當從盆地四周由淺部向深部開采時,瓦斯湧出量隨著開采深度增加而減小。

5.6.5 煤田的暴露程度

暴露式煤田煤系地層出露於地表,煤層瓦斯易於沿煤層露頭排放。而隱伏式煤田如果蓋層厚度較大,透氣性又差,則煤層瓦斯常積聚儲存;反之,若覆蓋層透氣性好,容易使煤層中的瓦斯緩慢逸散,煤層瓦斯含量一般不大。

在評價一個煤田的暴露情況時,不僅要注意煤田當前的暴露程度,還要考慮到成煤後整個地質時期內煤系地層的暴露情況及瓦斯風化過程的延續時間。紅陽煤田三井開採石炭-二疊系煤層,煤層露頭上部有巨厚的侏羅系及第三系和第四系沉積地層覆蓋,13號煤層露頭的埋藏深度達700~1100 m。盡管埋藏深度如此之大,接近露頭部分的煤層瓦斯含量仍很小。造成這種情況的原因是,在晚侏羅世地層覆蓋之前,從晚古生代到晚侏羅世之間的漫長地質時期內,區內地殼上升,含煤地層出露地表,遭受強烈的瓦斯風化作用。晚期地層的覆蓋,只是保存了早期存在的瓦斯分布狀態(圖5.15)。

圖5.15 紅陽三井地質剖面圖

(據焦作礦業學院瓦斯地質研究室,1990)

湖南許多礦區存在白堊紀至第三紀沉積的紅色岩系——紅層。這套以河流相為主的沖積沉積相使含煤地層遭到沖蝕破壞,有些礦區紅層與煤層間距很小,有的成為主採煤層的直接頂板。沖蝕的范圍各處不盡一致,有的是井田的一部分受到沖蝕,有些是一個或數個井田被紅層切穿。據調查,凡有紅層沖蝕的區域,由於沖蝕形成的長期排放條件,瓦斯都不大,多為低瓦斯區。如白砂礦區紅衛煤礦的龍家山井、牛馬司礦區的鐵箕山井等,均屬這種情況。

5.6.6 地下水活動

地下水與瓦斯共存於煤層及圍岩之中,其共性是均為流體,運移和賦存都與煤、岩層的孔隙及裂隙通道有關。地下水的運移,一方面驅動著裂隙和孔隙中瓦斯的運移,另一方面又帶動溶解於水中的瓦斯一起流動。盡管瓦斯在水中的溶解度僅為1%~4%,但在地下水交換活躍的地區,水能從煤層中帶走大量的瓦斯,使煤層瓦斯含量明顯減少。同時,水吸附在裂隙和孔隙的表面,還減弱了煤對瓦斯的吸附能力。因此,地下水的活動有利於瓦斯的逸散。地下水和瓦斯佔有的空間是互補的,這種相逆的關系,常表現為水量大地帶瓦斯量小,反之亦然。

河北峰峰煤田是華北大水礦區之一。該礦區鼓山西側,若干條較大的斷層切割含煤岩系,使主要可採煤層與斷層另一盤的奧陶系灰岩相接觸,處於地下水強徑流帶范圍。鼓山以西的礦井全部為低瓦斯礦井,煤層瓦斯含量很小。

遍布湘中及湘東南地區的龍潭煤系,由於在形成過程中沉積環境的差異,明顯地分為「南型」和「北型」,其分界線在北緯27°40′附近。龍潭煤系的南北分異在水文地質條件上也表現出明顯的差異。煤系下伏地層為茅口灰岩,屬岩溶裂隙發育的強含水層。當煤層與茅口灰岩之間的隔氣層較薄或缺失時,礦井涌水量大,造成易於瓦斯排放的條件。「北型」的茅口灰岩與上部煤層間相距0~10m,形成一些水大瓦斯小的礦井,如恩口、煤炭壩等礦均為低瓦斯礦井,礦井涌水大於1000 m3/h;「南型」的茅口灰岩與煤層的間距增大,為300~400m,屬於「南型」的斗笠山礦區觀山井、洪山殿礦區各生產礦井均為高瓦斯和突出礦井,水文地質條件簡單,礦井涌水量小於100 m3/h。

5.6.7 岩漿活動

岩漿活動對瓦斯賦存的影響比較復雜。岩漿侵入含煤岩系或煤層,在岩漿熱變質和接觸變質的影響下,煤的變質程度升高,增大了瓦斯的生成量和對瓦斯的吸附能力。在沒有隔氣蓋層或封閉條件不好的情況下,岩漿的高溫作用可以強化煤層瓦斯排放,使煤層瓦斯含量減小。岩漿岩體有時使煤層局部被覆蓋或封閉,成為隔氣蓋層。但在有些情況下,由於岩脈蝕變帶裂隙增加,造成風化作用加強,可逐漸形成裂隙通道,而有利於瓦斯的排放。所以說,岩漿活動對瓦斯賦存既有生成和保存的作用,在某些條件下又有使瓦斯逸散的可能性。因此,在研究岩漿活動對煤層瓦斯的影響時,要結合地質背景作具體分析。

總的來看,岩漿侵入煤層有利於瓦斯生成和保存的現象比較普遍。如遼寧北票煤田的東西兩翼有強烈的岩漿活動,位於煤田東翼的三寶礦一井和西翼的台吉四井,岩漿侵入體呈岩牆、岩床、岩脈和岩株等產狀侵入煤系地層。其中沿煤層呈岩床侵入形成的侵入體對瓦斯賦存和煤與瓦斯突出影響顯著,一是使煤層產生接觸變質,進一步生成瓦斯;二是岩床位於煤層頂板部位,對瓦斯排放起封閉作用;三是使煤層受力,揉搓粉碎,造成煤結構的破壞。三寶礦一井西一采區的九號煤層,岩床狀侵入體位於煤層頂板,覆蓋面積19.4×104m2,該區域不僅瓦斯量大,突出也很嚴重,曾發生過兩次特大型突出。台吉四井的四號煤層,已發生的19次突出都分布在岩床覆蓋區域的井田東翼,其他可採煤層在岩漿侵入區也有類似情況。

在某些礦區和礦井,由於岩漿侵入煤層,亦有造成瓦斯逸散與瓦斯含量降低的情形。如福建永安礦區屬暴露式煤田,岩漿岩呈岩牆、岩脈侵入煤層,對煤層有烘烤和蝕變現象。岩脈直通地表,巷道揭露時有淋水現象,說明裂隙道通良好,有利於瓦斯逸散。該礦區煤層瓦斯含量普遍很小,均屬低瓦斯礦井。

在研究岩漿活動對瓦斯賦存的影響時,還應注意火山作用所產生的二氧化碳。個別礦區的煤和圍岩中含有大量的二氧化碳氣,可能與火山噴發或岩漿侵入活動有關。如吉林營城五井的岩石與二氧化碳突出,研究表明,二氧化碳的氣源來自煤系沉積後的火山噴發,噴發氣體中的大量二氧化碳沿斷裂帶灌入煤系的沖積相砂岩中,或被高嶺石化的流紋岩和煤層所吸附。

建議進一步閱讀

1.焦作礦業學院瓦斯地質研究室.1990.瓦斯地質概論.北京:煤炭工業出版社,21~32

2.王大曾.1992.瓦斯地質.北京:煤炭工業出版社,4~14、28~37

3.張子敏.2005.瓦斯地質規律與瓦斯預測.北京:煤炭工業出版社,4~54

Ⅵ 影響瓦斯含量的地質因素有哪些

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影響煤礦產主要質素

煤層厚度變化

煤層厚度變化影響煤礦產主要質素煤層發叉、變薄、尖滅等厚度變化直接影響煤礦產

、煤層厚度變化原及變化特徵

煤層厚度變化種其說原變化變化兩類

()煤層厚度原變化

煤層厚度原變化指泥岩層堆積程形煤層頂板岩層沉積物覆蓋前由於殼沉積環境變遷等各種質素影響引起煤層形態厚度變化原變化主要包括殼均衡沉降引起煤層叉、變薄、尖滅、泥炭沼澤古形煤層形態煤厚影響、河流同沖蝕、海水同沖蝕等四種原

(二)煤層厚度變化

煤層厚度變化指煤層沉積物覆蓋或煤系形由於河流剝蝕、構造變、岩漿侵入、岩溶陷落等各種質素影響引起煤層形態厚度變化

二、煤層厚度變化煤礦產影響

煤層厚度變化煤礦產影響主要表現幾面:

1.影響採掘部署

2.影響採煤工藝

3.影響計劃產

4.掘進率增高

5.采率降低

三、煤層厚度變化研究處理

()煤層厚度變化觀測探測

1.煤層觀測

1)煤層觀測內容

2)煤層觀測

2.煤層探測

1)煤層厚度探測

(1)煤巷掘進探煤厚工作

(2)采工作面探煤厚工作

2)煤層叉尖滅探測

根據煤層叉穩定情況致兩種:種煤層叉層布比較穩定;另種煤層叉層保持穩定(即主叉層)其各層延續遠快尖滅

3)煤層底凸薄化探測

煤層底凸薄化指煤層底板凸起造煤層變薄尖滅現象於種變化用探測:

(1)鑽探控制巷道掘進向底凸位置

(2)利用巷道穿越底凸部位直接圈定煤層底板凸起位置及薄化范圍

(3)利用工作面層邊采邊探煤層觀測資料編制煤層頂、底板標高等值線圖研究泥炭沼澤基底形圈定煤層底凸薄化位置范圍

4)煤層河流沖蝕變薄帶探測

首先應巷道仔細觀察素描沖蝕帶寬度、厚度、岩石、層理、礫石布、煤層頂板沖蝕情況、沖蝕面特徵、沖蝕處煤質變化等各巷道所見沖蝕現象投繪平面圖進行比析確定古河床布范圍及煤層破壞情況圈古河床沖蝕帶范圍

(二)定量評定煤層厚度穩定性

(三)煤層厚度變化處理

1.掘進處理辦

(1)煤巷掘進遇煤層叉、尖滅現象要根據具體情況確定掘進案已知層穩定采層變薄尖滅則巷道應緊靠煤層頂板掘進層穩定采層穩定則應緊靠煤層底板掘進叉煤層全部采應先採層再采層

(2)采區山掘進遇煤層變薄帶應按變薄帶范圍決定巷道直接穿停止掘進或其另巷道若變薄帶范圍並且確知工作面煤採掘進巷道採取挑頂或破底辦直接穿變薄帶

(3)主要運輸巷遇局部煤層變薄或尖滅巷道按原計劃施工穿變薄尖滅帶

2.采工作處理

采工作面遇變薄帶或煤區採用直接推或繞辦若變薄帶或采區范圍較則採用直接推辦;若變薄帶范圍較考慮採用繞辦;面積采區應布置探巷探清采范圍工作面幾塊采先採①、②兩塊合工作面③進行采

第二節 礦井質構造
質構造影響煤礦建設產各種質素重要素質構造包括褶皺、節理斷層斷層礦井質構造研究重點

礦井質構造按其規模產影響程度、、三種類型型構造指決定井田邊界型褶曲與斷層類構造勘探階段已基本查明型構造指布井田范圍內影響水平、采區劃巷道布置級構造煤礦產影響極礦井質工作重點型構造指些巷道或工作面比較容易查明全貌更級褶曲與斷層

、褶曲構造煤礦產影響與研究

()褶曲構造煤礦產影響

1.型褶曲

型褶曲勘查段已經查明規模、向位置影響井田劃礦井拓式及拓系統部署礦井設計考慮主要問題

2.型褶曲

型褶曲整礦井拓部署影響采區布置關系密切影響采區采區巷道布置

3.型褶曲

型褶曲采工作面准備程巷道揭露幅度僅幾米幾十米度幾米幾十米褶曲影響煤層平巷掘進向影響工作面度給機械化采、頂板管理帶定困難型褶曲往往引起煤層厚度發變化使產條件復雜化型褶曲特別發育甚至使煤層變采

(二)煤礦產褶曲構造研究

1.褶曲判斷

判斷井褶曲存主要根據煤、岩層產狀規則變化岩層層序稱重復現兩標志石門巷道岩層傾向相背或相傾或煤層平巷由於煤層走向急劇變化使平巷彎曲表明褶曲(背斜或向斜)存

構造簡單岩層標志比較明顯區根據褶曲核部兩翼岩層層序

2.褶曲觀測

(1)巷道能看全貌褶曲應系統觀測褶曲軸位置、向、產狀型褶曲條巷道能觀測全貌應准確鑒定觀測點處煤層岩層層位及其頂底面順序岩層產狀、煤厚變化及與其伴級構造等所觀測資料投繪平面圖剖面圖圖綜合析確定褶曲軸位置延展向

(2)觀測描述褶曲兩翼岩層產狀褶曲寬度幅度褶曲延展變化及向深部延伸趨勢

3.褶曲探測

(三)褶曲處理

通褶曲判斷、觀測、探測已基本查明位置、向及產狀變化基礎褶曲採取措施進行處理

1.型褶曲

(1)褶曲軸線作井田邊界些型向斜由於軸部埋藏較深采困難作井田邊界其兩翼別由兩或幾井田采些型寬緩背斜兩翼煤層距離較遠井難形統產系統褶曲軸界兩翼別兩井田采

(2)型褶曲井田拓部署處理所型褶曲軸都必須作井田邊界井田內型褶曲存若井田內型背斜構造拓系統總風道布置背斜軸附近兩翼煤層均利用些位於向斜構造礦井運輸巷道布置向斜軸部附近用條運輸巷解決向斜兩翼運輸問題

2.型褶曲

(1)褶曲軸線作采區布置采區山或山闊平緩褶曲向斜軸作采區向兩翼布置采工作面采區走向達1000m

(2)褶曲軸作采區邊界較緊閉褶曲軸部級構造往往發育褶曲軸作采區邊界

(3)工作面直接推褶曲軸褶曲較寬緩規模太布置單翼采區工作面直接推褶曲軸部

3.型褶曲

(1)采面重切眼產型褶曲發育區見煤層突增厚或變薄甚至采使工作面通需要重新掘切眼進行產

(2)采面運輸巷改造取直煤礦要求運輸巷60m內能彎曲彎曲使用由於褶曲存使煤層平巷彎彎曲曲滿足產要求巷道需要改造取直

二、斷裂構造煤礦產影響與研究

()節理(裂隙)煤礦產影響及處理

1.影響鑽眼爆破效

2.影響采效率

3. 影響頂板控制

4.影響工作面布置

5.其面影響

(二)斷層煤礦產影響

斷層破壞煤層連續性完整性煤礦產造影響斷層規模同產影響程度同目前斷層規模等級劃標准尚統根據煤礦工作實踐建議採用列劃標准:落差於50m特型斷層落差50~20m型斷層落差20~5m型斷層落差於5m型斷層

斷層煤礦產影響主要表現七面:

1.影響井田劃

2.影響井田拓式

3.影響采區工作面布置

4.影響安全產

5.增加煤炭損失量

6.增加巷道掘進量

7.影響煤礦綜合經濟效益

(三)煤礦產斷層研究

1.斷層判斷

斷層現孤立斷層附近煤、岩層伴些與情況同質現象些現象預示者前能斷層存應作斷層准備工作斷層現前能遇徵兆主要幾種現象:

(1)煤層、岩層產狀發顯著變化能斷層存

(2)煤層厚度發變化煤層頂底板現平行現象能斷層存

(3)掘進巷道經現明顯褶曲(灤唐山煤礦)或煤層發強烈揉皺滑面增或變鱗片狀碎煤(淄博龍泉礦)等現象能斷層存

(4)煤層頂、底板裂隙顯著增加並定規律性能斷層存

(5)斷層附近伴系列斷層些斷層判斷斷層重要標志

(6)高瓦斯礦井巷道瓦斯涌量明顯變化段能斷層存焦作礦務局焦西礦掘進巷道遇斷層前瓦期涌量駝峰現象

(7)充水性強礦井巷道接近斷層現滴水、淋水至涌水現象能斷層存

實際工作應根據述各種徵兆再結合礦井具體質條件已採掘段斷層資料進行綜合析使判斷更符合實際

2. 斷層觀測

(1)確定斷層位置

(2)觀察斷層面特徵

(3)觀察斷層伴派構造

(4)確定斷層性質及斷層力性質

(5)測量斷層面產狀

(6)確定斷層落差

3.斷層探測(斷失煤層尋找)

煤礦判斷斷層性質確定斷距主要五種:

(1)層位比

(2)伴派構造判斷

(3)規律類推

(4)作圖析

(5)產勘探

(四) 斷層處理

1.拓設計階段斷層處理

(1)井田邊界采區邊界確定凡井田內遇落差於50m特型斷層,應該型斷層作井田邊界

(2)井筒位置選擇般立井井筒要布置傾角較斷層盤距斷層30~50m外位置

(3)運輸巷布置運輸巷需布置較堅硬岩層且盡量少改變向斷層錯處斷層、盤煤岩層位移較甚至與另盤含水層相遇必須考慮巷道改道問題

(4)采區內塊段劃斷層切割破壞區要綜合考慮斷層位置、落差、切割塊段形態及已產系統等素劃采塊段要盡能較斷層留各塊段間煤柱

(5)井田拓式確定選擇井田拓式要考慮各種質素影響其斷層占重要位

2.巷道掘進階段斷層處理

(1)平巷斷層平巷斷層穿煤層頂板(或底板)順斷層面掘進兩種式

(2)傾斜巷道斷層山、山等傾斜巷道遇斷層根據產要求採取種形式通斷層

斷層落差較根據斷失盤升降盤別採用挑頂、挖底或挑頂挖底相結合式通斷層

3.采階段斷層處理

(1)採用強行通

(2)採用重切眼斷層落差於煤厚於傾向斷層或斜交斷層採用重切眼即提前斷層另盤重新掘切眼待工作面推進斷層處停止采工作面搬家新切眼內繼續采

(3)採用劃工作面斷層落差於煤厚於走向斷層斷層兩側補掘間平巷原采面劃兩采面別采於落差端、端斜交斷層採用合採與采相結合斷層、盤煤層結合起采

第三節 岩漿侵入煤層

、岩漿侵入煤層觀測與研究

()岩漿侵入體般特徵

1.岩漿侵入體產狀

產礦井發現岩漿侵入體主要兩種產狀:

(1)岩牆

(2)岩床

2.岩漿侵入體岩性

(二)岩漿侵入體觀測

井切揭露岩漿侵入體點都應進行詳細觀測素描觀測內容四面:

1.岩漿侵入體顏色、礦物、結構、構造特徵及名稱

2.岩漿侵入體產狀、延展范圍

3.岩漿侵入體與斷裂構造關系

4.煤層破壞情況包括岩漿侵入體與煤層接觸關系、焦寬度、煤層變質程度等

(三)岩漿侵入體探測

(四)岩漿侵入體資料綜合研究

二、岩漿侵入體煤礦產影響

()岩漿侵入體煤質影響

(二)岩漿侵入體煤礦產影響

三、岩漿侵入煤層處理

第四節 岩溶陷落柱

岩溶陷落柱指煤層伏碳酸鹽岩等溶岩層經水溶蝕形岩溶洞穴覆岩層重力作用產塌陷形筒狀或似錐狀柱體簡稱陷落柱俗稱矸窩或炭柱

陷落柱我華北石炭二迭紀聚煤區普遍布其山西、河北發育

、陷落柱

()岩溶發育質條件

(二)溶洞塌陷機理

二、陷落柱特徵

()陷落柱形態特徵

(二)陷落柱表露特徵

(三)陷落柱井特徵

(四)陷落柱布特徵

三、陷落柱觀測與研究

四、陷落柱煤礦產影響及處理

第五節 影響煤礦產其質素

、礦井瓦斯

二、煤層頂底板

三、礦井熱危害

四、礦山壓力

五、煤層自燃與煤塵

Ⅶ 影響煤層瓦斯含量的地質因素有哪些

答案來:煤層瓦斯含量指煤層或岩層源在自然條件下單位重量或者單位體積所含有的瓦斯量,一般用立方米/噸或立方米/立方米表示。煤層瓦斯含量的測定方法有:直接測定法及間接測定法。
由於瓦斯在生成和貯存過程中要受到多方面因素的影響,不同煤田的瓦斯含量有很大差別。主要影響因素有:1、煤層的變質程度
(1)煤的成分。煤的成分與煤的變質程度對瓦斯的產生有直接影響。一般說來,煤的變質程度越高,生成的瓦斯量越大;煤的碳化程度越高,瓦斯的揮發性越低,瓦斯含量也越高。另外,煤的水分對瓦斯含量也有一定影響,煤質水分越高,瓦斯含量就越低。再者,煤體中夾雜的大量雜質也會影響瓦斯的生成和吸著能力。
(2)煤的空隙率。煤的空隙是保存游離瓦斯的空間,孔隙內表面積的大小是影響吸著瓦斯的重要因素。煤的變質程度低時,揮發分較高,煤的結構較疏鬆,孔隙率就較高。煤的變質程度較高時,揮發分減低,孔隙率下降;當變質程度更高時,由於揮發分和水分的進一步減少,孔隙率又為之增加。總之,煤的孔隙率隨煤的變質程度的變化而改變,隨著煤的變質程度由低到高,煤的空隙率先減少然後增大。2、煤田地質條件
(1)礦體的地質史。在漫長的地質年代裡,由於長期而復雜的大氣候和地

Ⅷ 影響瓦斯含量的因素有哪些

影響瓦斯含量的因素有哪些?答:影響瓦斯含量的因素有:1)成煤過程和煤的變質程度;2)煤層賦存條件;3)圍岩的性質;4)地質構造;5)水文地質條件。

Ⅸ 試述影響煤層瓦斯含量的因素有哪些

答案:煤層瓦斯含量指煤層或岩層在自然條件下單位重量或者單位體積所含有的瓦斯量,一般用立方米/噸或立方米/立方米表示。煤層瓦斯含量的測定方法有:直接測定法及間接測定法。 由於瓦斯在生成和貯存過程中要受到多方面因素的影響,不同煤田的瓦斯含量有很大差別。主要影響因素有:1、煤層的變質程度 (1)煤的成分。煤的成分與煤的變質程度對瓦斯的產生有直接影響。一般說來,煤的變質程度越高,生成的瓦斯量越大;煤的碳化程度越高,瓦斯的揮發性越低,瓦斯含量也越高。另外,煤的水分對瓦斯含量也有一定影響,煤質水分越高,瓦斯含量就越低。再者,煤體中夾雜的大量雜質也會影響瓦斯的生成和吸著能力。 (2)煤的空隙率。煤的空隙是保存游離瓦斯的空間,孔隙內表面積的大小是影響吸著瓦斯的重要因素。煤的變質程度低時,揮發分較高,煤的結構較疏鬆,孔隙率就較高。煤的變質程度較高時,揮發分減低,孔隙率下降;當變質程度更高時,由於揮發分和水分的進一步減少,孔隙率又為之增加。總之,煤的孔隙率隨煤的變質程度的變化而改變,隨著煤的變質程度由低到高,煤的空隙率先減少然後增大。2、煤田地質條件 (1)礦體的地質史。在漫長的地質年代裡,由於長期而復雜的大氣候和地

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