趙莊煤業(yè)3#煤層瓦斯賦存規(guī)律研究

李勁松

(山西省晉煤集團趙莊煤業(yè)，山西晉城048000)

1 趙莊煤業(yè)瓦斯賦存情況

趙莊煤業(yè)瓦斯賦存明顯存在區(qū)域性差異，整體上看煤層透氣性普遍較差，衰減普遍較快，礦井瓦斯抽采的難度大。瓦斯賦存極不均衡，瓦斯含量高的區(qū)域達到218.37 m3/t，低的區(qū)域在48.37 m3/t 以下。一、三、五盤區(qū)中瓦斯含量從高到低分布，一盤區(qū)瓦斯含量最高，瓦斯含量達到218.37 m3/t，三盤區(qū)瓦斯含量在4 ～6 8.37 m3/t，五盤區(qū)瓦斯含量最低，瓦斯含量在4 8.37 m3/t 以下［1］。

井田內(nèi)共含5 層可采或局部可采煤層，即2、3、8 -1、14、15#煤層。其中，3#煤層的控制程度及研究程度較高，而其他煤層相對較差一些，現(xiàn)在主采3#煤層。3#煤層為具有爆炸性危險的煤層。根據(jù)測試成果，3#煤層火焰長度為5 ～40 mm，平均13.5 mm，加巖粉量15% ～35%，平均20.3%。根據(jù)3#煤層燃點測試成果，3#煤層為不自燃煤層。據(jù)鄰近礦山調(diào)查資料，鄰區(qū)各礦山開采的3#煤層均未發(fā)生過自燃現(xiàn)象。

2 3#煤層瓦斯賦存規(guī)律研究

2.1 井下實測3#煤層瓦斯含量

根據(jù)重慶院2008 年7 月編制的《晉城無煙煤集團有限責(zé)任公司趙莊礦一、三盤區(qū)3#煤層瓦斯基本參數(shù)測定報告》，測定一盤區(qū)12023 巷內(nèi)3#煤層原始瓦斯壓力0.46 MPa，該范圍內(nèi)3#煤層原始瓦斯含量8.37 m3/t。測定三盤區(qū)32051 巷3#煤層原始瓦斯壓力0.16 MPa，該范圍3#煤層原始瓦斯含量5.91 m3/t［2］。

2.2 地勘測定3#煤層瓦斯含量

結(jié)合地勘瓦斯等值線圖，發(fā)現(xiàn)許多地勘鉆孔處在斷層附近，由于斷層的作用，大量瓦斯不斷流動逸散，且沒有規(guī)律可循，應(yīng)該剔除。由于地勘鉆孔測定的瓦斯含量是可燃基瓦斯含量，應(yīng)將其換算成原煤瓦斯含量。地勘測定3#煤層瓦斯含量如表1 所示，原煤瓦斯含量為3.55 ～18.16 m3/t。

2.3 地勘鉆孔瓦斯含量修正

2.3.1 礦井3#煤層瓦斯含量的確定方法

國內(nèi)理論及實踐均證明，礦井瓦斯含量測定中，地勘測試結(jié)果一般偏小，但它可反映整個礦井瓦斯賦存趨勢［3］。井下實測結(jié)果相對準(zhǔn)確，但反映的是測試范圍的情況。因此采用以地勘測定結(jié)果為基礎(chǔ)、以井下實測結(jié)果為依據(jù)，根據(jù)井下實測對地勘結(jié)果進行修正的方法進行礦井3#煤層瓦斯含量的確定。

表1 趙莊煤業(yè)有限責(zé)任公司3#煤層地勘瓦斯含量表

即采用井下實測與地勘結(jié)果比較確定修正系數(shù)，對礦井地勘測定結(jié)果進行修正，并將結(jié)果用于礦井瓦斯抽采設(shè)計。為彌補井下實測點少的情況，結(jié)合礦區(qū)其他礦井的修正系數(shù)進行綜合確定修正系數(shù)。

2.3.2 礦井3#煤層瓦斯賦存規(guī)律研究

如前所述，目前在首采面區(qū)域測定的瓦斯含量較真實地反映了測定區(qū)域的瓦斯含量，但并不能完全代表整個井田的瓦斯含量分布情況，由于目前不可能在較大范圍內(nèi)打更多的鉆孔來測定煤層瓦斯壓力。為此，可以利用地質(zhì)勘探期間在首采面區(qū)域所測瓦斯含量與實測的瓦斯含量進行對比分析，尋找相關(guān)系數(shù)，然后以地勘中所測瓦斯含量為基礎(chǔ)，預(yù)測各區(qū)域的瓦斯含量值。3#煤層地勘鉆孔瓦斯含量修正結(jié)果見表2。

表2 3#煤層地勘鉆孔瓦斯含量修正結(jié)果表

參照煤層底板等高線圖及井上下對照圖，計算出井田內(nèi)不同地點的煤層瓦斯含量，并根據(jù)煤層瓦斯含量分布情況繪制出3#煤層瓦斯含量等值線圖，見圖1。

圖1 3#煤層瓦斯含量等值線圖

根據(jù)3#煤層井田開拓圖，瓦斯含量等值線圖、井上下對照圖、地質(zhì)報告等，可知3#煤層瓦斯含量為4.69 ～22.88 m3/t。

3 結(jié)語

根據(jù)井下瓦斯含量的測定數(shù)據(jù)，結(jié)合趙莊煤業(yè)有限責(zé)任公司地勘鉆孔測定的煤層瓦斯含量值以及礦井的其他資料，對礦井瓦斯賦存規(guī)律進行了研究，預(yù)測3#煤層的最大瓦斯含量為22.88 m3/t，最小瓦斯含量為 4.69 m3/t。

［1］梁波濤，郭明濤，張子敏，等. 地質(zhì)構(gòu)造對趙莊礦3#煤層瓦斯賦存規(guī)律的影響［J］. 煤礦現(xiàn)代化，2010(5).

［2］王建軍. 趙莊礦3#煤層瓦斯參數(shù)現(xiàn)場跟蹤測試的研究［J］.江西煤炭科技，2013(3).

［3］尚群. 趙莊礦3#煤層瓦斯抽采鉆孔合理封孔深度研究［D］.焦作:河南理工大學(xué)，2010.