汾西礦業(yè)宜興礦2號煤層瓦斯賦存條件研究

宋 泮 亮

(山西省地質(zhì)勘查局二一三地質(zhì)隊,山西 臨汾 041000)

0 引言

山西汾西宜興煤業(yè)有限責任公司隸屬于山西焦煤汾西礦業(yè)集團有限責任公司，核定生產(chǎn)能力180萬t/年。該礦位于山西孝義市驛馬鄉(xiāng)劉家莊村、孟南莊村一帶，地理坐標為東經(jīng)111°37′45″～111°42′48″，北緯36°56′55″～37°00′42″。井田東西寬3.2 km，南北長4.0 km，面積12.8 km2，批準開采2號煤層(標高560 m～700 m)。

宜興礦井田位于霍西煤田汾西礦區(qū)，煤系地層的基底為奧陶系灰?guī)r，在其上部沉積了石炭系、二疊系地層及第三、第四系紅黃土層。煤系地層與奧陶系為平行不整合接觸。井田大部分地區(qū)被紅黃土覆蓋，在溝谷中零星出露有太原組、山西組、下石盒子組及上石盒子組地層，主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。井田地質(zhì)構(gòu)造為一向斜和一背斜組合構(gòu)造，向斜軸向北東—北—北西，向北東—南西仰起；背斜軸向西—北，向西—北傾伏。地層平緩，2°～8°。井田內(nèi)斷層和陷落柱較發(fā)育，以落差小于5 m的正斷層為主。

1 瓦斯賦存規(guī)律研究

2號煤層位于山西組中下部，第二沉積旋迴序列中，上距下石盒子底界K8砂巖約26 m。煤厚0.35 m～2.60 m，平均厚度1.60 m，屬中厚煤層。可采性指數(shù)為0.93，大部分可采，厚度變異系數(shù)為39%，煤層較穩(wěn)定。煤層大部分不含夾矸或含1層夾矸，局部含2層～3層夾矸，其中上部夾矸為灰色并帶有砂質(zhì)的泥巖，色澤較亮，新鮮斷面上與煤層有明顯區(qū)別，泥巖夾矸層理發(fā)育與煤的分界清楚。煤層頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為細砂巖，厚度變化大，底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖。井田中東部大片被開采。

經(jīng)測定，2號煤層瓦斯壓力為0.03 MPa～0.3 MPa。礦井瓦斯等級見表1，瓦斯含量試驗成果見表2。

表1 礦井瓦斯等級表

表2 主要可采煤層瓦斯成分及含量匯總表

根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心的測試結(jié)果，1202采煤工作面、1205工作面(回收)絕對瓦斯涌出量占全礦井絕對瓦斯涌出量的57.3%；掘進面絕對瓦斯涌出量占全礦井絕對瓦斯涌出量的8.7%。其中1202回采工作面絕對瓦斯涌出量為2.44 m3/min，占全礦井的29.6%；1205工作面(回收)絕對瓦斯涌出量為2.28 m3/min，占全礦井的27.7%；1204材巷掘進面絕對瓦斯涌出量為0.28 m3/min，占全礦井的3.4%；1204運巷掘進面絕對瓦斯涌出量為0.29 m3/min，占全礦井的3.5%；560集中回風巷掘進工作面絕對瓦斯涌出量為0.15 m3/min，占全礦井的1.8%；采空區(qū)及裂隙孔抽放量為2.7 m3/min，占全礦井的32.8%。2號煤層僅在井田北部為氮氣—甲烷帶，其余大部分范圍為氮氣帶，瓦斯含量變化趨勢無明顯規(guī)律。

2 瓦斯涌出量預(yù)測

宜興礦現(xiàn)開采2號煤層，無上部煤層，下部3號煤層距2號煤層5 m～9 m，平均約7 m。采區(qū)工作面的瓦斯來源于本煤層涌出。礦井瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果，礦井絕對瓦斯涌出量為8.24 m3/min，礦井瓦斯相對涌出量為3.21 m3/t。采面最大瓦斯絕對涌出量為2.44 m3/min，掘進面最大瓦斯絕對涌出量為0.29 m3/min。

測試結(jié)果表明，本區(qū)各主要可采煤層瓦斯含量較低，瓦斯含量變化在0 mL/g～4.25 mL/g可燃質(zhì)，結(jié)合生產(chǎn)礦井的實際生產(chǎn)資料(據(jù)原孟南莊礦方提供，2號煤層井下生產(chǎn)中瓦斯相對涌出量為4.0 m3/t左右)，本區(qū)宜定為低沼氣礦井。但應(yīng)注意勘探階段化驗室的瓦斯測試結(jié)果與實際開采階段的瓦斯鑒定結(jié)果有所不同。隨著礦井開拓、巷道及工作面的延長，煤和圍巖的暴露面積不斷加大，應(yīng)加強礦井瓦斯地質(zhì)工作的分析，研究和判斷，對瓦斯富集地段應(yīng)高度重視。

根據(jù)調(diào)查已有工作面瓦斯涌出量檢測情況看，1201，1202，1203，1205工作面由東向西瓦斯涌出量逐漸增大，原煤瓦斯含量由南而北含量逐漸增高，變化范圍0.1 m3/t～0.35 m3/t?？梢?，2號煤層瓦斯含量隨埋深增大。

3 結(jié)語

經(jīng)測定，2號煤層瓦斯壓力為0.03 MPa～0.3 MPa，建礦以來礦井未發(fā)生煤(巖)與瓦斯及二氧化碳突出情況。2號煤層無煤與瓦斯區(qū)域突出區(qū)域。根據(jù)瓦斯含量測量結(jié)果，2號煤層瓦斯含量0.1 m3/t～0.35 m3/t，礦井瓦斯類型屬簡單類型。隨著礦井開拓、巷道及工作面的延長，埋深增大，煤和圍巖的暴露面積不斷加大，瓦斯涌出量逐漸增加。