涌山煤矿瓦斯地质图说明书.docx
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涌山煤矿瓦斯地质图说明书
江西煤业集团有限责任公司涌山煤矿
矿井瓦斯地质图
说
明
书
涌山煤矿编制组
二00九年十一月
目录
0概述
0.1课题来源
0.2研究内容
0.3完成情况
1矿井概况
1.1交通位置及隶属关系
1.2井型、开拓方式及生产能力
1.3瓦斯
1.4煤层
1.5煤质特性
1.6岩浆岩
1.7水文地质特征
2地质构造及控制特征研究
2.1矿区地质构造演化及分布特征
2.2井田地质构造及分布特征
2.3构造煤发育及分布特征
2.4地质构造对瓦斯赋存的控制
3矿井瓦斯地质规律研究
3.1断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响
3.2顶底板岩性对瓦斯赋存的影响
3.3岩浆岩分布对瓦斯赋存的影响
3.4煤层上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响
3.5岩溶陷落柱对瓦斯赋存的影响
3.6瓦斯含量分布及预测研究
4矿井瓦斯涌出量预测
4.1矿井瓦斯涌出资料统计及分析
4.2矿井瓦斯抽采资料统计及分析
4.3矿井回采工作面瓦斯涌出量预测
5煤与瓦斯区域突出危险性预测
5.1煤与瓦斯突出危险性参数测定及统计
5.2煤与瓦斯突出危险性影响因素分析
5.3煤与瓦斯区域突出危险性预测
6煤层气资源量计算
6.1资源量计算方法
6.2资源量计算机参数的确定
7矿井瓦斯地质图编制
7.1编图资料
7.2编图内容和表示方法
8结论和建议
9附图附表
10参考文献
编制小组编制人员名单
姓名
专业及职称
签名
编制组长
刘正喜
采矿/高级工程师
编制组成员
张小明
地质/工程师
胡庆林
地质/助理工程师
林雪群
地质/助理工程师
刘文文
地质/技术员
范电华
通风/助理工程师
冯园
通风/技术员
李顺文
抽采/助理工程师
刘巩绪
抽采/助理工程师
审核人
骆黄艳
采矿/高级工程师
方麟祥
采矿/高级工程师
刘正喜
采矿/高级工程师
0概述
0.1课题来源
《煤矿安全规程》第一百八十一条规定:
“突出矿井必须及时编制矿井瓦斯地质图”。
目前煤炭是国家的主要能源,瓦斯(煤层气)同样是重要的矿产资源。
瓦斯是煤矿安全生产的第一杀手,瓦斯治理是所有煤炭企业的共同难题。
为了防治瓦斯灾害,提高瓦斯资源的开发利用,都需要编制煤矿瓦斯地质图。
。
0.2研究内容
矿井瓦斯地质图是以1:
5000的矿井采掘工程平面图和煤层底板等高线图作为底图,运用板块构造、区域地质演化和瓦斯赋存构造逐级控制理论,从采掘工作面开始,查清地质构造、顶底板岩性、岩浆岩、煤层上覆基岩厚度、以及陷落柱对瓦斯赋存的影响。
来预测未开采煤层煤与瓦斯突出危险性;发现瓦斯地质规律,预测矿井深部瓦斯涌出量和瓦斯含量,来预计矿井煤层气资源的开发前景。
0.3完成情况
因相关资料不详细或缺失,现编制的矿井瓦斯地质图只是个雏形,有待于经后在生产中收集详细的相关编图资料,进一步完善瓦斯地质图的编制.
1矿井概况
1.1交通位置及隶属关系
涌山煤矿位于江西省乐平市涌山镇境内,地处景德镇市与乐平市交界处,西北距景德镇市30公里,西南距乐平市区32公里。
本区交通以公路运输为主,另有轻轨铁路通往景德镇市。
井田位于涌山桥勘探区西南端,主井井口坐标为X=3226638m,Y=39529802m。
涌山煤矿矿区拐点坐标见(表一)东与沿沟煤矿相邻,其共同边界为涌山河;南至煤层露头;矿井西边以断层F24-25为界;北至F8断层,矿区面积2.4km2。
表一矿区范围拐点坐标
点号
X坐标
Y坐标
点号
X坐标
Y坐标
1
3225665
39528315
6
3227350
39528926
2
3226020
39528090
7
3227712
39530000
3
3226195
39528225
8
3226850
39530045
4
3226800
39528845
9
3226065
39529013
5
3227070
39528590
1.2井型、开拓方式及生产能力
矿井为斜井暗斜井开拓,在煤系底部地层中,布置集中运输大巷和回风巷,采区布置集中石门,共划分为三个水平,一水平最低标高为-120m,二水平最低标高-270m,三水平最低标高为-475m;明斜井直至-270m水平,暗斜井至-475m,每600m划分一个采区。
现一水平已开采结束,二水平为生产水平,三水平为边生产边延深水平,正在开拓当中;目前,26采区、31下山采区及32采区为生产采区,22、21、23采区已基本结束。
矿井核定生产能力为21万吨/年。
1.3瓦斯
矿井每年均进行瓦斯等级鉴定,鉴定结果为煤与瓦斯突出矿井。
2009年经江西省煤炭行业管理办公室批准,我矿为煤与瓦斯突出矿井。
2003~2008年矿井瓦斯等级鉴定情况见表二。
表二涌山煤矿瓦斯等级鉴定结果
年份
二水平
采区
涌出量
等级
相对涌出量(m3/t)
绝对瓦斯涌出量(m3/min)
2003
39.22
19.20
煤与瓦斯突出
26采区、31采区
2004
43.07
17.79
煤与瓦斯突出
26采区、31采区
2005
36.54
14.72
煤与瓦斯突出
26采区、22采区、31采区
2006
26.98
12.04
煤与瓦斯突出
26采区、22采区、31采区
2007
30.42
15.75
煤与瓦斯突出
26采区、22采区、31采区、32采区
2008
48.25
20.00
煤与瓦斯突出
26采区、22采区、31采区、32采区
1.4煤层情况
含煤地层:
井田内含煤系地层有上二迭系乐平组和上三迭系安源组,矿井开采对象为安源组煤层。
井田内安源组可采煤层有:
一、二、三、四、五、六、七、八1,九、十、十一、十二、十三煤共计十三层煤,其中:
二、三、四、五、六煤层为主要可采层,八、九煤层为局部可采煤层,累计可采煤层总厚度为18.61m。
煤层主要特征:
煤层赋存不稳定,层数多,煤层间距20~60m,结构较复杂。
1.5煤质特征
在目前开采技术条件下,本矿主要可采煤层为二、三、四、五、六等五个煤层,且均为无烟煤,其中二煤和六煤以光亮~半光亮块状为主,四煤层中间含有一层0.3~0.6米厚的夹矸,层状构造,硬度与指甲近似,比重为1.62kg/L左右;三、五、六煤层以粉状为主,色泽钢灰~黑色,比重为1.55~1.65kg/L。
经鉴定:
井田内各个煤层的煤尘均不具有爆炸危险性、煤层无自燃发火倾向性。
1.6岩浆岩
本块段无岩浆岩活动,故煤层内没有岩浆岩侵入。
1.7水文地质特征
矿井水文地质条件复杂,主要是由于原有的无证小煤窑的影响。
2002年对矿井井田内的小煤窑进行调查,当时有180多家无证小煤窑,由于这些小煤窑的乱采乱掘,且没有详细资料,小煤窑开采深度、走向长度、所开采煤层均不明白。
后小煤窑关闭,小煤窑内逐渐积聚了水,给我矿的开采造成了严重的隐患。
尤其是井田范围内的26采区,其东与涌山河相接,且该采区内的小煤窑均偷采涌山河保护煤柱,且已采至涌山河河底下,2007年造成涌山河断流。
在历年开采中,曾发生过四次特大型透水事故。
详情见付表18
目前我26采区石门以东除四煤以外,其它的煤层均没有开采,主要原因就是上部小煤窑的积水不明。
因此水患亦是我矿开采的重大危险源。
2地质构造及控制特征研究
2.1矿区地质构造演化及分布特征
本区位于萍乐拗陷带的东北部,区域构造为向背斜相联,褶皱呈长条状,相互平行,构造线方向为北40~60度东,向斜部分为含煤系分布地带,西北侧受F8走向逆断层破坏,呈为倾向北急倾斜的单斜构造,并发育少数断层,褶皱不发育,为构造较简单的区域,主要构造见图1、图2。
本煤矿区位于江西省境内萍乐构造带的东北端,自南而北为横路—涌山向斜。
兰桥—柳家湾单斜,龙塘山—景德镇单斜,形成一系列线状褶皱和叠瓦式北东走向的逆冲断层,挤压构造明显。
图1区域构造示意图
图2涌山矿区构造纲要示意图
2.2井田地质构造及分布特征
井田矿区为一不完整的向斜构造,向斜轴走向38°,走向长3.0km,向斜轴被逆断层F29切割,F29走向15°,逆断层F24-25走向35°~45°,走向长贯穿井田东西,井田东部有逆断层F26,位于八煤顶板,其走向为50°~65°,临近涌山河有一断层F23,其走向为120°~135°,有勘探线15与15-9经过。
2.3构造煤发育及分布特征
构造煤厚度无实测资料记录
2.4地质构造对瓦斯赋存的控制
在本区的东北部,区域构造为向背斜相连,褶皱长条状,相互平行,轴线方位为北东40~60度。
轴线以南构造不发育,无裂隙,是瓦斯积聚的好地方;轴线以北构造发育,有裂隙,但该处断层又以压性断层为主,虽有裂隙,但均为封闭状,也容易形成瓦斯积聚。
西北侧受F8走向逆断层破坏,使得本井田成为倾向北西“急倾斜”的单斜构造并发育少数断层,现主采煤层均在地表出入,有利于瓦斯散逸。
3矿井瓦斯地质规律
3.1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。
井田内发育了东西展布的断层、向斜以及两翼叠加在一起的推覆构造,瓦斯含量较大,是煤与瓦斯突出危险性的有利条件。
矿井在一大向斜中,煤系地层主要在向斜南翼,向斜轴部无大的张性裂隙发育,给瓦斯保存带来有利条件。
矿井西翼断层F24-25、F5均属张性裂隙断层,有利于瓦斯排放。
西翼瓦斯涌出量小于东翼。
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。
涌矿各煤层顶板多以泥粉为主,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65°~85°,基岩厚度对瓦斯影响不大。
3.2岩层陷落对瓦斯赋存的影响
矿井内陷落柱不太发育,但规模较大的陷落柱对瓦斯赋存有一定影响。
如果陷落柱的发育裂隙沟通强含水地层、地表水或老窑积水,煤矿开采时,水径流量会提高,表现为水大瓦斯小的特点。
对于隐伏于地表一下的陷落柱,不存在大量直接和地表联系的孔隙、通道,瓦斯保存条件较好,陷落柱周围瓦斯容易积聚。
3.3瓦斯含量分布及预测研究
煤层瓦斯含量无资料
4矿井瓦斯涌出量预测
4.1矿井瓦斯涌出资料统计及分析
1、二煤层不同采区的瓦斯涌出特征
二煤层位于安源系煤层底部,贯穿井田东西,17线附近构造相对复杂。
现正开采向斜轴部南翼煤层,南翼构造相对简单,无张性裂隙发育,地层构造有利于瓦斯赋存,虽然煤层顶板为砂岩,有较好的透气性,但从二煤层回采工作面瓦斯涌出特征表来分析,回采工作面瓦斯涌出量仍然较高,可知地层构造对瓦斯涌出量的影响占主导地位。
二煤层22区瓦斯涌出特征见表4-1-1
表4-1-1二煤层22区回采工作面瓦斯涌出特征表
采区名称
工作面名称
日产量(t/天)
标高
(m)
绝对瓦斯涌出量(m3/min)
相对瓦斯涌出量(m³/t)
回采
工艺
顶板
岩性
构造复杂程度
构造煤厚度
回采
时间
22
采区
22205
79
-235
1.31
23.90
炮采
粉沙岩
简单
2006.02
22205
97
-243
1.74
25.78
炮采
粉沙岩
简单
2006.02
22205
94
-256
1.79
27.36
炮采
粉沙岩
简单
2006.05
二煤层22数据分析如图4-1-1所示
图4-1-1
由表4-1-1可知22区瓦斯涌出随煤层的埋深而增加,从回归分析图4-1-1可知在该单元内百米绝对瓦斯涌出量递增梯度为3m3∕min.
二煤层26区瓦斯涌出特征见表4-1-2:
表4-1-2二煤层26区回采工作面瓦斯涌出特征表
采区名称
工作面名称
日产量(t/天)
标高
(m)
绝对瓦斯涌出量(m3/min)
相对瓦斯涌出量(m³/t)
回采
工艺
顶板
岩性
构造复杂程度
构造煤厚度/m
回采
时间
26采区
26201
63
-178
0.72
16.40
炮采
粉沙岩
简单
2008.02
26201
54
-185
0.66
17.62
炮采
粉沙岩
简单
2008.05
26201
48
-205
0.67
20.02
炮采
粉沙岩
简单
2008.08
26203
57
-210
0.82
20.60
炮采
粉沙岩
简单
2009.03
26203
53
-226
0.83
22.45
炮采
粉沙岩
简单
2009.05
26203
70
-248
1.29
26.57
炮采
粉沙岩
简单
2009.07
二煤层26数据分析如图4-1-2所示
图4-1-2
由表4-1-2可知26区瓦斯涌出随煤层的埋深而增加,从回归分析图4-1-2可知在该单元内百米绝对瓦斯涌出量递增梯度为1.5m3∕min.
二煤31区瓦斯涌出特征见表4-1-3
表4-1-3二煤层31采区回采工作面瓦斯涌出特征表
采区名称
工作面名称
日产量(t/天)
标高(m)
绝对瓦斯涌出量(m3/min)
相对瓦斯涌出量(m³/t)
回采
工艺
顶板
岩性
构造复杂程度
构造煤厚度/m
回采
时间
31采区
31201
206
-262
4.26
29.80
炮采
粉沙岩
简单
2009.07
31201
226
-285
5.25
33.43
炮采
粉沙岩
简单
2009.09
31203
168
-310
4.23
36.25
炮采
粉沙岩
中等
2009.11
二煤层31数据分析如图4-1-3所示
图4-1-3
由表4-1-3可知31区瓦斯涌出随煤层的埋深而增加,从回归分析图4-1-3可知在该单元内百米绝对瓦斯涌出量递增梯度为3.2m3∕min.
二煤层瓦斯涌出量预测分析
这些瓦斯涌出量点都是瓦斯地质与回采技术条件的综合反应。
依据二煤层各采区回采工作面瓦斯涌出量与标高的关系的综合分析,得到深部瓦斯涌出递增梯度为每下降百米绝对瓦斯增加2.7m3∕min。
2、三煤层不同采区瓦斯涌出特征
三煤层22区瓦斯涌出量见表4-2-1:
表4-2-1三煤层22采区回采工作面瓦斯涌出特征表
采区
名称
工作面名称
日产量(t/天)
标高/m
绝对瓦斯涌出量(m3/min)
相对瓦斯涌出量(m³/t)
回采工艺
顶板岩性
构造复杂程度
构造煤厚度/m
回采时间
22区
22306
45
-248
0.80
25.54
炮采
粉沙岩
简单
2004.02
22306
61
-256
1.21
28.6
炮采
粉沙岩
简单
2004.07
数据分析见图4-2-1
由表4-2-1可知22区瓦斯涌出随煤层的埋深而增加,从回归分析图4-2-1可知在该单元内百米绝对瓦斯涌出量递增梯度为2.5m3∕min.
三煤层26区瓦斯涌出特征见表4-2-2
表4-2-2三煤层26采区回采工作面瓦斯涌出特征表
采区
名称
工作面名称
日产量(t/天)
标高(m)
绝对瓦斯涌出量(m3/min)
相对瓦斯涌出量(m³/t)
回采
工艺
顶板
岩性
构造复杂程度
构造煤厚度/m
回采
时间
26
采区
26301
102
-175
1.42
20.07
炮采
粉沙岩
简单
2005.02
26301
120
-189
1.76
21.07
炮采
粉沙岩
简单
2005.06
26301
125
-195
1.95
22.46
炮采
粉沙岩
简单
2005.09
26301
118
-212
2.05
25.06
炮采
粉沙岩
简单
2006.01
26303
263
-210
4.68
25.64
炮采
粉沙岩
简单
2006.06
26303
282
-230
5.50
28.06
炮采
粉沙岩
简单
2006.09
26303
225
-252
4.91
31.43
炮采
粉沙岩
简单
2006.11
26306
217
-248
4.53
30.06
炮采
粉沙岩
简单
2007.02
26306
185
-260
4.04
31.42
炮采
粉沙岩
简单
2007.04
数据分析见图:
4-2-2
由表4-2-2可知26区瓦斯涌出随煤层的埋深而增加,从回归分析图4-2-2可知在该单元内百米绝对瓦斯涌出量递增梯度为2.8m3∕min.
三煤层31采区瓦斯涌出特征见表4-2-3
表4-2-3三煤层31采区回采工作面瓦斯涌出特征表
采区
名称
工作面名称
日产量(t/天)
标高(m)
绝对瓦斯涌出量(m3/min)
相对瓦斯涌出量(m³/t)
回采
工艺
顶板
岩性
构造复杂程度
构造煤厚度/m
回采
时间
31采区西翼
31301
240
-252
4.30
25.78
炮采
粉沙岩
简单
2007.02
31301
207
-263
3.95
27.45
炮采
粉沙岩
简单
2007.03
31301
235
-279
4.83
29.62
炮采
粉沙岩
简单
2007.05
31301
215
-294
4.25
28.47
炮采
粉沙岩
简单
2007.09
31303
271
-310
5.40
28.68
炮采
粉沙岩
简单
2008.01
31303
223
-318
4.69
30.3
炮采
粉沙岩
简单
2008.03
31303
240
-327
5.40
32.4
炮采
粉沙岩
简单
2008.04
31303
276
-336
6.67
34.8
炮采
粉沙岩
简单
2008.07
31采区东翼
31302
221
-306
4.20
27.36
炮采
粉沙岩
复杂
2005.01
31302
212
-318
4.36
29.64
炮采
粉沙岩
复杂
2005.03
31304
218
-326
5.18
34.2
炮采
粉沙岩
复杂
2006.02
31304
225
-338
5.56
35.56
炮采
粉沙岩
复杂
2006.06
数据分析见图4-2-3
从回归分析图4-2-3可知31区瓦斯涌出量没有明显规律,该地区地质构造复杂,但瓦斯涌出量总的来说还是随着煤层埋深而增加。
三煤层瓦斯涌出量预测分析
以上瓦斯涌出量点都是瓦斯地质与回采技术条件的综合反应,依据三煤层各采区回采工作面瓦斯涌出量与标高的关系的综合分析,得到深部瓦斯涌出递增梯度为每下降百米绝对瓦斯增加2.5m3∕min,构造复杂地区除外.
3、四煤层不同采区瓦斯涌出特征及预测分析
四煤层22区瓦斯涌出特征见表4-3-1
表4-3-1四煤层22区回采工作面瓦斯涌出特征表
采区名称
工作面名称
日产量(t/天)
标高/m
绝对瓦斯涌出量(m3/min)
相对瓦斯涌出量(m³/t)
回采
工艺
顶板
岩性
构造复杂程度
构造煤厚度/m
回采
时间
22区
22404
44
-187
0.52
16.99
炮采
碳页岩
简单
2005.11
22404
39
-195
0.40
14.63
炮采
碳页岩
简单
2006.01
22405
45
-200
0.41
13.15
炮采
碳页岩
简单
2006.05
22405
63
-205
0.52
11.90
炮采
碳页岩
简单
2006.06
数据分析见图4-3-1
从回归分析图4-3-1可知,22区瓦斯涌出量随煤层的埋深而增加,在该单元内百米绝对瓦斯涌出量递增梯度为3.1m3∕min.
四煤层26区瓦斯涌出量见表4-3-2
表4-3-2四煤层26区回采工作面瓦斯涌出特征表
采区名称
工作面名称
日产量(t/天)
标高(m)
绝对瓦斯涌出量(m3/min)
相对瓦斯涌出量(m³/t)
回采
工艺
顶板岩性
构造复杂程度
构造煤厚度/m
回采时间
26区
26402
218
-185
2.04
13.51
炮采
碳页岩
复杂
2007.03
26402
283
-190
4.17
21.21
炮采
碳页岩
复杂
2007.5
26402
229
-195
2.71
17.01
炮采
碳页岩
复杂
2007.8
26402
178
-200
3.83
31.04
炮采
碳页岩
复杂
2007.09
26402
217
-207
1.46
9.66
炮采
碳页岩
复杂
2007.11
26406
236
-210
1.16
7.32
炮采
碳页岩
简单
2008.01
26406
218
-242
1.85
12.25
炮采
碳页岩
简单
2008.3
26406
223
-252
2.29
14.8
炮采
碳页岩
简单
2008.05
数据分析见图4-3-2
从回归分析图4-3-2可知,四煤层瓦斯涌出量在26区亦较复杂,在该单元内有一小构造,越过该构造后,瓦斯涌出量依旧随煤层的埋深而增加,在该单元内百米绝对瓦斯涌出量递增梯度为1.5m3∕min.
四煤层在32区瓦斯涌出特征见表4-3-3
表4-3-3四煤层32回采工作面瓦斯涌出特征表
地质单元名称
工作面名称
日产量(t/天)
标高/m
绝对瓦斯涌出量(m³/min)
相
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