Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 矿业科技 科技视界 ２０１２年０４月第１２期 淮南煤田顾桥煤矿主采煤层瓦斯含量 变化规律分析 王亚 戴汀’ 李显春’郭红星。高江淮 （１．安徽省煤田地质局第一勘探队安徽淮南 ２３２０５２；２．淮南矿业集团顾桥煤矿安徽凤台２３２１５０） ０引言 形态宽缓，褶曲向东倾伏，延伸距离短，轴向北西西一东西，与 顾桥煤矿隶属于淮南矿业（集团）有限责任公司，位于安 丁集东北部的次级褶曲轴向相同。 徽省淮南市凤台县西北部，距凤台约２０ｋｉｎ，于２００３年１１月 区内断层发育．主要断层有Ｆ８１、Ｆ８４、Ｆ８５、Ｆ８６断层组， 断层组总体走向均为东西向。Ｆ８１断层组总落差超过５００ｍ， 开工建设，２００７年４月２８日正式投产，矿井设计生产能力 ５．ＯＭｔ／ａ，现核定生产能力为９．ＯＭｔ／ａ。分两个生产水平，第一水 是井田北部边界断层。 平一７８０ｍ，第二水平一９５０ｍ，顾桥矿属高瓦斯矿井，矿井总体 从逆断层与次级褶曲的配置关系分析，本区构造具有由 南向北的挤压性质。 为一南北走向、向东倾斜的单斜构造，地层平缓，瓦斯赋存条 件较好。 ②中部简单单斜区：位于Ｆ８７一Ｆ９２断层组之问，煤层走 井田内地层主要有奥陶系中下统、石炭系上统太原组、 向平直，变化不大，向东缓缓倾斜，断层稀少。 ③南部“ｘ”共轭剪切区：顾桥煤矿南部由北西向北东向 二叠系下统山西组及下石盒子组、二叠系上统上石盒子组及 石千峰组，可采煤层集中分布在煤系地层二叠系的中、下部， 两组断层构成“ｘ”共轭交叉断裂带，地层走向南北，向东倾 煤系地层厚约４５０ｍ，可采煤层共９层，全区可采的主要煤层 斜，倾角平缓，地层产状一般变化不大。Ｆ９２断层组～Ｆｌ１０断 为１３—１煤、１１－２煤、８煤、６—２煤及１煤。根据勘探钻孔资料， 层间北西向剪切带内因次级褶曲和较多断层使地层产状变 各主采煤层中瓦斯含量较高，从井下实际揭露１３—１及１１—２ 得复杂。 ④南部单斜构造区：本区浅部窄、深部较宽，边界断层为 煤层瓦斯情况来看，瓦斯相对涌出量及绝对涌出量均较大， 瓦斯压力较高。 Ｆ１１０和Ｆ２１１，Ｆ１１０、Ｆ２１１为北西向主要断层，期间北东向的 次级断层较为发育。总体上呈单斜构造，煤层倾角一般在６。 １地质概况 以下，局部达１３。～１５。。 １．１地质构造 １．２主采煤层 顾桥煤矿位于陈桥背斜东翼与 井田内全区可采的主要煤层５层：１３—１、１１—２、８、６－２、１ 潘集背斜西部的衔接带．总体构造 形态为走向南北，向东倾斜的单斜 构造，地层倾斜平缓，倾角５—１５。，并 发育不均匀的次级宽缓褶曲和断 层。根据次级褶曲和断层的发育特 征，可以划分为四个区（见图１）：北 部宽缓褶曲挤压区；中部简单单斜 区；南部“Ｘ”共轭剪切区；南部单斜 构造区 ①北部宽缓褶曲挤压区：位于 煤矿北部。大致相当于Ｆ８６ Ｆ８１断 层之间。地层向东倾斜，倾角平缓， 为５～１５０。因次级褶曲发育，使地层 走向呈波状形态。次级褶曲有小陈 庄背斜、胡桥子向斜、后老庄背斜， 它们起伏幅度不大，常被断层切割， 图１井田构造图 ｓｃＩＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮ。Ｌ。ＧＹ ＶＩｓＩ。Ｎ科技视界ｌ ２４１ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ￣Ｖｉｓｉｏｎ ２０１２年ｏ４月第１２期 科技视界 矿业科技 煤，平均总厚２０．２５ｍ，占可采总厚的８９％。１３—１煤层下距太 灰平均３５０ｍ。平均厚度４．２４ｍ，煤厚变异系数２３．９％，可采指 数１００％。煤层稳定；１ １－２煤层上距１３—１煤平均７０ｍ。平均厚 ２．８８ｍ，结构简单一较简单，含１层夹矸，上部砂岩发育，底板 以泥岩为主。煤厚变异系数２１．８％，可采指数１００％，煤层稳 定；８煤层上距１ １－２煤平均９０ｍ。平均厚２．５９ｍ米，结构简 单，局部含１层夹矸，煤层上部至９煤间砂体发育，具冲刷特 征，形成８煤冲蚀区，冲刷区大致呈东西向带状，使８煤缺失， 变薄，冲蚀最深处达７—２煤下，变异系数３４．６％，可采指数 ９２．３％，煤层顶板多为砂岩，底板一般为泥岩。煤层较稳定。非 冲刷带煤层稳定，厚度变异系数为２６．３％。６－２煤层平均厚 于断层附近，受断层影响，钻孔瓦斯统计资料比实际偏小）。 此外，在５个主采煤层中，６－２煤层瓦斯含量最高，５６个钻孔 平均瓦斯含量６．５１ｍ３／ｔ；１１－２煤层最低，４８个钻孔平均瓦斯 含量４．８８３ｍ￣。 ２．２采区瓦斯含量变化规律 中央采区１３—１煤层瓦斯含量０．０５５１～１２．２２６ｍ￣ｔ，平均 ５．３８０ｍ３／ｔ。南区１３一ｌ煤层瓦斯含量０．７７ １３．５８９９ｍ￣，平均 ５．１４１４ｍ￣ｔ。根据以上数据回归得出１３—１煤层瓦斯含量与埋 深关系如下： ３．５６ｍ，煤层单一，结构简单 较简单。顶底板多为泥岩。变异 系数２２％，可采指数９９．５％，煤层稳定；１煤层平均厚６．３４ｍ， 结构简单一复杂，具Ｏ一３层夹矸，局部夹矸厚达４．６４ｍ，使１、３ 煤层分层出现。煤层顶底板多为砂质泥岩。煤厚变异系数 ２４．４％。可采指数１００％，属稳定煤层。 ２瓦斯含量变化规律 ２．１主采煤层瓦斯含量 中央采区１１—２煤瓦斯含量０．０２８８—１０．１２００ｍ￣，平均 ４．１８３０ｍ￣，南区瓦斯含量１．６９１５～１２．４５１３ｍ￣，平均５．７８３ｍ￣， 根据勘探钻孔揭露５个主采煤层的瓦斯含量资料，将各 煤层可燃气含量、成份分三个水平列入表２—１。 表２—１ 各主采煤层瓦斯含量统计表 煤层 水平 可燃气含量（ｍ３Ｉｔ） 南区的１１—２煤层瓦斯含量要比中央区大，南区和中央区划分 成两个瓦斯地质单元。 煤层埋藏深度的增加不仅会使煤层和围岩的 透气性降低，而且瓦斯向地表运移的距离也增大。 根据以上数据回归得出１ ｌ一２煤层瓦斯含量与埋深 关系如下： 可燃气体成分（％） 样数 最大值 平均值 平均值 最大值 平均值 —７８０ｍ以上 ４７ ２１ １３．５８９９ ５．２３ｌ２ １２．２２６ ５．６０４８ ５．８３６ ９１．８６ ５７．４７０８ ９６．９１ ７１．１４１４ １３－１ —７８０～一１ｏ（）ｏｍ —１０００ｍ以下 —０ ２４ ２４ ｜ ｜ ， ９３．７ ４．８８３ ９６．９７ ／ ６６．１９５４ ５１．０９８７ ７８Ｏｍ以上 １２．４５１３ ５．６Ｏ９６ １０．１２ ４．１５６４ １１－２ —７８０一一１ｏｏＯｍ —１０００ｍ以下 —Ｏ １５ ３０ ／ ／ ， ／ ７８０ｍ以上 ｌ５．３９ｌ９ ５．６４０４ ｌ１．２９ ５．４５２９ ５．６８ ９６Ｉ２７ ６１．４８８６ ９９．５９ ５７．０７３６ ８ —７８０一一１Ｏｏｏｍ —１０００ｍ以下 —１ １７ ３０ ７．２１ ７．２１ ９４．４３ ９４．４３ ７８０ｍ以上 １２．５２４５ ６．２４８６ １５．０５３ ５．８３９７ ６．５ｌ ９７．５７ ７４．７４８８ ９４．５８ ６５．０９６３ ６－２ —７８０～一１Ｏ０ｏｍ —１０００ｍ以下 —９ １０ ２３ １４．０２ ７．６４ ９１－８３ ８７ ５．８７ ９５．８７ ５４．７１５５ ６５．４８ ６６．１５ ３影响瓦斯含量变化因素 ３．１地质构造 在众多的地质因素中，造成瓦斯分布不均的主 ７８０ｍ以上 １１．７８７７ ４．５４６７ １４．６６５６ ６．１４８９ １ －７８０一一１ｏｏ０ｍ —１０００ｍ以下 ２５ １４．２６ ６．１４ ９１．８３ ５７．８３ 要影响因素是地质构造．地层的褶曲和断层可以使 井田范围内１３—１、１１－２、８、６—２、１煤等五个主要煤层的 ２７６个瓦斯煤样，采集深度在－－４８０—１１５７ｍ之间。具体分布隋 况为：１３～１煤层６８个、１１－２煤层４８个、８煤层４６个、６－２煤 层５６个、１煤层５８个。 从表２－１中可以看出，同一煤层随埋深增加，瓦斯含量 瓦斯逸散，也可以使其在局部富集，以致形成井田 各块段间瓦斯含量的差异。构造变动可以破坏煤层尤其是厚 煤层某些地段的原生结构，使煤体强度降低，气体运移受阻， 导致局部瓦斯压力、瓦斯含量增大，发生煤与瓦斯突出的倾 向性增强，成为矿井瓦斯的突出点。２００９年元月，南区一７９６ｍ 呈逐渐增大趋势（１ １－２煤层在一７８０ｍ以下由于多个钻孔分布 进风提料斜巷揭露落差４０ｍ的Ｆｌ１４断层（下转第２６８页） ２４２ ｆ科技视界ｓｃＩＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮｏＬ０ＧＹⅥｓＩｏＮ Ｉ Ｉ Ｉ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ ２０１２年０４月第１２期 科技视界 理论争鸣 源丰富程度的一个客观指标 。世界自然保护联盟在《生物多 效防止动物逃逸而且还能把游客对于动物的干扰降到最低 样性公约指南》中指出：“野生动物物种主要的迁地保护机构 的围栏系统。 是动物园和水族馆” 。在生态动物园里，动物园的功能更多 地强调动物与环境的和谐共处，建立比较完善的生态系统和 ３结语 多样化的景观，研究动物的生活习性和运动规律，然后根据 生态动物园将是我国城市动物园发展的美好前景，而当 此合理规划景观环境，并设计还原动物原生境，为动物提供 前，有不少动物园打着“生态化”的旗号，却跟仍沿用传统城 适应的栖息地和活动空间，让动物能够健康生长又能通过运 市动物园的模式。生态动物园的发展设计必需依托多学科的 动保持其活力，为遗传多样性的产生创造条件，发挥动物园 发展，如景观学、风景园林学、动物生态学以及景观态学。所 在生态保育方面的作用。 以在我国要建立生态动物园任重而道远，需要各领域人才的 就动物的容纳量方面。自然界中．一定的自然环境对野生 通力合作。ｅ・ 动物的容纳量是较为恒定的，超越容纳量的上域大量养殖动 物，不仅会造成环境破坏，而且还会引发动物抢食的争斗、逃 【参考文献】 逸．最终导致动物饥饿、疾病和生殖力降低。生态环境状态越 ［１］曾至杨．沈阳森林野生动物园死虎事件的反思［Ｊ］．环境教育，２０１０ 好，其容纳量就越大。而在动物园中，人工改造措施，如投料、 （５）：２７－２８． 建造巢穴有助于提高容纳量．不同的动物对于环境有不同的 ［２］刘丽．由国际动态谈动物园未来［Ｊ】－世界动物园科技信息，２００４（５）： 要求，所以在动物园设计时，应合理规划，利用更多的空间， ５５—５７． 让适宜的动物和平共处在一个环境当中，这样，既可缓解不同 ［３］吴其锐．城市动物园开放式生态化展示体系研究［Ｊ】．广东园林， 物种之间的资源争夺，又可增加单位面积的动物容纳量。 ２００６，３０（１）：６０－６２． ［４］刘延秋，张贵军．城市动物园生态园林建设：本溪市动物园动物园 而合理运用植物配置可有效地防止动物在陌生环境中 生态园林建设中有关问题的探讨ｒＪ】．动物园，２００６，８（２）．４１＿４２． 的紧张不安恐惧感，营造出适合动物生活的栖息所。并且选 ［５］金云峰，黄玫．我国城市动物园规划中物种多样性的实施途径 ． 择一些抗病能力强，能供动物食用的植物，这样既能让动物 中国园林，２００５（１２）：２８—３０． 吃上新鲜的食物，又能防止环境污染。此外，防止动物的逃逸 是动物园必须考虑的问题，要摆脱传统的铁笼，建立不仅有 ［责任编辑：王洪泽］ （上接第２４２页）时，从迎头断层裂隙中涌出瓦斯，造成采区 ４结论 回风探头超限，最大浓度达到１．０４％。 ４．１顾桥矿井为单斜构造，地层平缓，瓦斯赋存条件较好，属 ３．２围岩结构 高瓦斯矿井，根据勘探钻孔资料，各煤层中瓦斯含量较高，从 瓦斯含量表现为煤的孔隙率越高．瓦斯含量越大，围岩 井下实际揭露１３—１及Ｉ １－２煤层瓦斯情况来看，瓦斯相对涌 岩性越致密，瓦斯含量越高。顾桥九７孔１１－２煤层顶板是厚 出量及绝对涌出量均较大，瓦斯压力较高。 的裂隙发育的中细砂岩，此处煤层可燃气含量只有 Ｏ．０２８８ｃｍ３／ｇ，断层附近的瓦斯含量可能偏低，顾桥九１６、构１ ４．２同一煤层随埋深增加，瓦斯含量呈逐渐增大趋势，五个主 孔分别位于Ｆ１０４、Ｆ１０９附近，１煤瓦斯含量偏低。在同一层煤 采煤层中，６－２煤层瓦斯含量最高，５６个钻孔平均瓦斯含量 的平行样中上部样品瓦斯含量较高，顾桥五２７孔Ｉ煤的上 ６．５ｉｍ３／ｔ：１１－２煤层最低．４８个钻孔平均瓦斯含量４．８８３ｍ３／ｔ。 ４．３瓦斯含量的大小与煤层围岩结构、构造、埋藏深度等因 部含量为６．２８５７ｅｍ３／ｇ，下部为３．９８２６ｃｍ３／ｇ。 煤层顶底板砂岩裂隙发育处往往积聚瓦斯．在近煤层顶 素有关．造成了瓦斯不同的贮存、运移条件，导致煤层瓦斯含 底板砂岩出水时也常有瓦斯集中涌出现象。南二采区１１—２ 量分布的不均一性。ｅ 胶带机大巷在１１－２煤层底板砂岩中掘进时，曾出现裂隙内积 聚瓦斯集中喷出现象：１４１４（１）运顺底板巷掘进在无地质构造 【参考文献】 ［１］夏森林．顾桥煤矿瓦斯分布规律初探叨．煤炭技术，２００５，９，２４（９）． 的情况下打锚索眼时出现顶板砂岩出水并向外喷瓦斯现象。 ［２１１１春光，姜波，朱慎刚，李长贵．淮北祁南井田瓦斯赋存规律及影 ３．３埋藏深度 响因素分析［Ｊ］．中国煤炭地质，２０１０，１，２２（１）． 煤层埋藏深度是控制瓦斯的主要地质因素，直接影响到 瓦斯含量、瓦斯压力和瓦斯赋存条件，一般来说，煤层埋藏越 ［责任编辑：王静］ 深，瓦斯压力越大，瓦斯压力随着埋藏深度增加趋于增大的 正相关关系。 ２６８ ｌ科技视界 ｃ ＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮ。Ｌ。ＧＹ Ｖ ｓ 。Ｎ