石台煤矿瓦斯涌出规律分析

【摘要】分析了石台煤矿瓦斯涌出特点，研究了影响瓦斯涌出的地质因素，其主要有断层和褶曲、岩浆岩侵蚀、回采顺序等。研究成果对认识全矿井的瓦斯分布特点，指导安全生产具有一定的现实意义。

【关键词】矿井；瓦斯涌出；小断层；岩浆侵蚀；褶曲构造；回采顺序

根据矿井历年瓦斯等级鉴定及生产期间实测资料，随着回采水平的逐步延深和开采强度的日趋加大，石台矿井绝对瓦斯涌出量整体上呈增高趋势。根据生产期间的实际资料反映，采、掘进程中瓦斯涌出量受煤厚、地质构造及岩浆岩侵蚀程度等因素影响较大。本文根据当前掌握的实际资料状况，对瓦斯涌出与煤巷掘进期间揭露小断层、岩浆侵蚀影响、褶曲构造及回采顺序等因素之间的关系进行初步分析。

1矿井煤层地质概况

淮北矿业集团石台矿业位于安徽省淮北市东北，距淮北市15km，井田面积19.78km2。矿井含煤地层为石炭、二迭系，主采煤层位于二迭系。3煤层为井田内主要可采煤层，煤层厚0～7.72m，平均煤厚2.79m，较稳定，可采点平均煤厚3.36m。石台井田位于闸河复式向斜的中部，张庄向斜西翼，主体构造为张庄向斜，以Fj2断层为界，南部以褶曲为主，北部以断裂为主。区内岩浆侵蚀广泛，主要侵蚀Fj2断层以东的大部分地区。

2矿井瓦斯涌出情况

石台矿从1992年起，矿井的相对涌出量均大于10m3/t，最大值达到了23.98m3/t，平均相对涌出量为15m3/t左右；矿井的绝对涌出量两个峰值分别达到了35.14m3/min和35.20m3/min，分别发生在1993年和2005年，相对涌出量分别为23.4m3/t和11.89m3/t，且有增加的趋势，也有减少的趋势。这是由于产量增加或降低以及采深逐渐增加造成的。

3瓦斯涌出与各个条件的关系

3.1瓦斯涌出与小断层的关系

本次研究过程别对掘进煤巷揭露落差10m以下小断层时及揭露断层前后的瓦斯涌出数据进行了统计分析，发现在大部分情况下瓦斯涌出量并无明显变化，且有略微降低趋势。而在少部分地区瓦斯涌出量却明显增大，例如Ⅲ313切眼回采期间揭露两条断层时，瓦斯涌出量达到临界值，严重影响了工作面的正常生产。Ⅲ315掘进时遇到一落差6.0m的正断层，瓦斯涌出也呈现异常增大现象。

3.2瓦斯涌出与岩浆侵蚀的关系

（1）岩浆侵蚀比较严重的区域，由于煤层大部分变成天然焦而致使瓦斯赋存量的减少，瓦斯涌出量也相应降低。这可以从南部采区的Ⅰ5、Ⅱ1采区回采期间分别在岩浆侵蚀区内外的瓦斯涌出量显著变化特征得到反映，以Ⅱ1辅助采区最下部阶段且临近Ⅲ1采区的23117和23118工作面瓦斯涌出量统计数据为例，通过如下图表示。

（2）在北四采区的13线～F3断层之间存在一瓦斯富集带，在此区域内巷道掘进和工作面回采时，经常出现瓦斯异常现象。这主要是因为在该区域岩浆岩侵蚀程度较弱或没有侵蚀，同时煤厚相对较大的原因所致。

3.3瓦斯涌出与褶曲构造的关系

以南部的Ⅰ5、Ⅱ1采区为例，其浅部同时存在着黄庄向斜、南丁向斜及南三背斜等比较大的褶曲构造，煤层赋存整体上表现为高低起伏的复合褶曲特征，区内特别是复合褶曲的过度地带多形成应力集中区，从而导致了高瓦斯赋存下的高瓦斯涌出量。如2358、2319、23512、23115、23113等工作面相对瓦斯涌出量均在6.5m3/t以上，属于局部高瓦斯区。而当煤层在较深的范围（标高-430m左右的23117和23118工作面）和井田南部边界，煤层产状变化趋于稳定时，相对瓦斯涌出量又大幅度下降到5m3/t左右。说明褶曲构造及其过度区域是高瓦斯涌出异常区，回采期间应该加强通风和安全管理。

3.4瓦斯涌出与回采顺序的关系

石台矿在开拓和采掘生产过程中经常根据实际情况采用跳采方式。根据整理、计算的瓦斯涌出资料，前期先行开采的工作面瓦斯涌出量一般较大，而后期开采的工作面即使埋深增加，瓦斯涌出量也会大幅度降低。如23112工作面回采时间为2001年，其平均相对瓦斯涌出量大于6m3/t；而处于其深部阶段23111工作面，回采时间在23113工作面收作以后的2004年，上部的2319工作面也于2002年回采结束，其相对瓦斯涌出量仅4.97～7.52m3/t。这是由于上、下工作面回采期间已经释放了大量的23111工作面煤层瓦斯所致。

同时，由于以上回采方式及复杂地质构造的影响，石台井田的南部采区瓦斯涌出量与煤层埋深之间的线性关系不太明显；北部四采区瓦斯涌出总体上也表现为这种特征。

4结论

矿井瓦斯涌出量受地质构造影响明显，遇正断层发现大部分情况下瓦斯涌出量并无明显变化，且有略微降低趋势，而在少部分地区瓦斯涌出量却明显增大。岩浆侵蚀比较严重的区域，由于煤层大部分变成天然焦而致使瓦斯赋存量的减少，瓦斯涌出量也相应降低。比较大的褶曲构造煤层赋存整体上表现为高低起伏的复合褶曲特征，区内特别是复合褶曲的过度地带多形成应力集中区，从而导致了高瓦斯赋存下的高瓦斯涌出量。

参考文献：

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[4]于不凡.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册[M].北京：煤炭工业出版社，2005.

作者简介：

杨士光（1977—），男，安徽阜阳市人，助理工程师，现从事通防管理技术工作。