汾西礦業宜興礦2號煤層瓦斯賦存條件研究

宋 泮 亮

(山西省地質勘查局二一三地質隊,山西 臨汾 041000)

0 引言

山西汾西宜興煤業有限責任公司隸屬于山西焦煤汾西礦業集團有限責任公司，核定生產能力180萬t/年。該礦位于山西孝義市驛馬鄉劉家莊村、孟南莊村一帶，地理坐標為東經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，煤系地層的基底為奧陶系灰巖，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山西組和石炭系上統太原組。井田地質構造為一向斜和一背斜組合構造，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°。井田內斷層和陷落柱較發育，以落差小于5 m的正斷層為主。

1 瓦斯賦存規律研究

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。可采性指數為0.93，大部分可采，厚度變異系數為39%，煤層較穩定。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的泥巖，色澤較亮，新鮮斷面上與煤層有明顯區別，泥巖夾矸層理發育與煤的分界清楚。煤層頂板為泥巖、砂質泥巖，局部為細砂巖，厚度變化大，底板為泥巖或砂質泥巖。井田中東部大片被開采。

經測定，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

根據山西省煤炭工業局綜合測試中心的測試結果，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律。

2 瓦斯涌出量預測

宜興礦現開采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。采區工作面的瓦斯來源于本煤層涌出。礦井瓦斯涌出量預測結果，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。

測試結果表明，本區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，結合生產礦井的實際生產資料(據原孟南莊礦方提供，2號煤層井下生產中瓦斯相對涌出量為4.0 m3/t左右)，本區宜定為低沼氣礦井。但應注意勘探階段化驗室的瓦斯測試結果與實際開采階段的瓦斯鑒定結果有所不同。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，應加強礦井瓦斯地質工作的分析，研究和判斷，對瓦斯富集地段應高度重視。

根據調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。可見，2號煤層瓦斯含量隨埋深增大。

3 結語

經測定，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域突出區域。根據瓦斯含量測量結果，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。