【正文】 治煤與瓦斯突出，各產(chǎn)煤國都投入了大量的人力、物力和財力，并建立了專門的研究機構(gòu)對其進(jìn)行研究，特別是對高、突瓦斯礦井的研究。近年來，少數(shù)低瓦斯礦井由于瓦斯規(guī)律不明，平時對突發(fā)的局部瓦斯異常涌出疏于防范，重視不夠，連續(xù)發(fā)生一系列重大的礦井瓦斯事故，給國家和人民的生命、財產(chǎn)造成不應(yīng)有的損失，引起了煤炭行業(yè)的廣泛關(guān)注，低瓦斯礦井的瓦斯研究工作也日益受到人們的重視。 瓦斯分布與煤的形成密切相關(guān)，又與煤層形成之后各種地質(zhì)變化和構(gòu)造變動 密切相關(guān)，煤系地層在后期地質(zhì)構(gòu)造的改造作用下，煤體結(jié)構(gòu)破壞、比表面積增大、地應(yīng)力集中，為瓦斯的運移和賦存提供了條件 。同時地質(zhì)構(gòu)造破壞了圍巖的結(jié)構(gòu)，影響瓦斯的滲透和擴散，因此地質(zhì)構(gòu)造是影響瓦斯的賦存主要因素，已經(jīng)成為當(dāng)今瓦斯研究工作的熱點。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國對煤層瓦斯賦存和分布地質(zhì)條件的研究更為廣泛。上個世紀(jì) 60 年代，撫順煤礦安全研究所就開始了瓦斯賦存地質(zhì)條件的研究，指出瓦斯的賦存與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。我國較系統(tǒng)地開展瓦斯地質(zhì)工 作是在 70 年代，焦作礦業(yè)學(xué)院和四川礦業(yè)學(xué)院先后成立瓦斯課題研究組，開展了大量的瓦斯地質(zhì)調(diào)研工作，均取得了相應(yīng)的成果。 80 年代，焦作礦業(yè)學(xué)院楊力生 (1983)領(lǐng)導(dǎo)的瓦斯地質(zhì)編圖組是全安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 第 2 頁 共 25 頁 國瓦斯地質(zhì)研究的普及 。瓦斯區(qū)域論的提出標(biāo)志著地質(zhì)條件 對瓦斯賦存控制理論的形成，闡述了瓦斯分布和突出分布的不均衡性、分區(qū)分帶 性與地質(zhì)條件有關(guān)，并受地質(zhì)因素制約。張祖銀 (1992)對我國瓦斯地質(zhì)規(guī)律的研究指出，煤層中高瓦斯含量是突出的地質(zhì)基礎(chǔ)，構(gòu)造煤是突出的必要條件，壓 性和壓扭性構(gòu)造的發(fā)育是導(dǎo)致突出的重要因素，它有助于構(gòu)造煤的形 成和在地應(yīng) 力條件下有助于高壓瓦斯的聚積。 20 世紀(jì) 90 年代末至今，是我國煤炭行業(yè)高速發(fā)展的時期。隨著國民經(jīng)濟的 需要，煤炭開采的深度和難度也越來越大，瓦斯的賦存和分布情況越來越復(fù)雜， 瓦斯災(zāi)害等礦難事故出現(xiàn)的頻率越來越高。人們在研究瓦斯突出的機理和防治措 施時，注意力集中到構(gòu)造煤上。瓦斯分布與構(gòu)造煤的形成密切相關(guān)，又與煤層形 成之后各種地質(zhì)變化和構(gòu)造變動密切相關(guān)。在影響礦井瓦斯的諸多地質(zhì)因素中， 一致認(rèn)為地質(zhì)構(gòu)造是非常重要的因素。 根據(jù)不同礦區(qū)以及同一礦井不同地段瓦斯分布的不均勻性這一現(xiàn)象 ，周克友 在文獻(xiàn)中論述了礦井瓦斯的分布與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，指出了高瓦斯礦井和低瓦斯礦井都存在預(yù)防瓦斯事故的問題。王生全等通過分析地質(zhì)構(gòu)造與煤層瓦斯含量、涌出量及煤與瓦斯突出之間的關(guān)系，總結(jié)出地質(zhì)構(gòu)造控氣 (煤層瓦斯 )的四種類型對礦井開展瓦斯預(yù)測與防治有指導(dǎo)作用。張國輝等用地質(zhì)動力區(qū)劃方法，分析了淮南煤田瓦斯賦存狀態(tài)與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，認(rèn)為淮南煤田處在兩個相交的凹地區(qū)域，它決定了淮南煤田的富含瓦斯性，指出煤田處于長期沉降，具備了瓦斯突出的地質(zhì)動力條件。劉紅軍通過對長平礦井的區(qū)域地質(zhì)條件進(jìn)行分析，結(jié)合井下采掘過程 中發(fā)育的地質(zhì)構(gòu)造及其采掘工作面的瓦斯涌出情況，總結(jié)顯現(xiàn)規(guī)律，揭示地質(zhì)構(gòu)造特征與瓦斯賦存條件兩者之間的關(guān)系，為今后采掘過程中提高地質(zhì)和瓦斯預(yù)測預(yù)報準(zhǔn)確度積累經(jīng)驗，可有效地指導(dǎo)井下生產(chǎn)，杜絕災(zāi)害事故發(fā)生。 不同的構(gòu)造形態(tài)的性質(zhì)和成因不同，因而對瓦斯的控制作用不同?？道^武從對褶皺變形與煤層瓦斯聚集的關(guān)系，提出了褶皺控制煤層瓦斯的 4 種基本類型 。從理論上解釋了褶皺軸部具有聚集和逸散瓦斯雙重性的原因，為褶皺發(fā)育區(qū)進(jìn)行 瓦斯災(zāi)害預(yù)測提供了依據(jù)。宋榮俊等在研究斷裂構(gòu)造對劉橋二礦的瓦斯分布起重要的控制作用，指出大中型 張扭性斷層及壓扭性逆斷層分別起一定的釋放和封閉作用，瓦斯在小型的斷裂構(gòu)造附近易午集聚，在礦井生產(chǎn)過程中常造成瓦斯異常涌出等事故。宋三勝等根據(jù)生產(chǎn)實踐中揭露的構(gòu)造資料結(jié)合瓦斯監(jiān)測資料，詳細(xì)分析了瓦斯涌出與構(gòu)造的關(guān)系，探討了中小斷層構(gòu)造控制瓦斯的規(guī)律，論述了中小斷層構(gòu)造與工作面瓦斯涌出的關(guān)系，為礦井安全生產(chǎn)及瓦斯治理提供了基礎(chǔ)和依據(jù)。另外，影響瓦斯賦存的地質(zhì)構(gòu)造的探測技術(shù)己經(jīng)很成熟，主要是紅外線和地質(zhì)雷達(dá)這兩種探測方法。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 第 3 頁 共 25 頁 國外研究現(xiàn)狀 在國外，以蘇聯(lián)、法國、英國、澳大利亞等國對瓦斯地質(zhì)方面研究較為詳細(xì)。其 中，法國早在 1914 年已設(shè)立了“防治煤與瓦斯突出的專門委員會”，從地質(zhì)的角度研究瓦斯的分布規(guī)律，防治突出。前蘇聯(lián)自 50 年代就開始了瓦斯地質(zhì)研究，與 1951 年設(shè)立了“防止煤和瓦斯突出中央委員會”，通過研究，指出瓦斯的分布受地質(zhì)因素控制，具有不均勻分布的規(guī)律性，與構(gòu)造復(fù)雜程度、煤層圍巖、煤變質(zhì)程度有關(guān)。英國的 DAVID P 提出在煤系地層中地質(zhì)構(gòu)造對瓦斯的賦存狀態(tài)和分布情況的影響起主導(dǎo)因素門，建議加強地質(zhì)構(gòu)造的演化與瓦斯地質(zhì)規(guī)律的研究。澳大利亞的 Jshherd (1981)對地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯突出的關(guān)系也作了廣泛的研究。 目前，一致認(rèn)為，煤層瓦斯的賦存狀態(tài)和影響瓦斯災(zāi)害的地質(zhì)條件是含煤地層經(jīng)歷歷次構(gòu)造運動演化的結(jié)果。 Bibler 等學(xué)者 [9]在研究全球范圍的瓦斯涌出現(xiàn)象時，指出礦區(qū)構(gòu)造運動不僅影響煤層瓦斯的生成條件，而且影響瓦斯的保存條件。英國的 Frodsham K 等 人 認(rèn)為地質(zhì)構(gòu)造對煤層的影響是在構(gòu)造擠壓、剪切作用下，煤層結(jié)構(gòu)破壞，形成發(fā)育廣泛的構(gòu)造煤，為瓦斯的富集提供了載體。 Huoyin Li 等人通過模擬試驗證實了構(gòu)造煤是瓦斯的富集體，并指出構(gòu)造煤廣泛發(fā)育煤田中地質(zhì)構(gòu)造附近。 研究內(nèi)容 瓦斯賦存條件和分 布情況主要是受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造控制，同時也受局部地質(zhì)條 件的影響。它們與地質(zhì)歷史上古構(gòu)造應(yīng)力的強弱有密切關(guān)系。井田地質(zhì)構(gòu)造控制 煤厚變化，而地質(zhì)構(gòu)造、煤厚變化又控制或影響著煤體結(jié)構(gòu)類型的分布，主要表 現(xiàn)為瓦斯賦存的控制。因此研究瓦斯必須與地質(zhì)條件相結(jié)合，探索地質(zhì)構(gòu)造、沉 積環(huán)境、地質(zhì)活動與瓦斯生成、運移、賦存及釋放的相互作用關(guān)系。地質(zhì)構(gòu)造及 煤體變形，都是在成煤后期改造作用形成，由于地質(zhì)構(gòu)造特征是對礦區(qū)或礦井總 體上起控制作用的構(gòu)造，往往對煤和瓦斯的分布具有顯著的作用和明顯的差異。因而選擇研究 回坡底 礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu) 造對煤層瓦斯的控制作用，掌握瓦斯分布規(guī)律和儲存狀態(tài)，防治礦井瓦斯災(zāi)害，確保煤礦安全生產(chǎn)，有著重大的意義。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 第 4 頁 共 25 頁 圖 11 回坡底礦交通位置圖 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 第 5 頁 共 25 頁 2 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概況 交通位置 回坡底煤礦隸屬于霍州煤電集團公司。其礦井工業(yè)場地位于山西省洪洞縣城西北劉家垣鎮(zhèn)回坡底村東 處，距洪洞縣城 25km，距趙城發(fā)煤站 17km，緊鄰趙（城） — 克（城）公路，公路交通方便。 地形地貌及河流 礦區(qū)位于呂梁山南端東麓，汾河西岸，地形切割強烈，溝谷縱橫形成了以黃土梁、塬、 峁為特征的低山基巖丘陵地貌。主要山梁走向近南北向，溝谷縱橫，地形復(fù)雜。最高點位于區(qū)西北邊界溝北村東北山梁，標(biāo)高 ，最低點位于東北邊界溝谷，標(biāo)高 ，相對高差 。 本區(qū)地表水屬汾河流域黃河水系。本區(qū)東部邊界申村～張泉村一線南北向山梁，形成了小型分水嶺，其西側(cè)沖溝水向南匯集于洪洞午陽河，然后向南東經(jīng)洪洞許村注入汾河；其東側(cè)沖溝水向北東匯入團柏河，然后向南東經(jīng)洪洞縣干河村北注入汾河。區(qū)內(nèi)溝谷旱季干涸，雨季洪水猛漲，雨停則銳減為細(xì)流或干涸，總述區(qū)內(nèi)河流屬季節(jié)性河流。 氣象 本區(qū)地處低山黃土丘陵區(qū)，四季分明，晝夜溫差較大。據(jù)洪洞縣氣象站觀測資料，降水量 － ,年平均降水量 ,蒸發(fā)量 －,年平均蒸發(fā)量 ,蒸發(fā)量大于降水量 ，冬春少雨，夏末秋初雨水較大，且多集中在 9 三個月。年平均氣溫 ℃ ,結(jié)冰期在 11月下旬至次年 3 月上旬 ,最大凍土深度為 530mm。無霜期 180 天左右。夏季多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，最大風(fēng)速 18m/s，屬溫暖帶季風(fēng)型大陸氣候。 地震 據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》 ，該區(qū)地震動峰值加速度為 ，相當(dāng)于地震烈度 8 度區(qū)。 礦井周邊小窯情況 井田內(nèi)小煤窯全部開采 2號煤層，并且已經(jīng)全部徹底關(guān)閉，根據(jù)對小煤窯開采情況的調(diào)查，各小煤窯均無越界現(xiàn)象。 農(nóng)業(yè)概況及建材供應(yīng)等情況 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 第 6 頁 共 25 頁 本區(qū)多為山地，農(nóng)產(chǎn)品主要有小麥、棉花、玉米、谷子、高粱、薯類、大豆等。工業(yè)生產(chǎn)以煤炭、電力、建材、化工為主。 水源情況 井田內(nèi)無經(jīng)濟、可靠的地表水可利用。地下奧陶系石灰?guī)r含水層可做為礦井永久水源之一，但需做進(jìn)一步的勘探工作。礦井建成后，井下正常排水量為 500— 850m3/h，經(jīng)處理后可作為井下消防灑水及地面生產(chǎn)、防塵灑水、綠化等用水水源。 電源情況 礦井采用 35KV 雙回路電源，分別引自趙城 110KV 變電站和三交河礦 110KV變電站 35KV 母線，礦井工業(yè)場地、二號風(fēng)井場地分別建有 35KV 變電所。下井電纜分別經(jīng)主斜井、二號進(jìn)風(fēng)立井敷設(shè)至井下。 井田界限 原山西汾河焦煤股份有限公司回坡底煤礦采礦權(quán)已經(jīng)山西省國土資源廳批準(zhǔn)，采礦證號為 C1400002020091220206032，登記面積為 ，批準(zhǔn)開采10 號、 11 號煤層，本次擴界后井田形態(tài)呈北東 — 南西向長條多邊形分布，北東— 南西長約 9km，北西 — 南東寬約 4km，面積為 。井田范圍：本井田位于萬安詳查區(qū)的北部，團柏擴區(qū)西部，其拐點座標(biāo)為： X= Y= X= Y= X= Y= X= Y= X= Y= X= Y= X= Y= X= Y= X= Y= X= Y= 1 X= Y= 井田地質(zhì)特征 地層 本區(qū)大部被新生界地層覆蓋，僅在溝谷中自南東向北西依次零星出露山西組 、下石盒子組及上石盒子組地層。根據(jù)鉆孔揭露，地層自下而上簡述如下： 奧陶系中統(tǒng)峰峰組 (0) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 第 7 頁 共 25 頁 區(qū)內(nèi)北部地面局部出露；鉆孔中一般只揭露其頂部 520m。僅 99 號鉆孔揭露厚度較大，揭露奧灰 ，其余探巖溶鉆孔揭露