【正文】 量與暴露時間的平方根近似成正比。在采樣過程中，標定提升煤芯和煤樣在空氣中的暴露時間。這樣既減少了鉆孔采樣的困難、提高了含量測定成功率，又不影響正常施工鉆進。鉆具提至地面后，卸下已裝有煤芯的煤芯管，送到實驗室進行脫氣，得出煤層甲烷含量。 5 生產(chǎn)礦井瓦斯情況 目前，安陽鑫龍煤業(yè)（集團）所屬礦井均為煤與瓦斯突出礦井和高瓦斯礦井，瓦斯參數(shù)、突出情況及礦井等級如表 22。開采水平 220m，最大采深 500m。 4 圖 21 交 通 位 置 圖 二、 礦區(qū)生產(chǎn)礦井開采及瓦斯概況 礦區(qū)生產(chǎn)礦井開采 概況 安陽鑫龍煤業(yè)集團 龍山礦開采主要依據(jù)《河南省安陽煤田天喜鎮(zhèn)井田地質(zhì)精查報告》，始建于 1968 年， 1978 年 12 月建成投產(chǎn)，設計生產(chǎn)能力 50 萬噸 /年，設計服務年限 68 年。 礦井水文地質(zhì)簡單，正常涌水量 180m3/h。；煤塵爆炸指數(shù)最高為 %，為無爆炸危險性煤層；煤自燃傾向性為三類不易自燃。 安陽鑫龍煤業(yè)集團龍山煤業(yè)公司由安陽礦務局龍山煤礦于 20xx年 7 月改制而成。 龍山煤礦 瓦斯治理技術(shù)研究 技術(shù)報告 2 目 錄 礦 區(qū) 概 況 ..........................................3 一、礦井基本概況： ..................................... 3 二 、礦區(qū)生產(chǎn)礦井開采及瓦斯概況 ......................... 4 礦區(qū)瓦斯分布特征 ........................................6 一、 煤層瓦斯資料及其評價 ............................... 6 二、瓦斯風化帶 ........................................ 9 三、瓦斯分布特征 ...................................... 10 影響瓦斯分布的主要地質(zhì)因素 ..............................13 一、地質(zhì)構(gòu)造控制 ...................................... 13 二、煤層埋藏深度 ...................................... 14 三、煤層特征 ......................................... 16 煤的變質(zhì)程度 ..................................... 17 水文地質(zhì)條件 ..................................... 20 巖漿活動 ........................................ 21 煤與瓦斯突出特征與機理 ..................................23 一、煤與瓦斯突出的特征 ................................ 23 瓦斯治理技術(shù) ...........................................27 一、瓦斯治理技術(shù)現(xiàn)狀 .................................. 27 二、煤與瓦斯突出預測技術(shù) ............................. 28 結(jié) 論 與 建 議 .........................................35 3 礦 區(qū) 概 況 一、礦井基本概況： 龍山煤業(yè)公司位于河南省安陽縣水冶鎮(zhèn)南約 6Km 處，南距鶴壁市17Km，井田東起 F165 斷層，西至 F303 斷層。始建于 1969 年， 1978 年簡易投產(chǎn)。 根據(jù) 20xx 年瓦斯等級鑒定結(jié)果，龍山煤礦為煤與瓦斯突出礦井，相對瓦斯涌出量為 ，絕對瓦斯涌出量為 。最大涌水量 300m3/h，目前礦井實際涌水量 100m3/h。 目前 實際生產(chǎn)能力為 40 萬噸 /年。自建礦以來累計開采了 萬噸，礦山平均回采率為 75％。目前各礦均建成有井下瓦斯抽放系統(tǒng)，井下瓦斯抽放系統(tǒng)運行正常， 20xx 年集團公 司共抽放純瓦斯 847 萬 m3。 （ 2） 集氣式 工作原理是在普通煤芯采取器的上部安裝帶閥門的集氣室，收集提鉆過程中煤芯泄出的瓦斯。該方法自 1973 年起在美國得到廣泛應用，撫順分院在 1978～ 1981 年期間經(jīng)過在我國一些煤田試驗后，改進了測定所用的儀器和工具，并已形成部標，在我國廣泛應用。 (2) 氣體解吸規(guī)律測定 煤樣裝罐后與氣體解吸速度測定儀連接，測定煤層甲烷解吸量與時間的關(guān)系。存在如下關(guān)系 （見式 61） attQ ??? 0b （ 61） 式中 ： Q——煤樣暴露時起至解吸測定時間為 (t0+t)時的氣體解吸總量， ml； t0——煤樣在解吸測定前的暴露時間， min； t0——21t +t2； t1——煤樣在鉆孔內(nèi)提鉆時間， min； t2——煤樣在地表解吸測定前的暴露時間， min； t——煤樣解吸測定時 間， min； a、 b——待定系數(shù)，可以根據(jù)最小二乘法求出。脫氣過程在撫順分院研制的 FH4 型脫氣儀上進行。G （ 62） 式中 ： W——煤層甲烷原始含量， ml/g； Q1——煤樣解吸測定過程累計解吸的氣體體積， ml； Q2——推算出的氣體損失量， ml； Q3——煤樣粉碎前的脫出氣體量， ml； Q4——煤樣粉碎后脫出的氣體量， ml； 8 G——煤樣重量， g。在損失氣體量計算中，除該法未考慮煤芯在鉆孔和空氣中解吸規(guī)律的差異及煤樣在鉆孔中解吸的開始時間未準確確定外，另一個重要原因是采用 t 式造成的。為保證資料的可靠性，并使各種 方法的測試結(jié)果之間具有可比性，有必要對收集到的地質(zhì)勘探期間鉆孔瓦斯含量進行評價和校正。 （ 3） 評價為 “不合格 ”、 “不采用 ”、 “漏氣 ”、 “灰分過高 ”、 “氧超限 ”、 “煤樣超重 ”、“廢 ”； 備注為 “未利用 ”的數(shù)據(jù) 。據(jù)此制定校正原則為：真空罐和集氣式測試的瓦斯含量分別乘以 和 ，解吸法乘以 1，當深度大于 500m 時，各種測試方法獲得的瓦斯含量均再乘以 ，見表 6－ 1。 以 CH4 成分 80%作為煤層瓦斯風化帶的分界線，瓦斯風化帶主要分布在煤田淺部地段，形態(tài)和煤層露頭大體一致。 10 三、 瓦斯分布特征 經(jīng)過評價和校正 ， 安陽礦區(qū)共有合格的 鉆孔煤層瓦斯樣 72 個， 目前所開采的 均為二 1 煤層 。 表 63 安陽礦區(qū)鉆孔煤層瓦斯資料一覽表 序號 井 田 鉆孔數(shù) 最大值 /m3/t 平均值 /m3/t 埋深 /m 平均埋深 /m 1 紅嶺 13 ~ 2 主焦 5 ~ 3 彰武 倫掌 5 ~ 4 龍宮勘探區(qū) 19 ~ 5 龍山 8 ~ 6 大眾 7 ~ 7 北善應 4 ~ 通過對安陽礦區(qū)主采煤層二 1 煤瓦斯資料分析研究，其瓦斯分布特征（圖 61）主要表現(xiàn)在： ① 南北呈條帶狀分布。 ③ 向斜構(gòu)造的翼部、仰起端瓦斯含量相對較高，而核部及接近核部瓦斯含量相對較低。又如，龍山瓦斯遞增率為 m3/t/hm，處于177。 12 圖 61 安陽礦區(qū)瓦斯地質(zhì)圖 13 影響瓦斯分布的主要地質(zhì)因素 煤層瓦斯主要以吸附狀態(tài)和游離狀態(tài)賦存于煤層 中，二者在一定溫壓條件下保持動態(tài)平衡。烏斯別斯基根據(jù)地球化學與煤化作用反應物與生成物平衡原理，計算出各煤化階段的煤生成的甲烷量，如表 71 所示。在聚煤期，構(gòu)造控制著含煤地層和煤層發(fā)育的特征，在聚煤期后，構(gòu)造特征及其演化通過對 瓦斯地質(zhì)條件的改變 ，不僅對煤 層瓦斯的生 成 、 賦存 產(chǎn)生影響，而且直接控制煤層瓦斯的運 移 、 聚集 、保存 特征，從而決定著煤層瓦斯的 分布 規(guī)律。同時龍山礦受龍山向斜、馮家垌背斜控制，大眾礦受銅冶背向斜與安林向斜控制，造成瓦斯分布不均衡， 在褶皺 轉(zhuǎn)折端瓦斯含量 較高，這是因為在封閉的條件下，瓦斯向上運移的結(jié)果。在其它條件近似，煤層圍巖封閉條件較好的情況下，一般傾角平緩的煤層所含的瓦斯量較傾角陡的煤層要大。瓦斯含量相對較高 ；南東翼傾角一般在 14176。 從 瓦斯含量等值線圖上可以看出，礦區(qū)內(nèi)瓦斯含量與埋藏深度密切相關(guān)。但不完全是線性關(guān)系 (圖 74)， 隨著煤層埋藏深度增加，地壓增加，封閉條件相對變好，煤的甲烷吸附能力變強，游離瓦斯向吸附瓦斯轉(zhuǎn)化，使大量氣體保存下來，但到一定深度，煤層密度加大，孔隙減少，氣體滲透率下降，瓦斯含量的增長幅度減弱，逐漸趨于 平穩(wěn)。 煤層頂?shù)装宸忾]條件是控制煤層甲烷含量的主要因素之一。 二 1 煤層的直接頂?shù)装宥?屬隔氣阻水型 ， 具有良好的封閉性，有利于煤層瓦斯氣體的富集。大部分含夾矸 1～ 2 層，結(jié)構(gòu)簡單，唯紅嶺井田夾矸 1～ 5 層，結(jié)構(gòu)較復雜。煤的變質(zhì)程度控制著煤層甲烷的生成量，也是煤內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)、微組分的變化過程，從而影響煤層 甲烷含量。在高變質(zhì)階段，煤中甲烷含量主要取決于鏡 18 質(zhì)組在煤中所占比例，即鏡質(zhì)組比例越大，煤中甲烷含量就越大。由此可以看出，在圍巖等條件無大的改變之情況下，研究區(qū)內(nèi)由北向南隨著煤變質(zhì)程度的增加，瓦斯含量整體呈現(xiàn)加大的趨勢。 但就龍山煤