【文章內(nèi)容簡介】 狀呈波狀起伏，呈 14 平行狀相間排列寬緩的向斜和背斜形態(tài)。 井田內(nèi)巖漿活動 全礦井內(nèi)共有 18 個鉆孔揭露有巖漿巖，主要分布在礦井北部及西部的淺部，其它地段僅有零星鉆孔揭露，揭露厚度 ～ 。 （ 1）巖石性質 揭露的巖漿巖巖性以中性、酸性巖為主。據(jù)鉆孔取芯和鏡下薄片鑒定，其巖礦特征具體如下： （ A）中性巖類 1）蝕變閃長巖 暗灰色，灰綠，細晶質結構，塊狀構造，斜長石含量 85～ 90%，長條狀，消光明顯，表面具明顯的蝕變現(xiàn)象，角閃石含量 3～ 5%，長條狀，石英含量 5%，基質以石英為主的蝕變隱晶質 [18]。 2）角閃閃長玢巖 綠灰色，隱晶質結構，斑晶成份以角閃巖、斜長石為主，成份約 占 50%，角閃石強綠泥石化及方解石化，自形柱狀，斜長石較強高嶺土化，半自形板柱狀，基質成份主要為角閃石、石英、黑云母等 [18]。付礦物主要為磷灰?guī)r、磁鐵礦。次生礦物為綠泥石、方解石、高嶺石等。 3）英安巖 黃色，斑晶以斜長石、石英為主，含量約占 7%，斜長石自形板狀，石英正低突起，邊緣較圓滑，具熔蝕結構，基質為斜長石、石英、絹云母、方解石等，含量約占 90%，斜長石他形，微粒狀，具聚片雙晶，次生礦物主要為絹云母、方解石。 （ B）酸性巖類 蝕變長英巖：暗灰色，礦物成份以石英為主，含量約占 80～ 85%，其它尚有黑 云母，磁鐵礦等，石英呈不等粒結構，分布不均，具明顯的棱角狀、波狀消光，斜長石具長條狀，卡氏雙晶，部分表面具絹云母化 [18]。基質以石英為主的隱晶質。 （ 2）巖漿巖的侵入特征 （ A）侵入范圍 巖漿巖侵入范圍主要集中在 32 煤層的東北部 7～ 9 勘查線之間 F2 斷層以北地段910 線以西淺部地段，其它地段僅零星分布。 （ B）侵入層位及產(chǎn)狀 巖漿巖侵入主要集中在 3 煤組附近，零星見有 8 8 10 煤層位及其它層位侵入。巖漿巖可能以巖脈形式產(chǎn)出。 （ C）侵入時代 15 本報告未對區(qū)內(nèi)巖漿巖作同位素年齡測定，但據(jù)《中華人民共 和國區(qū)域地質調(diào)查報告》及鄰區(qū)實際揭露情況，推測其侵入時代應屬燕山期 [19]。 （ 3）巖漿巖對煤層的影響 巖漿巖侵入煤層，對煤層造成一定破壞，使得煤層結構復雜化，常變質為天然焦或無煙煤。經(jīng)鉆探揭露， 32 煤有 9 個侵蝕點，在井田北部形成大面積侵蝕區(qū)；在 910 線以西淺部 7 煤層有一個侵蝕點； 8 煤層有 9 個侵蝕點， 10 煤層有 4 個侵蝕點，形成面積較小的侵蝕區(qū)；井田東部 64 孔 10 煤層有一個侵蝕點，形成面積較小的侵蝕區(qū) [8]。 綜上所述，本區(qū)構造形態(tài)主體表現(xiàn)為一走向北西～近北西，地層傾角一般 10～ 20176。，沿走向方向出現(xiàn)較小 規(guī)模的地層起伏或次級褶曲；斷層較為發(fā)育，組合規(guī)律性較強；區(qū)內(nèi)局部地段有巖漿巖侵入，對可采煤層厚度、結構造成一定的影響。因此，綜合評價本區(qū)構造復雜程度為中等偏復雜。 構造煤發(fā)育及分布特征 從目前礦井 7 煤層已揭露情況來看， 7 煤層部分區(qū)域有彎曲構造，煤體彎曲呈透鏡體構造、小片狀構造，部分煤體呈細小碎塊，層理較紊無次序，整體節(jié)理不清 [20]。整體來看礦井 7 煤層破壞程度相對較高，屬于 Ⅲ ~Ⅳ 類破壞類型。 地質構造對瓦斯賦存的控制 根據(jù)青東煤礦斷層分布狀況可知，以 F32斷層為界將井田劃分為東西兩翼，東翼傾向斷裂構造比較發(fā)育，將煤層分隔成不同的塊段，斷層多為正斷層，有利于瓦斯的逸散[21]。西翼斷裂構造發(fā)育程度與東翼類似，但西翼煤層厚度明顯較東翼薄，地勘階段的鉆孔瓦斯含量明顯低于東翼鉆孔瓦斯含量。 16 3 礦井瓦斯地質規(guī)律研究 礦井瓦斯地質區(qū)劃 瓦斯地質區(qū)劃的理論、方法和意義 瓦斯地質區(qū)劃論的基本理論是：地質條件控制煤層瓦斯的分布。具體表現(xiàn)在以下幾個方面： 在某一區(qū) 域范圍內(nèi)（如井田、礦區(qū)）煤層瓦斯的分布式不均衡的，具有分區(qū)分帶的特點 [22]。 這種分區(qū)分帶性與所賦存的地質條件密切相關，并受地質因素的制約 [21]。 煤層瓦斯的分布均具有分級、分區(qū)控制的特點。不同區(qū)域煤層瓦斯的賦存受不同類型和級別地質條件和因素的控制和影響 [22]。 瓦斯地質研究中的區(qū)劃，是將影響煤層瓦斯賦存的各種地質因素進行分析、對比，尋求它們在空間和時間上的區(qū)別和聯(lián)系 [23]；并按一定的標志進行綜合，劃分出不同級別的范圍或地段；再進一步將地質區(qū)劃與瓦斯賦存的區(qū)帶特征聯(lián)系起來，確定兩者之間的內(nèi)在 關系，從而劃分瓦斯地質單元 [24]。 實現(xiàn)科學、合理的瓦斯地質區(qū)劃將對明確和掌握區(qū)域煤層瓦斯賦存特征及其主要影響和控制因素，并在此基礎上比較準確地實施未采區(qū)瓦斯預測，有針對性的制定區(qū)域瓦斯防治技術，保障礦井生產(chǎn)的安全高效，具有非常重要的意義 [25]。 井田瓦斯地質單元初步劃分 依據(jù)瓦斯地質區(qū)劃 的基本理論和方法 ，全面 、 系統(tǒng) 地整理和分析青東 井田 地質勘探成 果，以井田主要地質構造特征為依據(jù)，并綜合考慮礦井開拓布置及生產(chǎn)計劃，將井田劃分為兩個（ Ⅰ 、 Ⅱ ）不同的瓦斯地質單元，地質單元范圍見圖 [25]。 17 圖 青東煤礦瓦斯地質單元劃分圖 1） 瓦斯地質單元 Ⅰ （東翼單斜區(qū)） （ 1）單元范圍的界定 該單元位于青東井田的東部。單元東部以大劉家斷層為界，西以 F6和 F32斷層為界，南以淺部 隱伏煤層露頭為界， 北 至 F19斷層和煤層底板 1200m水平投影線 [26]。 該單元內(nèi)總體地層平緩，平均傾角 10～ 20186。，具體見圖 。 （ 2）單元瓦斯地質特征及其概況 該單元區(qū)域整 體表現(xiàn)為一簡單的單斜構造。根據(jù)探明的數(shù)據(jù)資料，本區(qū)存在以下地質條件和特征，區(qū)內(nèi)傾向切割煤層的大斷層比較發(fā)育，主要包括 F FS F1 FS F1F11斷層，斷層延展長度較大，均沿傾向切割整個煤層，落差為均達 100~200m。斷層均為正斷層，且 東西邊界也為開放性正斷層 。該區(qū) 7 煤層厚度相對較大，煤層傾角相對較小（ 10~20176。） [25]。因此該單元 整體構造特點以斷層為主，褶皺不太發(fā)育。 18 圖 青東井田瓦斯地質區(qū)劃 — 瓦斯地質單元 Ⅰ （ 3）單元開拓生產(chǎn)狀況 目前，礦井所有設計采區(qū)包括首采區(qū) 82 采區(qū) ，及 81 采區(qū)、 104 采區(qū)為準備采區(qū)。 2） 瓦斯地質單元 Ⅱ （西翼單斜區(qū)） （ 1）單元范圍的界定 該單元位于青東井田的西部。單元東部以 F6和 F32斷層為界，西以 F9斷層為界，南以淺部 隱伏煤層露頭為界， 北至礦井深部邊界 [27]。該單元內(nèi)未有較大規(guī)模的褶曲 ， 局部地層產(chǎn)狀變化較大，由一般的 10～ 20176。變化為 5～ 8176。，該單元構造簡圖見圖 。 19 圖 青東井田瓦斯地質區(qū)劃 — 瓦斯地質單元 Ⅱ （ 2）單元瓦斯地質特征及其概況 該單元區(qū)域整體表現(xiàn)為一簡單的單斜構造。根據(jù)探明的數(shù)據(jù)資料，本區(qū)存在以下地質條件和特征 。本單元 7 煤層中深部煤層厚度較小，為不可采區(qū)域，淺部煤層厚度較大。區(qū)內(nèi)斷裂構造比東翼少，僅有 F8斷層沿傾向切割整個煤層， F2 F F3 F24中等斷層沿傾向發(fā)育。中深部 地層產(chǎn)狀變化較大，煤層傾角變緩。區(qū)內(nèi)未有較大規(guī)模的褶趨，僅在 F9 斷層與 F8 斷層之間：即 12 線、 13 東線的深部，地層產(chǎn)狀呈波狀起伏，呈平行狀相間排列寬緩的向斜和背斜形態(tài)。其軸向近東西，向西略有仰起，向斜北翼產(chǎn)狀平緩（ 5176?！?10176。），南翼產(chǎn)狀稍陡。因此，該單元內(nèi)以斷層為主要地質構造特點，存在一些寬緩的波狀起伏。 （ 3）單元開拓生產(chǎn)狀況 本單 元 7 煤層尚未布置回采工作面，主要在中后期進行回采。 斷層、褶皺構造對瓦斯賦存的影響 礦井 的 主要地質構造 以斷裂為主 ，褶皺構造相對不發(fā)育，僅僅存在沿走向方向出現(xiàn)較小規(guī)模的地層起伏或次級褶曲；礦井局部有巖漿巖侵蝕，構造復雜程度為中等 [28]。 以青東煤礦井田地質構造特征為依據(jù)將全礦劃分為 2 個瓦斯地質單元， 根據(jù)青東煤礦斷層分布及煤層賦存特點可知， F F32斷層均為傾 向正斷層，延展長度分別為 、6km， 切割整個礦井，落差分別為 300～ 400m 與 220~400m之間。以此為 地質單元劃分界限，將井田劃分為東西兩翼。瓦斯地質單元 Ⅰ （東翼）為 F32斷層下盤， F32斷層為正 20 斷層，故下盤上升，而瓦斯地質單元 Ⅱ （西翼）下降，煤層埋深增加 [28]。各地質單元地質構造對瓦斯賦存的影響規(guī)律如下。 東翼傾向斷裂構造比較發(fā)育，將煤層分隔成不同的塊段，斷層多為正斷層，有利于瓦斯的逸散 [29]。 區(qū)內(nèi)較大 的褶曲 不多 ，僅沿地層走向方向出現(xiàn)較小規(guī)模的起伏或次級褶曲，包括 Fs7斷層與 F1斷層之間： 即 710孔附近為一向斜形態(tài)，軸向北西，軸部被 F3斷層切割； F12～ F10斷層之間： F2斷層以深塊段為一背斜形態(tài)，軸向北東，軸部位于 8 東線附近。由于該單元內(nèi)斷裂構造發(fā)育相對較均勻，對瓦斯賦存影響差異性較小。 西翼斷裂構造發(fā)育程度與東翼類似，但西翼煤層厚度明顯較東翼薄，地勘階段的鉆孔瓦斯含量明顯低于東翼鉆孔瓦斯含量。 因此，青東煤礦地質構造以斷裂構造為主，傾向大斷層將整個井田切割成不同塊段，斷層多為正斷層，有利于瓦斯的逸散，在靠近大斷層附近煤層瓦斯含量相對較低 [30]。 頂、底板巖性對瓦斯賦存的影響 通過 理論與 過往 實踐證明，煤層圍巖致密 性好 ， 有 利于煤層瓦斯的保存 ；反之，則不 利于瓦斯 保存 [30]。 根據(jù)《 青東煤礦建井地質報告 》可知，青東煤礦 7 煤層頂、底板以泥巖為主， 其 次為 砂質泥巖或 粉砂巖 ，頂 、 底板巖性單一，少見其他類型巖石 [30]。 全區(qū)范圍內(nèi) 7 煤層頂?shù)装寰阅鄮r為主， 對煤層瓦斯的保存比較有利。在礦井全區(qū)范圍內(nèi)， 7 煤層的頂?shù)装鍘r性差異不大，具有一般性特征 [31]。 巖漿巖分布對瓦斯賦存的影響 根據(jù)《青東煤礦建井地質報告》可知 全礦井內(nèi)共有 18 個鉆孔揭露有巖漿巖，主 要分布在礦井北部及西部的淺部，其它地段的鉆孔揭露比較零星，揭露厚度為 ～。揭露的巖漿巖巖性以中性、酸性巖為主。 7 煤 層 在 910 線以西 的 淺部有一個巖漿巖侵蝕點，巖漿巖的侵 入 導致 7 煤層的瓦斯含量降低。 煤層埋深對瓦 斯賦存的影響 根據(jù)地勘資料及井下瓦斯參數(shù)實測結果， 7 煤瓦斯壓力由淺部（ 470m）的 增加到深部（ 620m）的 ， 7 煤瓦斯含量由淺部（ 470m）的 （ 620m）的 ?？傮w來看， 7 煤層的瓦斯含量及瓦斯壓力均 隨煤層埋深的增加而 逐漸增加 [31]。 這說明青東煤礦 7 煤層瓦斯賦存與煤層賦存有密切關系， 7 煤層總體為 走 向北西～ 21 近東西，局部略有轉折，向北、北東傾斜的單斜 ，褶曲構造不夠發(fā)育，受煤層埋深的影響較大 [32]。 瓦斯含量分布及預測研究 7 煤層瓦斯壓力分布及預測研究 收集青東煤礦建井 以來 7 煤層瓦斯壓力測定結果，匯總于表 。 表 青東 7 煤瓦斯壓力測定結果匯總表 序號 鉆 孔 位 置 標高（ m） 絕對瓦斯壓力 (MPa) 所屬瓦斯地質 單元 1 82 軌道上山 576 Ⅰ 2 3瓦斯抽排巷 15鉆場 505 Ⅰ 3 3瓦斯抽排巷 19鉆場 498 Ⅰ 4 2瓦斯抽排巷 15鉆場 470 Ⅰ 5 2瓦斯抽排巷 21鉆場 476 Ⅰ 6 副井井筒 618 Ⅰ 序號 鉆 孔 位 置 標高（ m） 絕 對瓦斯壓力 (MPa) 所屬瓦斯地質 單元 7 副井清理斜巷 620 Ⅰ 8 風井東翼回風石門 565 Ⅰ 9 西翼軌道大巷 585 Ⅰ 10 風井東翼膠帶機斜巷 551 Ⅰ 由表可知，全礦井 7 煤層瓦斯壓力與煤層標高的關系分別見圖 。 全礦井7 煤層瓦斯壓力與煤層標高的關系P = R2 = 012650600550500450標高/ m絕對瓦斯壓力/MPa 22 圖 全礦井 7 煤層瓦斯壓力與煤層標高的關系 依據(jù)圖 34，可以計算出 7 煤層瓦斯壓力與標高關系為： P = 式中： P 為絕對瓦斯壓力， MPa； H 為 標高， m。瓦斯壓力梯度為 。 由圖 34 可知全礦 7 煤層瓦斯壓力隨煤層埋深的增加而增大。 7 煤瓦斯含量分布及預測研究 煤的工業(yè)成份直接影響著煤層瓦斯含量的計算。因此，在預測煤層瓦斯含量時，應對煤的組分進行工業(yè)性分析 [33]。青東煤礦 7 煤層煤樣的工業(yè)組分測定結果如表 所示。 表 青東煤礦 7 煤 層煤樣工業(yè)分析結果 所測煤層 分析基水分 Mad（ %） 分析基灰分 Aad（ %） 分析基揮發(fā)分 Vad（ %） 7 采集青東煤礦 7 煤煤樣測定瓦斯吸附常數(shù)，測得 7 煤吸附常數(shù)： a=，b=；利用公式可以計算 7 煤層的瓦斯含量，其計算結果見表