【正文】 ，青東煤礦只有瓦斯地質(zhì)單元 Ⅰ 有井下實(shí)測(cè)瓦斯參數(shù)，瓦斯地址單元 Ⅱ 無(wú)井下實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，所以報(bào)告采用分源預(yù)測(cè)法對(duì)全礦井回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量進(jìn)行分析，結(jié)果 顯示 ，利用分源預(yù)測(cè)法計(jì)算 青東煤礦 7 煤層 得到的標(biāo)高 300~1200m回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量 為 ~。 7 煤層標(biāo)高 300~1200m范圍內(nèi)回采工作面絕對(duì)瓦斯涌出量變化范圍為 ~ m3/min。以此作為參數(shù)依據(jù)對(duì)全礦井瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測(cè)。 絕對(duì)瓦斯涌出量與煤層標(biāo)高的關(guān)系y = + R2 = 0510152025140012001000800600400200標(biāo)高絕對(duì)瓦斯涌出量 32 5 煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性參數(shù)統(tǒng)計(jì) 煤層瓦斯壓力匯總 青東煤礦歷年來(lái) 7 煤層瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果，匯總于表 。 表 7 煤瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果匯總表 序號(hào) 鉆 孔 位 置 標(biāo)高（ m） 絕對(duì)瓦斯壓力 (MPa) 所屬瓦斯地質(zhì)單元 坐標(biāo) 1 82 軌道上山 576 Ⅰ X:3725005 Y:39455550 Z:576 2 3瓦斯抽排巷 15鉆場(chǎng) 505 Ⅰ X:3724950 Y:39455475 Z:505 3 3瓦斯抽排巷 19鉆場(chǎng) 498 Ⅰ X:3724950 Y:39455650 Z:498 4 2瓦斯抽排巷 15鉆場(chǎng) 470 Ⅰ X:3724750 Y:39455100 Z:470 5 2瓦斯抽排巷 21鉆場(chǎng) 476 Ⅰ X:3724750 Y:39455250 Z:476 6 副井井筒 618 Ⅰ X:3725450 Y:39456650 Z:618 7 副井清理斜巷 620 Ⅰ X:3725350 Y:39456850 Z:620 序號(hào) 鉆 孔 位 置 標(biāo)高（ m） 絕對(duì)瓦斯壓力 (MPa) 所屬瓦斯地質(zhì)單元 坐標(biāo) 8 風(fēng)井東翼 回風(fēng)石門 565 Ⅰ X:3725200 Y:39456650 Z:565 9 西翼軌道大巷 585 Ⅰ X: 3725550 Y: 39456800 Z:585 10 風(fēng)井東翼膠帶機(jī)斜巷 551 Ⅰ X:3725080 Y:39456650 Z:551 33 瓦斯放散初速度 ?P測(cè)定 青東煤礦歷年來(lái)測(cè)定的 7 煤瓦斯放散初速度 △ P 的結(jié) 果。 表 7 煤的瓦斯放散初速度 ⊿ P 測(cè)定結(jié)果匯總表 煤層 煤樣地點(diǎn) 煤層標(biāo)高 /m 測(cè)試結(jié)果 /mmHg 7 煤 726 工作面 3瓦斯抽排巷 2鉆場(chǎng) 540 726 工作面風(fēng)巷 473 82 采區(qū)軌道上山 576 副井井筒 618 副井清理斜巷 620 風(fēng)井東翼回風(fēng)石門 565 主井膠帶機(jī)檢修斜巷 585 煤的堅(jiān)固系數(shù) f值的測(cè)定 青東煤礦歷年來(lái) 7 煤的堅(jiān)固性系數(shù) f 值的測(cè)定結(jié)果。 表 7 煤的堅(jiān)固性系數(shù) f 值測(cè)定結(jié)果匯總表 煤層 煤樣地點(diǎn) 煤層標(biāo)高 /m 煤的堅(jiān)固系數(shù) f 7 煤 726 工作面 3瓦斯抽排巷 2鉆場(chǎng) 540 726 工作面風(fēng)巷 473 82 采區(qū)軌道上山 576 副井井筒 618 副井清理斜巷 620 風(fēng)井東翼回風(fēng)石門 565 主井膠帶機(jī)檢修斜巷 585 突出預(yù)測(cè)指標(biāo) 青東煤礦鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)見(jiàn)下表 表 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)測(cè)定結(jié)果 34 煤層 測(cè)定地點(diǎn) 煤層標(biāo)高 /m K1 △ h2 7 副井井筒 618 220 7 副井清理斜巷 620 100 7 風(fēng)井東翼回風(fēng)石門 565 60 7 主井膠帶機(jī)檢修斜巷 585 40 7 西翼軌道大巷 585 60 7 東翼軌道石門 585 60 煤層 測(cè)定地點(diǎn) 煤層標(biāo)高 /m K1 △ h2 7 東翼膠帶機(jī)斜巷 520 70 8 主井東翼軌道石門 585 60 8 東翼膠帶及斜巷 565 60 35 6 煤層氣資源量計(jì)算 資源量計(jì)算方法 計(jì)算煤層氣資源量的方法較多，有含氣量法（體積法）、壓降曲線法、產(chǎn)量遞減法、類比 法、物質(zhì)平衡法、氣藏?cái)?shù)值模擬法等 [40]。由于煤層氣儲(chǔ)層是裂隙和基質(zhì)空隙構(gòu)成的雙孔隙，氣和水兩相流，吸附、游離和溶解多重儲(chǔ)集特征，以及擴(kuò)散和滲流兩種流動(dòng)方式，并且具有獨(dú)特巖石力學(xué)性質(zhì)的非均值性儲(chǔ)集巖，所以常規(guī)的天然氣所采用的計(jì)算方法不適合于煤層氣儲(chǔ)量的計(jì)算 [40]。體積法是煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算的基本方法，適用于各個(gè)級(jí)別煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算，其計(jì)算精度取決于對(duì)氣藏地質(zhì)條件和儲(chǔ)層條件的認(rèn)識(shí)，也取決于有關(guān)參數(shù)的精度和數(shù)量 [41]。 體積法的計(jì)算公式為： Gij=H ijD ijC ij 式中： G煤層 氣地質(zhì)儲(chǔ)量，單位為億立方米（ 108m3）； A煤層含氣面積，單位為平方千米（ km2）； H煤層真厚度，單位為米（ m）； D煤的空氣干燥基質(zhì)量密度（煤的容重）單位為噸每立方米（ t/m3）； C煤層氣含量， 單位為立方米每噸（ m3/t）； i參加儲(chǔ)量計(jì)算煤層； j參加儲(chǔ)量計(jì)算區(qū)塊； 依據(jù)上面的公式，對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域各個(gè)計(jì)算單元的煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量分別進(jìn)行計(jì)算，再求和便可得到各煤層煤層氣資源量 [42]： ?? ji jiGG ，總 , 評(píng)價(jià)區(qū)域?yàn)樵摰V未采區(qū)域，由于評(píng)價(jià)區(qū)域面積相對(duì)較小，礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造 相對(duì)復(fù)雜，斷層較多，但由瓦斯含量等值線可知區(qū)內(nèi)瓦斯賦存規(guī)律相對(duì)較為清晰。故計(jì)算單元的劃分不宜過(guò)于復(fù)雜。 煤層氣的主控因素一為埋深，但礦區(qū)邊界范圍以內(nèi)，瓦斯風(fēng)化帶深度 7 煤為 268m。煤層氣另一主控因素為地質(zhì)構(gòu)造。因此，在本區(qū)計(jì)算單元邊界劃分時(shí)，以瓦斯風(fēng)化帶邊界、地質(zhì)構(gòu)造邊界及礦區(qū)邊界作為計(jì)算單元邊界劃定的主要依據(jù) [42]。 青東煤礦 7 煤層最大勘探深度 1200m；淺部邊界為 7 煤層甲烷風(fēng)化帶；東西邊界為礦區(qū)邊界。 資源量計(jì)算及參數(shù)的確定 36 （ 1）煤層厚度 H 計(jì)算單元采用煤田地質(zhì)鉆探井所取得的真煤厚平均值。 （ 2）計(jì)算單元煤層含氣面積 A 在 7 煤層底板等高線圖上，計(jì)算出選定的計(jì)算單元的面積。 （ 3）煤的 容重 D 采用各個(gè)區(qū)塊內(nèi)煤田地質(zhì)勘探過(guò)程中測(cè)試的容重?cái)?shù)據(jù)平均值。 （ 4）煤層甲烷含量 Cad 煤層甲烷含量的換算基準(zhǔn)統(tǒng)一采用干燥基數(shù)據(jù)，計(jì)算時(shí)取平均值 [43]。 資源量計(jì)算結(jié)果及評(píng)價(jià) 采用以上方法對(duì)青東煤礦 7 煤層及全礦煤層氣資源量進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表 所示。 表 青東煤礦 7 煤煤層氣資源量計(jì)算結(jié)果 煤層 面積 /km2 煤厚 /m 水分 Mad% 灰分 Ad% 容重 D / tm3 含氣量 / m3t 1 資源量 /108m3 可解析量 /108m3 7 其他主采煤層（ 32煤、 10 煤）煤層氣資源量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 。 表 青東煤礦 3 10 煤煤層氣資源量計(jì)算結(jié)果 煤層 面積 /km2 煤厚 /m 水分 Mad% 灰分 Ad% 容重 D / tm3 含氣量 / m3t 1 資源量 /108m3 可解析量 /108m3 32 8 10 由表 及表 可知，青東煤礦全礦煤層氣總 資源量為 108m3，資源豐度平均為 107m3/km2，可解析煤層氣資源量為 108m3。 青東煤礦全礦井煤層氣資源量為 108m3，資源豐度平均為 107m3/km2。根據(jù)《煤層氣資源 /儲(chǔ)量規(guī)范》第 條可知，煤層氣資源儲(chǔ)量分級(jí)以煤層氣資源的地質(zhì)認(rèn)識(shí)程度的高低作為基本原則 [44]，對(duì)于已發(fā)現(xiàn)的煤層氣資源量，又稱煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量，根據(jù)地質(zhì)可靠程度分為預(yù)測(cè)的、控制的和探明的 3 級(jí) [45]。青東煤礦根據(jù)對(duì)瓦斯資源地質(zhì)的認(rèn)識(shí)程度，煤層氣資源儲(chǔ)量定為預(yù)測(cè)的。 37 7 礦 井瓦斯地質(zhì)圖編制 編圖資料 根據(jù)編制礦井瓦斯地質(zhì)圖的目的和所要表達(dá)的內(nèi)容，對(duì)有關(guān)瓦斯和地質(zhì)方面的資料、數(shù)據(jù)應(yīng)該進(jìn)行全面收集、系統(tǒng)整理、詳細(xì)分析 [46]。 1）瓦斯資料收集和整理 （ 1） 瓦斯基本參數(shù)。收集、整理青東煤礦 7 煤層及研究范圍內(nèi)各鉆孔的實(shí)測(cè)煤層瓦斯含量資料，并盡可能精確地考察資料的可能程度，剔除異常和不可用點(diǎn)，以供使用 。 統(tǒng)計(jì)整理了青東煤礦歷年 7 煤層瓦斯參數(shù)測(cè)試結(jié)果，包括瓦斯壓力、瓦斯含量、吸附常數(shù) a、 b 值及瓦斯突出參數(shù) f、 △ P、 K1等，具體情況見(jiàn)報(bào)告 。 （ 2） 瓦斯涌出量。 收集了青東煤礦煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性鑒定及區(qū)域劃分資料。由于礦井尚未投產(chǎn)，無(wú)回采工作面瓦斯涌出數(shù)據(jù)。 2）地質(zhì)資料的收集和整理 按照影響目標(biāo)煤層瓦斯形成、賦存、運(yùn)移的主要地質(zhì)條件和因素分項(xiàng)進(jìn)行整理，主要包括 [47]： （ 1） 井田含煤巖系特征； （ 2） 煤層圍巖巖性及其厚度變化特征； （ 3） 區(qū)域地質(zhì)、井田地質(zhì)構(gòu)造； （ 4） 煤層厚度及其變化特征； （ 5） 煤體結(jié)構(gòu)及煤的變質(zhì)程度。 編圖內(nèi)容和表示方法 選用最新的礦井采掘工程平面圖和地質(zhì)圖（含井田開(kāi)拓巷道工程、勘探鉆孔、精確的煤層底板等高線及詳盡的地質(zhì)構(gòu)造分布等），分別進(jìn)行圖形的矢量化處理并疊加、合并為一。以此作為編制礦井（ 1： 5000）煤層瓦斯地質(zhì)圖。 1）礦井瓦斯地質(zhì)圖涵蓋的內(nèi)容 （ 1） 地質(zhì)內(nèi)容 礦井瓦斯地質(zhì)圖的底圖應(yīng)包括：煤層底板等高線、斷層交面線（小斷層繪制走向線）、褶 曲軸線、巖漿侵蝕范圍界線 [48]。本次青東煤礦 7 煤層瓦斯地質(zhì)圖所采用的底圖是青東煤礦《 7 煤層采掘工程平面圖》包括有以上內(nèi)容 [49]。 （ 2） 采掘工程內(nèi)容 礦井瓦斯地質(zhì)圖的底圖應(yīng)包括：井筒、巷道、測(cè)點(diǎn)標(biāo)高、開(kāi)采范圍、工作面劃分和 38 名稱及月開(kāi)采進(jìn)尺線、開(kāi)采時(shí)間。本次青東煤礦 7 煤層瓦斯地質(zhì)圖所采用的《 7 煤層采掘工程平面圖》包括有以上內(nèi)容 [49]。 （ 3） 瓦斯參數(shù) 礦井瓦斯地質(zhì)圖應(yīng)在底圖的基礎(chǔ)上繪制：瓦斯含量、瓦斯壓力、絕對(duì)瓦斯涌出量、相對(duì)瓦斯涌出量及已測(cè)試的其它相關(guān)瓦斯參數(shù)（如吸附常數(shù) a、 b 值； f、 △ p、 △ h2等）[50]。 其中搜集到青東煤礦 7 煤層瓦斯壓力實(shí)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù) 21 個(gè)；瓦斯含量測(cè)試點(diǎn) 21 個(gè)；搜集到 7 煤層煤樣的瓦斯吸附常數(shù) a、 b 值；搜集到 7 煤層煤樣的瓦斯放散初速度 △ P 值及堅(jiān)固性系數(shù) f 值各 11 個(gè)；搜集石門揭煤階段測(cè)試鉆屑瓦斯解析指標(biāo) K1及 △ h2值各 9 個(gè)。 （ 4） 繪圖 編制礦井瓦斯地質(zhì)圖中所用到的圖例，若《礦井地質(zhì)圖例》中已有的，應(yīng)用其標(biāo)準(zhǔn)格式繪制，沒(méi)有的則按本文的標(biāo)志符號(hào)繪制。 2）數(shù)據(jù)采集方式 （ 1） 瓦斯參數(shù) 考察瓦斯參數(shù)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，剔除異常和不可用點(diǎn)，最終填繪到瓦斯地質(zhì)圖中。 （ 2） 回采工作面瓦斯涌出量預(yù) 測(cè) 現(xiàn)在主要有礦山統(tǒng)計(jì)法和分源預(yù)測(cè)法兩種方法預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量。 由于青東礦尚未投產(chǎn)，沒(méi)有工作面涌出量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本報(bào)告只采用分源預(yù)測(cè)法對(duì)青東煤礦 7 煤層 2 個(gè)瓦斯地質(zhì)單元的瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較分析，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。 （ 3） 瓦斯壓力、瓦斯含量及瓦斯涌出量等值線的繪制 首先界定瓦斯風(fēng)化帶和瓦斯帶的界限；繼而在瓦斯帶內(nèi)以適當(dāng)?shù)臄?shù)值間距繪制出實(shí)測(cè)瓦斯含量、瓦斯壓力及采、掘工作面的相對(duì)瓦斯涌出量等值線。其中，依據(jù)研究和計(jì)算得出的瓦斯壓力、含量及涌出量梯度繪制相應(yīng)參數(shù)的等值線。繪制等值線時(shí)，在瓦斯賦存正 常區(qū)域等值線沿煤層底板等高線繪制，而在瓦斯壓力、含量及回采工作面瓦斯涌出量異常區(qū)域，等值線要根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的調(diào)整以保證瓦斯地質(zhì)圖繪制的準(zhǔn)確性[51]。 3）瓦斯壓力等值線 通過(guò)井下實(shí)測(cè)瓦斯壓力統(tǒng)計(jì)整理，經(jīng)過(guò)線性回歸分析，得出 7 煤層瓦斯壓力與煤層標(biāo)高的變化關(guān)系。數(shù)據(jù)顯示，青東煤礦 Ⅰ 、 Ⅱ 單元瓦斯壓力梯度明顯，因此結(jié)合瓦斯壓力實(shí)測(cè)值及地質(zhì)構(gòu)造繪制了 Ⅰ 、 Ⅱ 單元的瓦斯壓力等值線。 4）瓦斯含量等值線 青東煤礦兩個(gè)瓦斯地質(zhì)單元的瓦斯含量隨煤層埋深的增加變化顯著，在考查地質(zhì)構(gòu)造及實(shí)際瓦斯含量數(shù)據(jù)的同時(shí)結(jié)合瓦斯壓力等 值線及地質(zhì)勘探階段瓦斯含量在異常區(qū)域做出相應(yīng)的調(diào)整，繪制出兩個(gè)地質(zhì)單元的瓦斯含量等值線。 39 5）工作面瓦斯涌出量等值線 由于青東煤礦為新建礦井，尚未投產(chǎn)，無(wú)回采工作面瓦斯涌出量數(shù)據(jù)，本報(bào)告采用分源預(yù)測(cè)法得出的回采工作面瓦斯涌出量梯度，繪制了礦井瓦斯涌出量等值線 [52]。由于只有瓦斯地質(zhì)單元 Ⅰ 有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，瓦斯地址單元 Ⅱ 參考地質(zhì)單元 Ⅰ 數(shù)據(jù)進(jìn)行了的涌出量等直線的繪制。 40 8 結(jié)論 本 論文 通過(guò)搜集整理青東煤礦 7 煤層地勘和生產(chǎn)期間通風(fēng)、瓦斯、地質(zhì)資料，分析了 7 煤層 瓦斯賦存與煤層埋深、地質(zhì)構(gòu)造等因素的關(guān)系，對(duì)煤層瓦斯涌出主控因素進(jìn)行了分析研究，在此基礎(chǔ)上對(duì) 7 煤層深部瓦斯壓力、瓦斯含量及瓦斯涌出量進(jìn)行了分析預(yù)測(cè)，繪制了礦井 7 煤層