某煤矿瓦斯地质规律研究
苏自锋
摘 要 矿井日常生产中，安全的重要性毋庸置疑，而瓦斯是重要影响因素之一，其由地质演化生成，并且生成條件也由地质条件控制。由于技术的不断成熟和矿井运行时间的加长，开采深度也越来越深，使煤炭的开采难度不断加大，最主要表现为瓦斯含量逐渐增多，准确发现受瓦斯影响的区域，预先治理，做好预防，就可以提前规避危险。
关键词 煤矿 瓦斯 地质规律
中图分类号：TD712;F407.1 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）03-0062-03
1 研究背景
某煤层近年来瓦斯涌出量明显增多，为了探明矿井主采二1煤层22采区整体瓦斯赋存规律，为矿井22采区的安全生产奠定技术基础，因此对矿井二1煤层瓦斯赋存规律进行综合研究具有较强的必要性与可行性[1]。
2 采用的技术原理及技术分析
1.井下解吸法的原理是：井下采集煤样，并测量其瓦斯解吸量，根据根据测定数据和解吸规律推算煤样采集过程中的损失瓦斯量，然后测定煤样的残存瓦斯量，最后逐步计算煤层瓦斯含量。井下解吸法步骤如下：
（1）选择新暴露的采掘工作面，用煤电钻垂直煤壁打一个∮42mm的钻孔，当钻孔钻至取样位置后开始取样[2]，并记录采样开始时间t1;
（2）将采集的煤样装罐并记录装罐后开始瓦斯解吸测定的时间t2，用FHJ-2型瓦斯解吸速度测定仪测定不同时间t下的煤样累计瓦斯解吸总量V0i，测定时间通常为2个小时，测定结束后将样罐用力拧紧，保证其密封性。
（3）损失量计算
将不同解吸时间下测得数据按下式换算成标准状态下的体积Voi：
瓦斯量损失曲线如图2所示。
2.瓦斯压力测定方法及步骤如下：
（1）钻孔附近保证其原始状态，通过相应的对比，结合矿井自然条件来选择。
（2）用地质钻机施工测压钻孔，直径∮50～90mm，孔深30～50m。
（3）成孔后，在孔内安设测压管，用水泥浆对钻孔进行封孔（封孔长度30m以上），测压钻孔（上向孔和下向孔）封孔方法示意图如图3所示（备注：为了封孔的需要，下向孔，孔底用聚氨酯封实[4]，外段用水泥浆封孔）。
（4）前3天，每隔2小时记录相应的压力指示值，以后每天记录相应的压力指示值，当指示值连续三天没有变化时为有效数值，可以将此数值认为原始瓦斯压力。
3 研究的主要技术内容及意义
1.以二1煤层瓦斯赋存规律综合研究为工程研究背景，通过对矿井及22采区二1煤层的瓦斯含量和瓦斯压力等瓦斯基本参数的测定，结合瓦斯含量和压力的主要影响地质因素，以煤的吸附常数、煤的质变程度、顶底板岩性、煤层厚度、煤层埋深及地质构造为基本资料，采取回归分析的方法，研究22采区二1煤层瓦斯赋存规律及研究影响煤层瓦斯赋存的各种因素。
2.该研究成果将为其它矿井瓦斯赋存规律提供参考依据，同时该项目主要研究22采区的瓦斯赋规律，为瓦斯超前治理提供了科学治理手段，为矿井瓦斯防治及相关技术标准提供参考价值。
4 实际应用效果
利用回归分析法，研究了22采区二1煤层瓦斯赋存规律及与其相关的影响因素，形成了22采区二1煤层瓦斯赋存规律研究报告及22采区、204综采工作面瓦斯地质图和矿井二1煤层瓦斯含量分布预测图，为矿井22采区206、208等综采工作面的采区和工作面防突设计、抽采设计等瓦斯超前治理提供了科学治理手段，为矿井瓦斯防治及相关技术标准提供了技术保障。
经综合分析，二1煤层瓦斯含量具有如下分布规律：
1.二1煤层瓦斯中CH4成分32.33～94.36%，平均75.26%;N2成分0.33～58.80%，平均17.96%;CO2成分较低;因此，二1煤层属N2-CH4带和CH4带。N2-CH4带约占全矿区面积的三分之一，在CH4带中也有属于N2-CH4带的点互相穿插，分带不很明显。
2.二1煤层被花沟正断层、云盖山正断层和下白峪正断层三条断层分为两块。因此，我们可以把矿井井田二1煤层划分为两个瓦斯地质单元，即第Ⅰ单元：花沟正断层与云盖山正断层之间区域;第Ⅱ单元：云盖山正断层与下白峪正断层之间区域，矿井的22采区位于第Ⅰ瓦斯地质单元。
3.二1煤层瓦斯含量整体上具有西高东低的趋势，同时随着开采深度的增加，瓦斯含量也随之增大，但受煤层厚度、断层及煤层煤质等因素的影响，趋势不很显著，具体表现为，在高瓦斯含量区，煤层厚度变薄或煤层挥发分含量增大，会导致瓦斯含量减小，断层附近，由于瓦斯逸散[5]，瓦斯含量也有减小的趋势，在褶皱构造轴部，瓦斯含量有显著增加趋势。
5 结语
该项目的成功应用能够为矿井22采区206、208等综采工作面的巷道掘进设计、工作面防突及抽采设计提供科学治理手段，避免因瓦斯地质资料不清楚而造成煤与瓦斯突出事故。
参考文献：
[1] 徐晓帆.何庄煤矿瓦斯地质规律与瓦斯预测研究[D].西安科技大学，2011.
[2] 卜珍虎.煤矿瓦斯地质规律分析及突出危险性预测[J].现代矿业，2014 （08）：134-135，138.
[3] 范立民，蔡选良.陕西省煤矿瓦斯地质图与瓦斯地质规律研究[C].安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集.陕西省煤炭学会，2011.
[4] 同[3].
[5] 赵长闯，杨超锋，李志立.陈四楼煤矿二2煤层瓦斯地质规律研究[J].煤炭技术，2017，36（01）：217-219.
