萍乡矿区地质因素对瓦斯赋存的影响

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摘要:运用瓦斯地质理论,对萍乡矿区煤层瓦斯地质因素进行了研究分析,划分突出区带，瓦斯防治措施及瓦斯资源利用规划等参考。

关键词：瓦斯；地质因素分析；突出区带

中图分类号：TD712文献标识码：A文章编号：

1 矿区概况

1.1概况

萍乡矿区位于萍乡市中部，是江西省的主要要产煤区之一，从西到东分布有萍乡矿业集团有限公司所属巨源、青山、白源、安源、高坑五大生产矿井，东西走向约25km,南北宽约6km，含煤面积约150km。标高为+97~+354m。地处丘陵地带，呈西北岛，东南低的地势。据《江西省地质志》，本矿区位于钦杭结合带赣中对接带上的萍（乡）—乐（平）坳陷三级构造单元，由于强烈的水平挤压，在巨源、青山等地形成“飞来峰”构造，“飞来峰”的地质体是二叠系中统茅口组灰岩，覆盖或插入安源煤系内，在安源、高坑、黄塘、大平山等地均发育有飞来峰构造。

1.2 断裂构造对煤层瓦斯赋存的控制

1.2.1青山煤矿西部，以断裂构造为主，一般以小断层为主。如一水平西大巷，沿走向1300m岩石巷道，共见断层44条，平均29m就有1条断层，并以张扭性断层为主，且与煤系地层斜交，断层切割煤系，并与基底茅口灰岩、岩溶裂隙勾通，断裂带就成为泄放瓦斯的通道，所以该矿西部瓦斯含量低。

1.2.2巨源矿区发育一组高角度叠瓦式排列的走向逆断层，破坏向斜构造的完整性，改变了岩层的隔气性能，使岩层揉搓破碎，节理裂隙发育，为瓦斯运移、集中构成了通道，对瓦斯排放有利。

2. 矿区瓦斯地质规律

2.1 煤化作用程度对煤层瓦斯赋存的影响

据江西省煤田地质局提交的《煤炭资源地质勘探阶段瓦斯评价的研究》成果一般安源组煤层煤化作用程度和瓦斯含量的关系见图2-1。

a、龙潭煤系煤层（B煤组）；b、安源煤系紫家冲段煤层

图2-1瓦斯含量（w）、挥发分（Vdaf）关系图

1.当Vdaf界于3.5～20%时，为高瓦斯含量域，Vdaf在3.5～10%，Vdaf与w呈正相关，而在Vdaf界于10～20%时二者呈负相关。在该区间的瓦斯含量多大于5m³/t。

2.当Vdaf大于20%时，为低瓦斯含量，Vdaf与w二者呈负相关。该区间的瓦斯含量多小于5m³/t。

龙潭组B煤层煤化作用程度和瓦斯含量的关系一般为：

1.当Vdaf32%时，瓦斯含量多小于4m³/t，可称其为低瓦斯含量域，在Vdaf

2.当Vdaf界于3～32%间时，瓦斯含量多大于4m³/t，可称其为富瓦斯含量域，Vdaf与w之关系呈不对称的钟形，拐点约在5.2%处。当Vdaf小于5.2%时（约相当二号无煤烟），Vdaf与w呈正相关；当Vdaf大于5.2%时，Vdaf与w多呈负相关；当Vdaf界于4～21%时，为高瓦斯含量域，实测的瓦斯含量大于20m³/t的点，多在此域内。

5m³/t。

3. 煤层围岩岩性对煤层瓦斯赋存的影响

为了了解煤层围岩岩性的透气性，《煤炭资源地质阶段瓦斯评价的研究》科研专题研究时分别在安源组、龙潭组地层及其上覆地层中，采集了岩样进行了渗透率的测试，其结果见表2-2。

表2-2 岩石渗透率测试结果表

为了评价岩层的渗透性能捷奥多洛维奇将岩层的渗透性共划分了5级：

本矿区巨源、青山、黄塘等含煤地层安源组紫家冲段含数层中粗粒砂岩，其上为厚层砂砾岩；而三家冲段地层中则多为泥岩、粉砂岩和细砂岩，其渗透性能较差，致使各煤层均有较好的隔气条件，有利于瓦斯的保存。

青山矿井顶底板50m以内砂泥岩比值低，砂砾岩以硅质胶结为主，致密坚硬，孔隙底低，含煤段主要为泻湖坪环境，沉积较稳定，上覆三家冲段为海湾泻湖相，岩性较细，隔气条件好，煤系中没有明显的冲刷现象，煤层顶底没有透气性较好的砂岩或砾岩，这些条件都有利于瓦斯保存。煤系地层较陡，基底茅口灰岩溶隙发育，含水丰富，有利于瓦斯排放，小江边灰岩岩质不纯，泥质含量大，具塑性，遇水膨胀，具隔气作用，有利瓦斯保存。反映在大槽煤层东西翼灰岩岩性不同而瓦斯含量显著差异上。

4. 水文地质条件对煤层瓦斯赋存的影响

水文地质条件对煤层瓦斯赋存的影响，主要表现在：

1、煤体或裂隙表面因为水的赋存，减弱了煤层的储气能力；

2、地下水对煤层中瓦斯的溶解和流动，降低了煤层瓦斯含量；

3、当煤层被开采时，采动裂隙中地下水的活动破坏了储层对瓦斯的封闭，为煤层的瓦斯逸散创造了条件。

本矿区水文地质条件一般比较复杂，一方面由于安源煤系地层中砂砾岩比较发育，煤系地层本身富水性较强；另一方面，含水层比较复杂：a、基底水视其煤系地层基底时代和岩性而定，茅口组灰岩和长兴组灰岩富水性强，作为煤系基底条件要复杂一些，大冶组地层泥质成分较高，富水性较差；b、煤系地层底砾岩、层间砾岩及上部天子山砂岩等；c、煤系地层门口山砂岩；d、被白垩系（红层）覆盖的安源系矿区，红层砂砾岩一般富水性较强；e、部分矿区发育“飞来峰”构造，茅口组灰岩滑覆于煤系地层之上，造成水文地质条件复杂化。水文地质条件复杂、地下水活动比较强的矿区或矿井多为低瓦斯气区。在同一矿区或矿井各地段水文地质条件不同，也会影响到瓦斯赋存条件不同。青山煤矿东部和西部水文地质条件不同，东部发育小江边泥质灰岩“飞来峰”插入体，含水性差，透气性差，瓦斯赋存高；西部煤系基底为茅口组灰岩，富水性强，瓦斯赋存较东部低。

5． 含煤段地层厚度、沉积环境对煤层瓦斯赋存的影响

晚三叠世的华南地区为亚热带潮湿气候，为聚煤作用提供了适宜的气候条件。太平洋板块的俯冲作用，形成了川滇和赣湘粤聚煤盆地，赣、湘、粤盆地的海水来自西南，卡尼早期聚煤作用主要发生在萍乡以南地区，卡尼期—诺利期聚煤作用发生在萍乡—乐平一带，富煤带分布于滨岸地岸，随海水的进退而迁移。

1、内陆盆地充填体系：在本区相当于紫家冲段。底部、下部以砾岩、砂岩等粗碎屑沉积为主，主要为冲积扇和河床相；中部、上部以粉砂岩、砂岩为主，夹泥岩和煤层，植物化石较丰富，为河床、河漫、沼泽和泥炭沼泽相。为主要含煤段。

2、海进体系域：在本区相当于三家冲段。以钙质粉砂岩和泥岩为主，夹薄层砂岩，安源、高坑等井田下部发育一层细~中粒石英砂岩，局部含钙质。含少量植物碎片化石，含丰富的海相瓣鳃类、腹足类化石。不含煤层。为咸水~半咸水环境的海湾、泻湖相。

3、高位体系域：在本区相当于三丘田段。以砂岩和粉砂岩为主，其次为砾岩或砂砾岩、泥岩、炭质泥岩；含丰富的植物化石和较多的瓣鳃类化石；含少量煤层或劣质煤，为次要含煤段。属滨海平原相。

在此沉积环境控制下（图2-3），巨源矿区主要含煤段（紫家冲段）地层厚度南西端要大于北东端，同时含煤段的粒度，由南西向北东有变粗的趋势，这也可能是造成矿井瓦斯相对涌出量由南西向北东变小的又一原因。

图2-3巨源矿区紫家冲段走向沉积剖面图

6．结语

从文章中我们可以看出，影响本矿区瓦斯赋存的主要地质因素是煤化作用程度、地质构造、含煤地层岩性、岩浆活动、煤层埋深、水文地质条件、煤层厚度和岩浆活动等。其中煤化作用程度起着重要的控制作用个，煤层埋藏深度与相对瓦斯涌出量间多呈正相关，成为了预测相对瓦斯涌出量的一种较为有效的方法。