诠释芦岭井田地质构造特性

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芦岭煤矿位于宿东矿区东南部，井田东以F32断层为界，西以补13线和6—7线为界与朱仙庄煤矿相邻，浅部以10煤层露头为界，深部以-800m等高线为界。走向长约8.2km，倾斜宽3.6km。其煤系地层以二叠系下二叠统山西组及石盒子组为主要含煤段，所含的8，9，10煤层为矿井主采煤层，平均可采总厚度31.75m。8煤层为特厚煤层，含1~2层夹矸，有软硬分层，平均厚度为9.56m，赋存稳定；9煤层为中厚煤层，平均厚度为3.01m，局部与8煤层合并，煤层绝大多数为鳞片状，顶板破碎。8煤、9煤层坚固性系数低，松软易碎。煤质以气煤为主，中低灰分，低硫低磷、高焦油率，属典型的突出松软厚煤层。

一、芦岭井田矿井地质特征

8煤层是主采煤层之一，稳定特厚，全区可采。煤层厚度两极为0.30~17.75m，平均为8.96m。8煤层沿走向上呈东部厚，Ⅱ一采区薄，Ⅱ二、Ⅱ四采区厚，六、八采区相对薄的变化趋势；沿倾向上呈浅部厚、深部薄的变化规律。尤其是Ⅱ一采区向深部变薄趋势最为明显，Ⅱ814-1(12#~10#)机巷约30m段8煤厚度仅为0.3m。另外，在9线以东局部地区因夹矸增厚而出现2个分层，而11~12线以西深部与9煤层合并为层，-400m以上部分区域也有合并现象(见图5)。该煤层属中灰分煤，平均18%；特低硫，多小于0.5%；挥发分产率一般为30%~31%，向深部略增。受构造应力的作用，垂向上出现几个软分层，与硬分层相间分布。软分层以碎粒状和鳞片状为主，f值一般为0.16~0.614，P最大达到17.5，按煤体结构分类，8煤软分层为Ⅲ、Ⅳ类构造煤，即软煤。由于构造煤特别是软煤自身比表面积大而具有高吸附能力、岛瓦斯含量、低渗透性、高瓦斯解吸速率及低强度等特点，所以煤与瓦斯突出多发生在有软煤分布的区域。芦岭井田的这种软煤与较硬夹矸互层的煤体结构容易造成煤与瓦斯突出。这便是是属于芦岭井田这种高瓦斯突出矿井的显著特点。

二、芦岭井田瓦斯地质规律分析

芦岭煤矿煤层瓦斯含量对煤与瓦斯突出的影响程度和矿井瓦斯涌出量的大小起主导作用，而瓦斯风化带埋深一般小于300m，其相对瓦斯涌出量多数在2m3/t以上；煤层瓦斯含量分区回归见图6。整个井田范围内相对瓦斯涌出量在不同的呆区具有不同的分布特征，其中四采区无论涌出量和涌出量梯度都最大，六采区与四采区比较接近，八采区西翼最小，一、二采区和八采区东翼表现出比较相近的瓦斯涌出状况。考虑到瓦斯赋存具有较大的非均匀性，在井田中部一、二采区煤厚及其变化和四采区的高瓦斯含量异常带及其他地质构造比较复杂采区，具有典型的分区分带特点。六、八采区的瓦斯含量梯度大于其他采区，即开采深部时受瓦斯含量梯度的影响，六、八采区深部瓦斯含量的增加幅度要稍大于其他采区；但六、八采区在浅部的瓦斯含量值要明显低于其他采区。总的来看，除八采区之外，已经开采的各采区均发生过不同程度的煤与瓦斯突出或动力现象(瓦斯涌出异常)，但尤以一采区发生的频数为最多，占突出总次数的50%，二、四采区次之。由此可以看出，芦岭井田典型的高瓦斯突出矿井。

三、芦岭井田瓦斯突出预测

据已发生的突出记录卡片描述，整个井田内8煤在建井和生产时期，f=0.2~0.4情况下已经发生了多次煤与瓦斯突出，而f=0.13~0.614的“构造煤”在整个矿井分布具有普遍性和相似性，瓦斯放散初速度P在10以上的地点也较多。因此在总结煤层瓦斯地质规律和煤与瓦斯突出特征及区域控制因素时，确定出深部开采水平瓦斯突出危险性的预测原则：取瓦斯压力值0.74MPa为有无突出危险(威胁)的临界值；以井田范围内不同采区始突深度处的最低瓦斯压力(1.5MPa)作为划定其他未突出生产采区(三、八采区)具有突出危险性的参考指标值；将煤厚变化较大的区域和煤层分叉、合并及其边缘区域，地质构造复杂带作为严重突出危险区域显著划出；将已经发生突出的生产采区单元，当前始突深度以下划定为突出危险区。

四、结论

芦岭井田总体呈东、西部瓦斯含量相对较小，而中部的大部分区域瓦斯含量相对较大的分布特征。影响和控制芦岭煤矿瓦斯赋存和涌出的主要条件是区域地质构造和井田小构造的发育和分布特征。8煤层的煤体结构、煤厚及其变化(8，9煤层合并和8煤局部变薄)是控制整个井田区域特别是中部一、二、四采区瓦斯赋存、涌出、突出的主导因素；地质构造、围岩特性及其分布等因素对局部区域影响也比较大。