臨渙礦區(qū)東南緣瓦斯賦存構(gòu)造控制特征及防治技術(shù)研究.pdf

1、針對淮北煤田臨渙礦區(qū)東南緣礦井瓦斯賦存和突出災害具有明顯的構(gòu)造控制特征這一特點,本文運用地球化學、構(gòu)造地質(zhì)學、巖石礦物學、物理化學、滲流力學、巖石力學等多學科交叉的研究方法,采用理論分析、數(shù)值模擬、實驗室測定分析與現(xiàn)場工程實踐等手段,以該區(qū)域兩大典型礦井——許疃和任樓煤礦做為研究對象,對構(gòu)造控制下的礦井瓦斯賦存狀態(tài)與賦存規(guī)律進行了研究,提出相應的分區(qū)分級安全開采技術(shù)體系。論文的研究內(nèi)容對建立單一煤層條件下或煤層群賦存條件下的區(qū)域性瓦斯綜

2、合治理技術(shù)體系有著重要的理論指導意義。
　　論文針對許疃煤礦33采區(qū)南北翼瓦斯差異性賦存特征以及采區(qū)南翼有大面積厚層古近系紅層沉積的特點,通過地面鉆井采集巖樣,對比分析了紅層與常見煤系地層巖石(泥巖、砂巖、粉砂巖)在礦物成分、孔隙結(jié)構(gòu)、滲透性以及煤層瓦斯封蓋能力上的差異。結(jié)合33采區(qū)煤樣的多元物性參數(shù)測試結(jié)果,發(fā)現(xiàn)紅層沉積對煤的物性參數(shù)沒有顯著影響,造成采區(qū)南北兩翼瓦斯差異性賦存的原因主要在于煤層上覆巨厚紅層的影響。紅層的孔隙結(jié)構(gòu)

3、以小孔和中孔為主,與砂巖、泥巖和粉砂巖相比具有高孔隙率、高滲透性的特點,對煤層瓦斯的封蓋能力較差。現(xiàn)場瓦斯含量和瓦斯成分測定結(jié)果也表明紅層覆蓋區(qū)32煤層瓦斯含量小、煤層瓦斯賦存呈現(xiàn)瓦斯風化帶特征,說明在紅層沉積的區(qū)域煤系地層透氣性好,其下伏煤層瓦斯逸散作用強烈,煤層的煤與瓦斯突出危險性也隨之減弱。
　　任樓煤礦靠近徐宿弧形推覆構(gòu)造南段前緣,井田內(nèi)石炭-二疊系煤層自沉積以來經(jīng)受過兩期或者兩期以上大型地質(zhì)構(gòu)造運動的改造作用,構(gòu)造極為發(fā)

4、育。針對這一特點,本文對任樓煤礦的構(gòu)造,特別是斷層的分布特點進行了梳理,對礦井的地應力進行了測量,對采煤工作面過小斷層時的瓦斯涌出特征開展了系統(tǒng)分析。研究發(fā)現(xiàn)任樓煤礦以水平應力為主導,最大水平主應力與垂直應力之比為2.46~2.72,且均為壓應力,這一地應力分布特點為構(gòu)造煤的形成提供了力學條件,同時局部的構(gòu)造殘余應力也容易成為誘導突出發(fā)生的重要因素。此外,任樓礦小型斷層兩側(cè)的瓦斯異常涌出具有一定的規(guī)律性,最大瓦斯涌出段至斷層點的距離和瓦