煤田地质构造与瓦斯的关系研究.docx

煤田地质构造与瓦斯的关系研究摘要：煤炭是我国能源应用的主力军肩负着供给国家能源的重任。煤田地质各方面的研究是煤炭合理安全开采的基础。瓦斯事故是制约煤炭业开采的主要因素也是煤炭业科学发展中的突出问题由于我国产煤地质复杂对煤矿业开采设计考验严峻煤矿瓦斯防治工作引起了相关部门的高度重视。随着社会经济的发展煤炭需求产量增加其开采工作开始延伸瓦斯事故也相应的增加瓦斯防治工作显得更加的紧迫与复杂。有基于此煤田地质构造与瓦斯的关系具备了一定的现实研究意义。关键词：煤田地质构造；瓦斯；关系产煤区域地质条件多复杂化煤层受地质构造运动的叠加影响其改造程度强烈当煤层塑性流变时局部煤层厚度就会发生变化。煤矿区的构造运功影响煤层瓦斯生成地质构造不断的对煤层挤压、剪切煤层受其影响结构破坏形成构造煤这是瓦斯富集的基础条件煤层变质程度、历史演变、渗透性、结构破坏为煤层瓦斯含量奠定了基础。1瓦斯特质和我国煤田地质构造1.1瓦斯特质古时候植物堆积成煤阶段植物纤维素与有机质受到厌氧菌分解形成在温度和压力较高的环境中经物理和化学反应不断生成瓦斯。瓦斯达到一定浓度范围时可致使人缺氧窒息甚至发生燃烧和爆炸的现象。瓦斯在煤层或者煤体里以游离状态与吸附状态两种方式存在。瓦斯的主要成份是甲烷是常规天然生态能源作为煤矿伴生气体是当前煤矿井下事故发生的主要元素。瓦斯的游离状态也叫做自由状态其存在煤体孔隙与裂隙中此时瓦斯作为自由气体呈现压力服从定律[1]。瓦斯量的大小取决于煤层的孔隙率瓦斯压力在一定范围内煤层孔隙越大其含游离瓦斯的数量越大。瓦斯吸附状态是指瓦斯吸附在煤层的孔隙中其吸附状态是在固体分子的引力作用下煤层缝隙紧密吸附瓦斯分子建立吸附层。并且处于吸附状态的瓦斯分子会对煤体孔隙进行填充占据煤层空间的孔隙空间。1.2我国煤田地质构造煤田构造作用是指控制煤系、煤层的地质因素等因地壳运行引发地质构造拗陷为煤层形成提供适宜的空间。我国大陆板块是复式结构由稳定地块与活动带两种形式共同组成稳定块的规模并不庞大其刚性程度弱在盖层的变形非常强烈。和单式大陆欧美煤田地质相比我国煤盆的演变历史是及其复杂的我国含煤岩层具备显著的特点就是后期构造引发的变形时空差异较大在东部地区此特征明显。由于能源需求大煤炭开发对煤层浅部资源开始进行探测其开发较为困难。当前煤炭勘察重点是一些煤层新生界覆盖区或者老矿潜伏煤田都是深部煤炭能源其开采的复杂度和难度就更加可想而知了。煤田构造作为有机组成是区域构造中的一部分地壳浅部变形与其深部运动存在紧密的联系。当前关于煤层构造研究主要有大陆动力学说和盆地动力学说两种盆地构造影响煤层演变以及煤床分布状况。比如我国东部煤层经历了一系列热演化史有印支、燕山、喜马拉雅对其不同期次的叠加和改造给予煤层不均衡的抬升和深埋作用等。2煤田地质构造与瓦斯的关系2.1煤田变质程度煤层的地质史条件决定瓦斯生成量瓦斯地表运移也受其影响。比如某地煤矿煤层厚度受150到160米之间的石炭冲积层覆盖那么就表明煤层在冲击沉积前瓦斯已在漫长地质年代中排放了。经过实测该区地表下700米深处左右煤层瓦斯含量只有2.0m3/t[2]。正常情况下煤变质程度高瓦斯的含量也多但是在煤转化为无烟煤时煤体吸附瓦斯的能力就会减弱甚至可能为零。在我国鄂尔多斯其盆地东缘的叠记煤层是从北部逐渐向南部变质增高的在煤层埋深、地质相同的条件下煤体瓦斯含量会缓慢增加。另外在我国煤层含瓦斯量富集区比如焦作、湘中、晋城等都分布有产量较高的无烟煤。基于此可以明确这些地区煤层的瓦斯含量高也变相的说明了煤质变质与瓦斯含量的关联性。2.2煤岩结构与深度区域煤层含量随着煤结构的灰分增加减少又随着镜质组含量增多而增多。测定煤灰分产率要在815℃的高温下提炼燃烧测定。煤体挥发分产率是把煤放置在坩锅里在900℃的高温环境中连续加热7分钟就能根据对应的公式算出分产率。煤体吸附气体可以汇聚自身生成的瓦斯气体其吸附能力的强弱跟煤层孔隙表面积有直接联系[3]。煤变质和煤岩煤质影响区域瓦斯量。瓦斯生成量跟随煤灰增加减少有随着镜质含量增大变大。研究表明煤层埋藏越深其瓦斯含量就越大跟随煤层深度线性增长。但是也有特殊情况煤层瓦斯含量不与煤埋深度呈线性关系而是其变化梯度受埋深影响大多矿区煤层埋深与瓦斯含量成正比关系埋深增加其瓦斯含量就增大增量变化成梯度形式最后趋向零产量。2.3煤层围岩性质煤层周围是围岩层如果煤层和围岩结合紧密空隙小那么煤层的瓦斯含量比较容易保存如果孔隙较大联系不致密完整瓦斯就比较容易逸散煤层周围的灰岩、泥岩透气性低其在煤层中占据比例就比较大对应的瓦斯含量高。在我国重庆、贵州六