豫西煤田地質(zhì)構(gòu)造特征及其對(duì)瓦斯賦存的控制——以新豐煤礦為例.pdf

1、豫西煤田煤厚變化大,構(gòu)造煤普遍發(fā)育,瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究已成為瓦斯災(zāi)害防治的重要手段。本文在廣泛調(diào)研國(guó)內(nèi)外已有研究資料的基礎(chǔ)上,采用理論分析、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法對(duì)豫西煤田地質(zhì)構(gòu)造特征及其對(duì)瓦斯賦存的控制進(jìn)行了研究,取得主要成果如下:
　　首先,理論分析了豫西煤田地質(zhì)構(gòu)造特征,對(duì)新豐煤礦多地質(zhì)因素耦合及其對(duì)瓦斯賦存的控制進(jìn)行了研究。得出:太原組為碳酸鹽巖臺(tái)地相沉積,成煤穩(wěn)定性差,煤厚小;臺(tái)地相碳酸鹽巖構(gòu)成一3煤層的直接頂

2、底板,封儲(chǔ)瓦斯能力差,作為頂?shù)装逯苯映渌?強(qiáng)水溶作用致使一3煤層瓦斯逸散。山西組二1煤為多旋回淺水三角洲含煤建造沉積體系下部瀉湖潮坪沉積,成煤環(huán)境優(yōu)越,割理裂隙發(fā)育,儲(chǔ)集物性好;以河流作用為主、受潮汐影響的淺水三角洲分流河道相沉積地層與下伏煤巖系呈沖刷侵蝕接觸。構(gòu)造應(yīng)力作用下,煤儲(chǔ)層產(chǎn)生塑性流變,流變構(gòu)造及流變構(gòu)造煤發(fā)育,產(chǎn)生動(dòng)力變質(zhì)作用。二1煤層西北部深部滯留水區(qū)、高壓瓦斯富集區(qū)及突出危險(xiǎn)區(qū)受單斜-逆沖推覆-水動(dòng)力多地質(zhì)因素耦合控

3、制。
　　其次,研究了古河流沖蝕作用對(duì)煤儲(chǔ)層儲(chǔ)集物性、吸附解吸特性及沉積組合瓦斯封儲(chǔ)模式的控制機(jī)理。得出:豫西地區(qū)山西組二1煤煤層賦存及瓦斯賦存受分流河道相沉積向下片流沖蝕作用的控制;新豐煤礦具有北部比南部煤層厚,東部比西部煤層厚的展布規(guī)律。古河流沖蝕作用導(dǎo)致煤儲(chǔ)層灰分產(chǎn)率由6.9％增大至20.41%,孔隙率由4.74%降至4.46%,瓦斯儲(chǔ)集能力及瓦斯?jié)B流能力降低;煤基質(zhì)中的水分含量由2.26%增大至2.28%,煤體對(duì)瓦斯的極限

4、吸附量由35.7cm3/g降至30.30cm3/g,吸附瓦斯能力降低。破壞了二1煤層瀉湖潮坪聚煤沉積單元結(jié)構(gòu)的完整性,煤儲(chǔ)層與圍巖構(gòu)成四種沉積組合瓦斯封儲(chǔ)模式。
　　再次,研究了流變區(qū)構(gòu)造成因、煤儲(chǔ)層展布幾何特征、流變煤體微觀結(jié)構(gòu)、動(dòng)力變質(zhì)特征及流變區(qū)煤與瓦斯突出的主控因素。得出:在多期構(gòu)造應(yīng)力的作用下,尤其是喜山期滑動(dòng)構(gòu)造的推擠拖曳,煤底高程-67.65m~+24m段煤層發(fā)生流變。厚煤帶流變煤體脆性張裂紋發(fā)育,為初碎裂煤或碎裂煤