【摘 要】
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煤与瓦斯突出是制约煤矿安全生产的最主要因素,煤与瓦斯突出机理复杂,影响因素众多,目前仍不能准确预测。而发生煤与瓦斯突出最重要的前提条件就是煤体中存在大量的瓦斯。我
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煤与瓦斯突出是制约煤矿安全生产的最主要因素,煤与瓦斯突出机理复杂,影响因素众多,目前仍不能准确预测。而发生煤与瓦斯突出最重要的前提条件就是煤体中存在大量的瓦斯。我国大部分矿区煤层的瓦斯含量普遍较高,其中深部煤层的瓦斯含量更高,而在项目进展过程中经现场测定发现,大屯矿区孔庄煤矿深部煤层的瓦斯含量与其相邻的淮北矿区深部煤层相比相对较低。本文结合孔庄煤矿的区域地质构造特征、煤系地层沉积演化特征、煤层气成藏特征以及瓦斯赋存规律对其瓦斯地质情况进行分析。在地质构造演化过程中,孔庄煤矿所在区域受到多期构造运动的共同作用,使其煤层瓦斯含量远低于相邻的淮北矿区。本文从地层差异性以及地层抬升与沉降的差异性方面入手对比分析了山东矿区、大屯矿区与淮北矿区的含气差异性。本文在Ⅳ3采区以及Ⅲ5采区共选取四个煤样,结合煤的工业分析、坚固性系数、瓦斯放散初速度、吸附解吸特征以及孔隙特征等多方面实验,得出孔庄煤矿煤样的f值分别为0.955、0.930、0.574、0.533,Δp分别为4.5mmHg、5.5mmHg、11.2mmHg、11.5mmHg,吸附常数a分别为16.8817m~3/t、17.1490m~3/t、17.9966m~3/t、21.6372m~3/t,BET比表面积最大为0.933m~2/g,微孔孔容最大为0.02ml/g。实验数据表明Ⅲ5采区较之Ⅳ3采区突出危险倾向更大。由挥发分数据推算得出孔庄煤矿煤的镜质组平均最大反射率范围为0.66~0.84,煤种为气、肥煤和1/3焦煤,实验结果表明了孔庄煤矿整体上煤层生气能力较差、瓦斯吸附能力较差、瓦斯赋存空间较小、突出危险倾向较低。通过对多个采区不同标高的瓦斯压力/含量、瓦斯涌出量等原始数据的汇总分析,并结合现场实测数据,采用多元线性回归方程对孔庄煤矿的瓦斯含量以及瓦斯涌出量进行预测,并绘制相应的等值线图,同时对瓦斯风化带进行划分。通过理论预测值与实际测量值的对比分析,结果表明Ⅲ5采区存在瓦斯赋存异常区域,呈现出“高压力、低含量”的特点。结合孔庄煤矿Ⅲ5采区的瓦斯赋存规律以及现场实际情况,为了达到该采区瓦斯赋存异常区域得到有效控制的目的,制定了巷道掘进期间、采区石门揭煤期间和采煤工作面回采期间的局部治理措施,并辅以加强管理来保证矿井的安全高效生产。
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