谢法桐，李 龙，郭良经

（1.淮北矿业股份有限公司童亭煤矿， 安徽淮北 235137， 2.安徽理工大学能源与安全学院， 安徽淮南 232001）

童亭矿区赵口断层对煤层瓦斯赋存规律的研究

谢法桐1，李 龙1，郭良经2

（1.淮北矿业股份有限公司童亭煤矿， 安徽淮北 235137， 2.安徽理工大学能源与安全学院， 安徽淮南 232001）

总结了淮北童亭矿区7煤层瓦斯压力及含量分布规律和瓦斯涌出规律并结合实际际地质情况，探讨了在开放性大断层影响下的瓦斯赋存规律：矿井西翼7煤层瓦斯赋存受到了井田边界赵口正断层的决定性影响，赵口断层成为7煤赋存瓦斯的运移通道；童亭矿井西翼7煤层在距赵口断层一定的范围开始，瓦斯涌出量、瓦斯含量、瓦斯压力，随着埋深的增加而减小，距离断层越近，瓦斯含量与瓦斯压力越小，该规律打破了瓦斯赋存随煤层深度增加而增加的一般规律，对该矿突出危险区域划分，瓦斯分区域治理等有一定的指导意义。

断层； 瓦斯赋存规律； 影响

淮北童亭煤矿自1989年投产至1999年为低瓦斯矿井，但随着矿井向深部拓展，瓦斯地质条件越来越复杂，瓦斯问题也日益突出，该矿2000年至2004年为高瓦斯矿井，2005年则升级为突出矿井，该矿本身地质构造复杂，断层发育密集，尤其是该矿毗邻赵口大断层，其势必对该矿瓦斯赋存规律造成一定的影响，把握其影响规律，对该矿向深部发展过程中的安全高效开采有着积极而深远的意义。

1 断层对瓦斯赋存规律的影响

研究表明地质构造是煤层瓦斯分布的主要控制因素［1］，从瓦斯地质角度来看，可以把构造分为两类，一类是易于瓦斯赋存的封闭型构造，一类是利于瓦斯排放的开放型构造［2］；实践表明煤与瓦斯突出几乎总是发生在沿着平移断层、逆断层或正断层变形强烈的区域，这是因为断层附近构造应力集中，当采掘工作面邻近时，受采动影响，一部分吸附瓦斯会解吸为游离瓦斯，瓦斯压力及含量都显著增大，一旦采掘影响到前方的应力集中区，诱发该部位应力突然释放，就有可能发生煤与瓦斯突出事故。而有些毗邻大断层的矿区瓦斯赋存却很少，几乎不出现瓦斯异常涌出。断层对于瓦斯赋存的影响要取决于断层的结构性质特征［3］。断层赋存瓦斯的能力随断裂性质不同有显著的差异，压性断层由于受到较大压应力导致结构致密，透气性很差，周围煤岩体的瓦斯沿断层向上运移过程中阻力较大，因此压性断层易于保存瓦斯。而受张应力生成的张性断层则由于结构松散，断层泥发育，易于瓦斯逸散。且越靠近断层出瓦斯压力及含量值越小，瓦斯涌出量也越小。

断层对煤层瓦斯赋存影响除了与断层自身性质有关外，还与断层是否导通地面，切断煤层处的顶板岩石性质，断层的空间方位有很大的关联，因此要综合的考察断层对煤层瓦斯赋存的影响。

2 瓦斯赋存规律

赵口断层为童亭井田北部边界正断层，走向NE～E，倾向SE～S，倾角59°～70°，落差大于20～500 m，延展长度大于12 000 m，由西南向东北尖灭。赵口断层的特点是断层落差大，破碎带宽，沿走向延伸长度长，矿井西翼采区紧邻赵口断层，处于断层上盘位置，在井田西翼该断层落差70～500 m，赵口断层属于开放性断层。

对井田各煤层瓦斯赋存影响较大，掌握其规律对煤层突出危险性鉴定、区域划分、瓦斯治理方案的制定，具有较强的指导作用。本文以赵口断层对井田西翼7煤瓦斯赋存规律影响进行归纳总结。

2.1 7煤层瓦斯压力分布规律

7煤层瓦斯压力测定结果如图1所示。从7煤层的瓦斯压力测定结果来看，煤层标高为－459.1 m处，瓦斯压力较大为1.18 MPa，超过了始突的瓦斯压力临界值，82下采区在此标高附近出现的瓦斯压力异常现象，随着煤层埋深的增加，整体上瓦斯压力反而减小。靠近赵口断层切割7煤处的瓦斯压力较其他区域明显偏小。

图1 童亭矿7煤层实测瓦斯压力分布图

2.2 7煤层瓦斯含量分布规律

7煤层瓦斯涌出量主要可分为本煤层瓦斯涌出与邻近层瓦斯涌出，根据7煤工作面回采过程中相对瓦斯涌出量的统计计算，并减去邻近层8煤层的瓦斯涌出量以及不可采煤层的瓦斯涌出量，加上7煤层的残存瓦斯含量，可近似得到不同标高处的7煤的瓦斯含量，根据瓦斯涌出量进行7煤层不同区域的瓦斯含量计算。

由图2看出，在目前的生产区域最深部（标高－607 m），Ⅰ、Ⅱ区域的吨煤瓦斯含量分别为6.25 m3/t、5.97 m3/t，Ⅲ区域吨煤瓦斯含量为2.99 m3/t，7煤层瓦斯赋存在更靠近赵口断层的深部区域，吨煤瓦斯含量越小。

图2 瓦斯含量随埋深的关系曲线

2.3 7煤层瓦斯涌出规律

经过统计7煤工作面在回采期间，风排瓦斯量、瓦斯抽放量及工作面日产量得出工作面的相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量，根据分析，84采区、82、82下采区瓦斯赋存受井田边界赵口断层的影响较大，瓦斯涌出量呈现不同的规律，据此，把84采区、82及82下采区工作面作为一个地质单元，按照走向分为三个区域，分别为Ⅰ区域、Ⅱ区域、Ⅲ区域，三个区域内的瓦斯涌出量统计如图3所示。

图3 童亭矿7煤层实测瓦斯涌出量分布图

由图3可以看出，Ⅰ区域、Ⅱ区域、Ⅲ区域瓦斯涌出量基本呈现相同的规律，最大瓦斯涌出量出现在埋深450 m左右，瓦斯涌出可以分为两个阶段，浅部瓦斯涌出量随着埋深的增加而增加，深部瓦斯涌出量随埋深的增加而减小，在埋深640 m左右瓦斯涌出量最小。

根据以上瓦斯压力、瓦斯涌出量、瓦斯含量分析，在童亭矿井的西翼，由于受到赵口断层的影响，在7煤层一定范围内，在漫长的地质年代中，赋存瓦斯得到释放，呈现以下瓦斯赋存规律：童亭矿井西翼7煤层瓦斯赋存受到了井田边界赵口正断层的决定性影响，赵口断层成为7煤赋存瓦斯的运移通道；童亭矿井西翼7煤层在距赵口断层一定的范围开始，瓦斯涌出量、瓦斯含量、瓦斯压力，随着埋深的增加而减小，距离断层越近，瓦斯含量与瓦斯压力越小。结合赵口断层实际产状，得知赵口断层是深部煤层瓦斯逸散的主要通道，使得距赵口断层较近深部煤层瓦斯含量较小。在童亭矿区打破了煤层瓦斯含量随埋深的增加而增加的一般规律。

3 应用

在掌握断层影响下的煤层瓦斯赋存规律后，对于该矿的瓦斯治理工作起到了积极地指导作用：

根据生产实际将84、82、82下采区作为一个地质单元进行突出危险性区域划分，在该地质单元7煤层为突出煤层，7煤层区域划分结论，将决定7煤层瓦斯治理方案的确定。7煤层区域划分，在已采区域瓦斯涌出量、不同标高瓦斯压力测定数据、瓦斯含量、煤样化验基本参数基础上，打破煤层埋深越深瓦斯含量递增的一般规律，应用以上结论，将该地质单元，浅部瓦斯含量6 m3/t等值线以上区域划分为无突出危险区，中部瓦斯含量超过6 m3/t的区域划分为突出危险区，深部靠近赵口断层瓦斯含量6 m3/t等值线以下的区域划分为无突出危险区。在突出危险区执行区域综合防突措施，在无突出危险区执行区域验证和安全防护措施，为矿井节省大量的岩石抽放巷道和钻孔工程。

矿井西翼86采区开拓前预测，86采区7煤层为突出煤层，86采区作为一个地质单元，煤层赋存及地质构造与相邻84采区相似，其深部边界为赵口断层，赵口断层对该采区瓦斯赋存有较大影响。应用上述结论，开拓前预测在无井下实测瓦斯资料情况下，按相邻采区，相似地质条件划分原则，将赵口断层深部附近划分为无突出危险区，其余区域为突出危险区，用于指导86采区防突方案设计和石门揭煤工作。

［1］ 焦作工学院瓦斯地质研究所.瓦斯地质概论［M］.北京：煤炭工业出版社，1992.

［2］ 俞启香.矿井瓦斯防治［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1992.

［3］ 董洪生.地质构造对瓦斯含量的影响［J］.科技与生活，2011，（8）：192.

［4］ 王汉龙.煤田断层带水和瓦斯的突出机理及其赋存特点分析［J］.中州煤炭，2010，（6）：36.

［5］ 陈金玉.瓦斯涌出的地质构造控制因素分析［J］.煤矿开采，2010，（6）：102－104.

［6］ 舒龙勇.地质因素对煤层瓦斯赋存影响的研究［J］.中国安全科学学报，2011，（2）：121－125.

Study on the Zhaokou Fault＇s Influence to the Law of Gas Occurrence in Tongting Mine

XIE Fa－tong1，LI Long1，GUO Liang－jing2
（1.Tongting Mine，Huaibei Ming Incorporated Company，Huaibei Anhui235137；2.Institute of Energy and Safety，Anhui University of Science ＆Technology，Huainan Anhui232001）

Based on the real geological event，this paper summarizes the 7 coal seam＇s law of gas pressure and content and the gas emission in the tong ting mine to study the law of gas occurrence influenced by the Zhaokou fault：the 7 coal seam is influenced by the fault definitively，Zhaokou fault becomes 7 coal gas occurrence of migration path，the gas pressure and content and the gas emission reduce with the depth increasing，which will become little with the place gets near to the fault.This rule breaks the general rules that the gas occurrence increases with the depth，the research guided the mine to divide the dangerous region，and it is of great significance to regional management to the gas.

fault；the law of gas occurrence；influence

TD712

B

1671－4733（2011）06－0001－03

10.3969/j.issn.1671－4733.2011.06.001

2011－10－25

谢法桐（1963－），男，安徽阜南人，副总工程师，从事煤矿技术工作，电话：0561－4963117。