三级瓦斯地质图与瓦斯治理“十二字方针”

三级瓦斯地质图与瓦斯治理“十二字方针”张子敏河南理工大学中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会河南，焦作454003主要内容概述搞清瓦斯地质规律是编好瓦斯地质图的基础三级瓦斯地质图的作用编好三级瓦斯地质图，落实瓦斯治理“十二字方针”概述我国是世界上瓦斯灾害最严重的国家之一“十二字方针”是我国同瓦斯灾害作斗争的经验总结编制瓦斯地质图受到各级领导的高度重视杨力生教授与《中国煤矿瓦斯地质图》编图小组成员合影张子敏教授向煤炭部技术司汇报《中国煤矿瓦斯地质图》编制彭立世教授与瓦斯地质研究所成员讨论问题前国家主席江泽民观看《中国煤层瓦斯地质图》1998年5月18日原国家煤炭工业局局长张宝明给张子敏教授写信，指出：“焦作工学院瓦斯地质研究所编制瓦斯地质图，并进行了全国煤矿瓦斯地质研究工作，既具提高控制瓦斯事故各项工作的前瞻性和计划性，又指导现场安全技术措施，是一项重要的安全基础。国家煤炭工业局支持你们的研究工作。”同年6月13日，中国煤炭报、煤炭教育信息报头版头条刊登。张宝明局长对瓦斯地质编图十分重视国家煤矿安全监察局局长王显政到瓦斯地质研究所指导工作河南省领导关心瓦斯地质工作1999年8月11日，河南省副省长陈全国到焦作工学院视察时，专门到瓦斯地质研究所指导工作，听取了汇报，他高兴地说：“你们的成绩很显著，研究方向有特色、有基础，要继续保持在全国的领先地位，努力攻克防治瓦斯灾害的难关，为河南的经济发展、减少矿井灾害、提高效益多做贡献”。主要内容概述搞清瓦斯地质规律是编好瓦斯地质图的基础三级瓦斯地质图的作用编好三级瓦斯地质图，落实瓦斯治理“十二字方针”瓦斯是地质成因的瓦斯是气体地质体，是地质成因的。当今的煤层瓦斯赋存状态，瓦斯含量大小，瓦斯压力高低，都是由于含煤地层和地质构造历史演化的结果，取决于煤层瓦斯的生成条件和在历次构造运动中经受坳陷、隆起、挤压、拉张等作用的保存条件。威胁煤矿开采最严重的地质灾害煤与瓦斯突出，主要发生在高瓦斯赋存、高地应力、煤层结构粉碎性破坏的地带[1]。瓦斯赋存、涌出、突出受构造控制当今，煤矿瓦斯研究仍是全世界主要产煤国家煤炭开采的难点和热点技术。一是瓦斯涌出是制约煤矿安全、高产、高效开采的主要障碍；二是煤与瓦斯突出是煤矿安全生产最大的威胁；三是瓦斯排放大气造成严重的温室效应；四是瓦斯是重要的能源，中国煤层气资源总量为32.68×1012m3，居世界第三位[3]。目前，中国年抽放瓦斯量约12亿m3，中国煤矿开采发展的方向是实现煤－瓦斯共采。编好三级瓦斯地质图，直接服务于上述主要三个热点和难点问题的研究和解决。只有搞清瓦斯地质规律，才能搞清瓦斯赋存规律和瓦斯涌出规律；只有搞清瓦斯地质规律，才能搞清高应力带、挤压剪切作用形成构造煤的规律，也才能搞清煤与瓦斯突出危险区的分布特征，也才能搞清由于煤层结构破坏而影响煤层瓦斯的抽放特性。大量的实践说明，煤与瓦斯突出是高构造应力、强挤压剪切作用的结果，无论从煤与瓦斯突出点的分布，还是从高突矿井、高突矿区的分布都是有规律的，都与不同级别的挤压、剪切带相关。如沿华北盆地北缘天山—赤峰深层活动断裂带上分布有包头、下花园、北票等高突矿区，有10多对高突矿井。沿华北盆地南缘龙首山—固始深层活动断裂带上分布有靖远、宜洛、平顶山、淮南等高突矿区，有10余对高突矿井。沿太行山活动断裂带上分布有焦作、鹤壁、安阳、邯郸、峰峰等高突矿区，有20余对高突矿井，等等。只有搞清构造演化才能搞清瓦斯地质规律运用板块构造理论和区域地质演化理论，搞清矿区地质构造在历次构造运动时期的在区域地质构造中的大地构造位置。每次构造运动引起的坳陷、隆起作用造成的风化、剥蚀和挤压、拉张作用影响到煤层瓦斯的保存条件；每次构造运动产生的构造应力场引起挤压、拉张方向的改变，对老的构造的改造和新的断裂构造的产生，从而搞清不同方向的断裂的力学特性和对煤与瓦斯突出的影响；搞清压、扭性构造带和挤压剪切作用对构造煤分布的控制作用。做到区域控制矿区、矿区控制矿井、矿井控制采区、采面，一级一级的控制。挤压剪切作用引起煤体结构的粉碎性破坏，大量极细小的鳞片状结构面可以赋存更多的瓦斯；高构造应力带对瓦斯赋存起到封闭作用。大量的生产实践证明，构造煤发育的地带都是瓦斯聚集的地带，瓦斯涌出量成倍的增加，有人称为瓦斯包。但是目前的手段还不能直接测到真实的瓦斯含量，而且常常比原生结构煤的实测瓦斯含量值低。主要内容概述搞清瓦斯地质规律是编好瓦斯地质图的基础三级瓦斯地质图的作用编好三级瓦斯地质图，落实瓦斯治理“十二字方针”3.1矿区瓦斯地质图的作用矿区瓦斯地质图是以矿区主采煤层底板等高线图为地理底图，主要反映矿区构造演化作用对瓦斯保存、赋存的控制；不同方向的断裂受构造应力场的演化对煤与瓦斯突出危险性的控制；各个井田在矿区构造中所处的构造位置；压扭性构造带以及挤压、剪切作用形成构造煤造成构造复杂区的划分；煤与瓦斯突出危险区的分布和预测情况；瓦斯含量、煤层瓦斯透气性测试数据和瓦斯资源量的估算；瓦斯涌出量等值线和预测等值线等等。矿区瓦斯地质图可以为矿区瓦斯综合治理和瓦斯资源开发和利用提供重要的依据；为矿区制定开发规划提供重要的参考。3.2矿井瓦斯地质图的作用划分出不同级别的瓦斯地质单元准确的反映矿井瓦斯涌出规律准确的预测煤与瓦斯突出危险性高度集中瓦斯地质信息，综合防治瓦斯灾害划分出不同级别的瓦斯地质单元运用板块构造理论和区域地质演化理论，搞清矿区地质构造在历次构造运动时期在区域地质构造中的大地构造位置。做到区域控制矿区、矿区控制矿井、矿井控制采区、采面，一级一级的控制瓦斯地质图法预测瓦斯涌出量要在系统收集、整理建矿以来采掘工作面每日的瓦斯浓度、风量和抽放量的基础上，准确地计算出各个采、掘工作面每日的绝对瓦斯涌出量点值，每一个采、掘工作面每个月都可以得到30个瓦斯涌出量点值，这是最能反映那个位置地质条件和采掘工艺条件及开采程序条件的瓦斯涌出量点值，是信息量大、最可贵的与生产实际结合最紧密的第一手资料。将整理出来的数千个、数万个瓦斯涌出量点值再经过认真的筛选，转绘到瓦斯地质图上，就可以直观的看出与各种地质因素和开采条件之间的关系。瓦斯地质图上展绘的已采、掘工作面的瓦斯涌出量点值，熟练的工程技术人员就可以预想到临近未采面的瓦斯涌出量的大小。同时，对于不同回采工艺、不同回采顺序计算出来的瓦斯涌出量可以建立对比关系。用这种方法建立起的瓦斯涌出量预测关系式和在瓦斯地质图上展示出的大量瓦斯涌出量点、瓦斯涌出量等值线，我们称为瓦斯地质图瓦斯涌出量预测方法。简称瓦斯地质图法。准确的预测煤与瓦斯突出危险性每次构造运动引起的坳陷、隆起作用造成的风化、剥蚀和挤压、拉张作用影响到煤层瓦斯的保存条件；每次构造运动产生的构造应力场引起挤压、拉张方向的改变，对老的构造的改造和新的断裂构造的产生，从而搞清不同方向的断裂的力学特性和对煤与瓦斯突出的影响；搞清压、扭性构造带和挤压剪切作用对构造煤分布的控制作用。挤压剪切作用引起煤体结构的粉碎性破坏，大量极细小的鳞片状结构面可以赋存更多的瓦斯；高构造应力带对瓦斯赋存起到封闭作用。大量的生产实践证明，构造煤发育的地带都是瓦斯聚集的地带，瓦斯涌出量成倍的增加，有人称为瓦斯包。也是易发生煤与瓦斯突出的地带。只有准确的预测瓦斯涌出量，才能准确的做到“以风定产”。一个矿区、一个井田的瓦斯地质规律，有时需要几年或更长时间才能被认识。矿井瓦斯地质图能最大限度的集中反映出煤层采掘揭露出来的丰富的瓦斯地质信息，随着生产进程，不断跟踪、分析、整理，并不断的修改。矿井瓦斯地质图可以最大限度的宣传、普及瓦斯地质知识，使各级领导和广大工程技术人员了解和掌握矿井瓦斯地质规律，提高防范意识，综合防治瓦斯灾害。高度集中瓦斯地质信息，综合防治瓦斯灾害图1平顶山十矿己15煤层瓦斯地质图13.14(12.33)1351(00.5)10.33(11.58)1614(98.6)5.03(4.24)1213(00.10)4.98(5.01)1450(01.02)2.9(2.32)1494(93.8)9.91(6.5)945(94.9)9.18(6.54)1026(96.7)12.69(10.78)1223(95.11)13.98(15.49)1595(97.3)15.73(21.01)1832(01.10)8.56(12.87)2164(00.1)己15-22220己15-22200己15-22180己15-22160己15-22140己15-22120己15-16-22210己15-16-22190己15-16-22170己15-16-22150己15-16-22130己15-16-22110己二运输下山己二下部轨道下山己二北部运输机己二瓦斯专用巷己二北部瓦斯专用巷己二北部运输机下山己二北部通风排水下山一部皮带新增石门配轨下山二部皮带北翼石门己二北部总回风南石门己四运输机上山北翼中区并联总回风北翼中区总回风-131.657133.000北翼进风井-320.000己四风井石门24-5合层158.68-347.222.525'-7125.56-305.142.025-9158.5225-6207.7125'-15116.10724-3合层135.4324-9合层124.71114.9723-6合层107.6423-5合层101.4623-10合层111.1024-7郭庄背斜十矿向斜1316(01.9)13.15(12.02)10.70(10.47)1409(02.4)590(96.10)9.52(3.9)1.5MPa-4332.07MPa-431.5-403.51.07MPa-318.51.45MPa己15-22280己15-223008.93(7.68)1238(02.6)己15-24020-352.83-397.32-384.47-353.7-315.9-439.2-421.87-415.58-400.93-384.0-378.01-381.5-368.5-366.7-356.72-339.4-343.99-335.9-325.7-321.99-313.42-430.26-358.14-280.0951015151520-4031.10MPa己15-16-24070己15-16-24030轴PPPPP北ab(1)(2)-200突出点含量点测压点瓦斯突出预测参数采样点采面回采瓦斯涌出量点绝对瓦斯涌出量实测等量线绝对瓦斯涌出量预测等量线瓦斯突出危险区瓦斯突出威胁区比例尺褶皱断层上下盘正断层逆断层煤层底板等高线工作面编号见煤钻孔29-16306.05-256.94.99突566t1996.5.8W5.63m/t3-2671.12MPa-367(638)P51550=150.38.24(8.97)1567(98.12)21161突326t2001.1.23W9.21m/t3-42430200m采掘工作面瓦斯地质图的作用采掘工作面瓦斯地质图是直接面对瓦斯灾害防治措施和瓦斯抽放措施的，如图2。要随着采掘进程，随时收集、整理填绘瓦斯监测资料和揭露的所有地质资料，尤其是要对小断层和构造煤的厚度变化随时进行编录，编制煤巷和剖面的瓦斯涌出量随不同地质因素的变化曲线和煤与瓦斯突出预测指标值变化图。并对瓦斯突出危险性随时预报。图2平顶山八矿戊9-1012121工作面瓦斯地质图qh2qq2hF21082FF214182F481216246826102610102015.24(8.20)741(96.10)801(96.9)16.11(8.96)13.82(7.41)772(96.5)873(96.4)12.07(7.32)15.21(6.75)639(96.1)600(95.12)14.7(6.12)14.32(7.47)600751(95.5)突1994.12.21138.0t13.81m/t-430m3w0.30.81.41.0突62.