狮子山煤矿煤层瓦斯基础参数测定(完成)

云南省昭通市镇雄县狮子山煤矿开采煤层云南省昭通市镇雄县狮子山煤矿开采煤层 瓦斯基础参数测定报告瓦斯基础参数测定报告 中中国国矿矿业业大大学学 云南方圆中正工贸有限公司云南方圆中正工贸有限公司 二二 一一 年四月年四月 密级项目编号 项目完成单位项目完成单位 中国矿业大学 云南方圆中正工贸有限公司 项目负责人项目负责人 杨胜强 中国矿业大学 教授 博导 李一波 198 煤田地质勘探队 瓦斯治理院院长 工作人员工作人员 王东江 中国矿业大学 讲师 胡新成 中国矿业大学 讲师 周秀红 中国矿业大学 讲师 孙 祺 中国矿业大学 讲师 鹿存荣 中国矿业大学 讲师 尹新辉 198 煤田地质勘探队 瓦斯治理院副院长 邓小松 198 煤田地质勘探队 工程师 赵仁兴 198 煤田地质勘探队 工程师 李继奇 198 煤田地质勘探队 工程师 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 I 前 言 瓦斯是煤矿的主要自然灾害之一 长期以来严重威胁着煤矿的安全生产和影响 着矿井的经济效益 瓦斯赋存 瓦斯涌出及其防治技术的研究一直是我国煤矿 特 别是高 突瓦斯矿井的研究课题 近几年来 少数低瓦斯矿井由于瓦斯规律不明 对突发的局部瓦斯异常涌出常疏于防范 连续发生重大瓦斯事故 给国家和人民的 生命财产造成巨大损失 因此 瓦斯研究工作日益受到人们的重视 狮子山煤矿位于云南省镇雄县乌峰镇境内 C5b C6a煤层的瓦斯基础参数缺乏 C5b C6a煤层瓦斯参数的测定是否准确决定着狮子山煤矿今后的生产安全状况 决 定着狮子山煤矿各种通风安全设备和设施的投资是否合理 因此 为保证将来采掘 工作面的安全生产 确定主采煤层的煤与瓦斯突出危险性 瓦斯的最终来源 找出 狮子山煤矿主采煤层的瓦斯赋存 运移和涌出规律 必须进行 C5b C6a煤层瓦斯基 础参数的测定与分析工作 另外 狮子山煤矿的煤层瓦斯基础参数和瓦斯涌出状况的测定 为进一步摸清 该矿的原始瓦斯含量 瓦斯分布情况及突出危险性 同时也可为今后制定切实可行 的瓦斯防治措施提供理论依据 本报告首先叙述狮子山煤矿的生产地质概况 然后在学习瓦斯有关理论的基础 上 针对狮子山煤矿 C5b C6a煤层的具体情况 把 C5b C6a煤层的瓦斯基础参数测 定分为现场瓦斯参数测定和实验室瓦斯参数测定两部分 本报告的主要内容包括以 下几个部分 1 现场瓦斯参数测定及分析 1 瓦斯压力 2 瓦斯流量衰减系数 3 煤层透气性系数 2 实验室瓦斯参数测定及分析 1 煤质分析 工业分析 元素分析 真密度 视密度 孔隙率 2 煤岩分析 分析煤样的破坏类型和各种煤体组成 3 瓦斯吸附性常数 a b 值的测定 4 煤的坚固性系数 f 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 II 5 放散初速度 p 3 分析了影响狮子山煤矿瓦斯赋存的地质因素 本项目于 2010 年 3 月起 历时 1 个月完成了 C5b C6a煤层瓦斯的现场及实验室 基础参数测定 分析研究工作 现提出总结报告 在开展这一工作的过程中 狮子 山煤矿等单位的有关领导和工程技术人员给予了大力的支持与帮助 在此谨向他们 致以诚挚的谢意 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 III 目 录 前前 言言 I 第一章第一章 矿井概况矿井概况 1 1 1 矿山交通位置 矿界范围 1 1 2 井田地质 3 1 2 1 区域地层 构造 3 1 2 2 煤层赋存情况 6 1 3 矿床开采技术条件 8 1 3 1 水文地质条件 8 1 3 2 工程地质条件 12 1 3 3 环境地质条件 16 1 3 4 其它开采技术条件 17 1 4 矿井开拓开采情况 18 1 4 1 建设规模及服务年限 18 1 4 2 开采方式和采煤方法 18 第二章第二章 瓦斯地质理论基础瓦斯地质理论基础 19 2 1 瓦斯的性质和形成 19 2 1 1 瓦斯的性质概述 19 2 1 2 瓦斯的形成 20 2 2 瓦斯在煤层中的赋存状态 21 2 3 煤层瓦斯垂直分带 26 2 4 煤层瓦斯的运移 27 2 5 煤层中瓦斯卸压解吸运移规律 29 2 5 1 瓦斯含量的主要影响因素 29 2 5 2 煤层微孔隙性与瓦斯储运 31 2 5 3 煤层及卸压邻近层瓦斯解吸 扩散 渗流运移机理 32 2 5 4 煤层 卸压围岩层和采空区煤层气 瓦斯 流动状态及运移的基本规律 35 2 5 5 采动后煤岩孔隙率和渗透率的变化及其对瓦斯解吸运移的影响 42 2 5 6 卸压瓦斯在采动围岩裂隙中的升浮 扩散现象 46 第三章第三章 煤层瓦斯基础参数测定煤层瓦斯基础参数测定 48 3 1 实验室瓦斯参数测定 48 3 1 1 煤体坚固性系数 f 值的测定 48 3 1 2 瓦斯放散初速度 p 测定 50 3 1 3 煤样的破坏类型分析 52 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 IV 3 1 4 煤样的工业性分析和煤体的组成 54 3 1 5 煤的真密度 视密度 孔隙率测定 54 3 1 6 瓦斯吸附实验 55 3 2 现场瓦斯参数测定 57 3 2 1 煤层原始瓦斯压力测定 57 3 2 2 间接法测定煤层瓦斯含量 67 3 2 3 百米钻孔自然瓦斯流量衰减系数测定 68 3 2 4 煤层透气性系数测定 69 3 3 突出参数分析 72 3 3 1 C5b煤层突出参数分析 72 3 3 2 C6a煤层突出参数分析 72 第四章第四章 影响狮子山煤矿瓦斯赋存的地质因素分析影响狮子山煤矿瓦斯赋存的地质因素分析 74 4 1 单斜构造对瓦斯赋存的影响 74 4 2 断层对瓦斯赋存的影响 74 4 3 围岩对瓦斯赋存的影响 74 4 4 小结 74 第五章第五章 结结 论论 76 附附 件件 78 附件一 采矿许可证 78 附件二 安全生产许可证 79 附件三 营业执照 80 附件四 煤炭生产许可证 81 附件五 瓦斯等级鉴定证书 82 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 1 第一章第一章 矿井概况矿井概况 1 1 矿山交通位置 矿界范围矿山交通位置 矿界范围 狮子山煤矿位于镇雄县城东南 125 方向 平距约 5 5km 处 位于镇雄煤矿南部 井田中段 北 的南部边缘外侧 行政区处于镇雄县乌峰镇境内 地理极值坐标 东经 104 51 18 104 56 18 北纬 27 23 38 27 24 50 云南省国土资源厅批准的 采矿许可证 批准矿区面积 3 9619km2 由 5 个拐点 圈定 其经纬度坐标及直角坐标见表 1 1 开采标高 1760 1420m 有效期限 自 2007 年 12 月至 2012 年 12 月 承担勘查的单位为云南华鹏爱地资源勘查有限公司 资质证号 53200811500041 表表 1 1 狮子山煤矿范围拐点坐标表狮子山煤矿范围拐点坐标表 与周边矿界关系详见图 1 1 镇雄县至贵州省毕节市的省级公路从矿区西北部通过 矿区距镇雄县城公路里 程为 7 5km 距贵州省毕节市公路里程为 95km 距内昆铁路彝良大寨站 210km 距 威宁站 180km 交通十分便利 详见图 1 2 经纬度坐标直角坐标 m 拐 点 编 号 经 度纬 度X 坐标Y 坐标 矿区面积 km2 开采标高 m 矿 1104 55 40 27 24 50 3033550 0035492850 00 矿 2104 56 13 27 24 47 3033450 0035493765 00 矿 3104 56 18 27 24 26 3032800 0035493900 00 矿 4104 55 16 27 23 38 3031325 0035492200 00 矿 5104 54 18 27 24 26 3032800 0035490600 00 3 96191760 1420 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 2 图图 1 1 狮子山煤矿与相邻矿井关系示意图狮子山煤矿与相邻矿井关系示意图 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 3 图图 1 2 交通位置示意图交通位置示意图 1 2 井田地质井田地质 1 2 1 区域地层 构造区域地层 构造 狮子山煤矿矿区内地层出露较为齐全 区域地层以下古生界 上古生界二叠系 及中生界地层较为发育 本区为滇东北多字型构造体系一部分 主要由镇雄复式向斜 以勒背斜 青场 向斜 母享向斜等 4 支褶皱以及相伴随的压扭性断裂组成 构造线呈大致平行的雁 狮子山煤矿狮子山煤矿 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 4 行排列 展布方向为北东向 且向斜多具有北西翼陡 南东翼缓 轴面多向北西倾 斜特点 1 矿区地层 狮子山矿区地层有 二叠系上统龙潭组 P2l 长兴组 P2c 三叠系下统卡以 头组 T1k 飞仙关组 T1f 及第四系 Q 各地层特征由老到新叙述如下 1 二叠系上统龙潭组 P2l 出露于矿区西北部一带 为一套陆相细碎屑岩含煤建造 由细砂岩 粉砂岩及 泥岩组成 据岩性组合特征及含煤情况可划分为三个岩性段 下段 P2l1 为浅灰 灰绿色中厚层状泥质粉砂岩及细砂岩 含菱铁矿结 核 局部夹菱铁岩薄层 含不可采煤层 1 层 C10 本段地层厚 42 66m 平均厚 60m 与下伏峨眉山玄武岩组呈平行不整合接触 中段 P2l2 为浅灰 灰绿 灰褐色薄 中厚层状泥质粉砂岩 细砂岩 泥岩 局部夹灰绿色粉砂岩 钙质细砂岩及菱铁岩薄层 含不可采之薄煤 1 层 C9 底部灰绿色中厚层状钙质细砂岩厚 1 6m 是划分中段与下段的 I1标志层 本段地 层厚 42 55m 平均厚 50m 上段 P2l3 为主要含煤段 由浅灰 灰黑 灰绿色薄 中厚层状细砂 岩 粉砂岩 粉砂质泥岩及泥岩组成 中 下部含鲕粒状及团块状菱铁矿 上部含 结核状及条带状黄铁矿 由上至下含编号煤层 8 层 C5a C5b C5c C6a C6b C6c C7 C8 除 C5b为矿区内稳定可采煤层外 其余 均为局部点可采或不可采之薄煤层 含大量较完整的小壳腕足类动物化石 且仅见 于 C5b煤层顶板以上 底部浅灰色中厚层状钙质细砂岩厚 2 5m 是划分上段与中段 的 I2标志层 本段地层厚 40 68m 平均厚 50m 2 二叠系上统长兴组 P2c 呈条带状分布于矿区中部 为一套海陆交互相含煤沉积 由灰 灰黑色薄 中 厚层状钙质细砂岩 粉砂岩 泥岩和泥质灰岩交互组成 据岩性变化构成 3 个沉积 旋逥 产大量小壳腕足 瓣腮类动物化石及介壳 由上至下含 C1 C2 C3 C4四个 薄煤层 煤层厚 0 0 7m 均不可采 中下部深灰色层状泥质灰岩厚 5 13m 为区内 I4标志层 底部深灰色中厚层状泥质灰岩厚 2 4m 横向连续分布 是划分长兴组与 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 5 下伏龙潭组地层可靠的 I3标志层 本组地层厚 40 57m 平均厚 47m 与下伏龙潭 组整合接触 3 三叠系下统卡以头组 T1k 呈条带状分布于矿区中部 为灰绿色中厚层状含钙质粉砂岩 粉砂质泥岩与泥 岩粉砂岩不等厚互层 局部含星点状黄铁矿及钙质结核 水平层理发育 产大量小 壳动物化石 底部浅灰色中厚层状细晶灰岩厚 1 2m 分布连续 是划分卡以头组与 下伏长兴组地层可靠的 I5标志层 地层厚 40 67m 平均厚 60m 与下伏长兴组整 合接触 4 三叠系下统飞仙关组 T1f 大面积分布于矿区东部及东南部地区 主要为细砂岩 粉砂岩 泥岩及灰岩 云南省镇雄县镇雄煤矿南部井田中段 北 初步勘探地质报告 依据该区飞仙关 组地层岩性组合特征及动物化石群类 将区内飞仙关组地层细分为六个岩性段 但 矿区飞仙关组地层除第一段可划分出外 其余第二至第六段因各段间标志性地层分 布不连续 对于清楚划分第二至第六段地层带来一定得困难 因此 将第二至第六 段合为一段进行叙述 第一段 T1f1 由灰绿 灰紫色中厚层状钙质细砂岩 粉砂岩 粉砂质泥 岩及浅灰 深灰色厚层状 细晶 鲕状灰岩组成 顶部为浅灰 深灰色鲕状灰 岩夹钙质细砂岩或钙质粉砂岩 灰岩具缝合线构造 含大量小个体海相动物化石 厚 22 28m 全区分布连续 是划分飞仙关组第一段与第二段可靠的 I6标志层 底 部以灰绿色厚层状细砂岩与卡以头组分界 本段地层厚 64 78m 平均厚 70m 与下 伏卡以头组整合接触 第二段至第六段 T1f2 6 该段由灰紫 紫色 砖紫色薄 中厚层状钙 质细砂岩 粉砂岩 粉砂质泥岩 泥岩夹灰绿色粉砂岩条带及薄层状生物灰岩组成 产大量大小不一的海相动物化石 厚度大于 300m 5 第四系 Q 集中分布于矿区西部的缓坡 沟谷地带 为紫红 黄褐色残坡积 冲洪积之粘 土 砂质粘土及沙砾石堆积 厚度 0 20m 一般厚 10m 与下伏各地层均呈不整合 接触关系 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 6 2 构造 矿区位于区域镇雄复式向斜南翼中段 为一北东 南西延伸的单斜构造 地 层总体倾向南东 倾角 1 5 断裂仅发育于矿区东南边部 矿区内地质构造复杂程 度属于简单类型 矿区东南侧为 F1断层 叙述如下 F1断层位于矿区东南部边缘 矿界范围之内 延伸长度约 1600m 走向北东 倾向南东 倾角 50 75 平均倾角 68 据井巷揭露 断层面不平整 不规则 并 见有 1 10m 宽的断层破碎带 经巷道观测及野外地表对断层走向跟踪追索观测分析 研究 确定断层造成地层平均落差为 15m 该断层切割影响了整个煤系地层 破坏 了煤层在深部的连续性 3 岩浆活动及变质作用 矿区内无岩浆岩分布 变质作用不明显 岩浆活动仅发生于华力西期的基性岩 浆喷发 喷溢所形成的隐伏于矿区龙潭组地层之下的峨眉山玄武岩组之玄武岩 火 山碎屑岩 1 2 2 煤层赋存情况煤层赋存情况 1 含煤地层及含煤性 区内长兴组 P2c 及龙潭组 P2l 为一套连续的含煤沉积 经证实 长兴组由 上而下含不可采之薄煤四层 C1 C2 C3 C4 单煤层厚 0 0 7m 煤系地层平均 厚度为 47m 煤层总厚 0 1 13m 含煤系数为 0 2 63 龙潭组含煤 10 层 自上而 下依次编号为 C5a C5b C5c C6a C6b C6c C7 C8 C9 C10 除 C5b煤层为矿区内 稳定的唯一可采煤层外 其余均为局部点可采或不可采之薄煤层 煤系地层平均厚 度为 155m 煤层总厚 3 45 4 95m 含煤系数为 2 23 3 19 可采煤层 C5b 总厚 1 26 2 50m 可采含煤系数为 0 81 1 61 2 不可采煤层 区内不可采煤层有 C1 C2 C3 C4 C5a C5c C6b C6c C7 C8 C9及 C10 共 12 层 除 C2 C3 C5c C6b C7 C8煤层无探矿工程揭露外 其余均为局部点可 采或不可采之薄煤层 其中 C1煤层位于长兴组 P2c 地层的上部 上距卡以头组 T1k 底界 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 7 0 12 1 76m 煤层厚 0 0 70m 仅在 ZK202 钻孔和主斜井 XJ1 中见到 在 ZK302 钻孔相变为炭质泥岩 为煤层结构简单 稳定性较差的不可采煤层 C4煤层位于长兴组 P2c 地层的中下部 勘探公司仅在 ZK302 钻孔中见到 厚 0 35m 为一结构简单 极不稳定的不可采煤层 C5a煤层位于龙潭组上段 P2l3 地层的顶部 紧邻长兴组 P2c 地层的底界 煤层厚 0 13 0 52m 为煤层结构简单稳定性较好的不可采煤层 C6a煤层位于龙潭组上段 P2l3 地层的上部 勘探公司仅在 ZK201 ZK301 两 个钻孔揭露该煤层 上距 C5b煤层底板 5 12 6 25m 煤层厚 0 62 0 70m 在 ZK202 和 ZK302 两个钻孔中相变为炭质泥岩 该煤层为本矿区内为一结构较为简单 稳定 性较差的不可采煤层 C6c煤层位于龙潭组上段 P2l3 地层的中上部 有 ZK202 及 ZK302 两个钻孔 揭露该煤层 上距 C5b煤层底板 16 20 16 80m 煤层厚 0 16 0 45m 为煤层结构简 单 稳定性较差的不可采煤层 C9煤层位于龙潭组中段 P2l2 地层的上部 仅由 ZK302 钻孔揭露 上距龙潭 组上段 P2l3 底界 4 90m 煤层厚 0 50m 为结构简单 稳定性较差的不可采煤层 C10煤层位于龙潭组下段 P2l1 之中下部 仅在 ZK202 钻孔揭露 煤层厚 0 13m 为结构简单 稳定性差的不可采煤层 3 可采煤层 C5b煤层为区内稳定的唯一可采煤层 现将该煤层特征叙述如下 详见表 1 2 C5b煤层 俗称 高炭 为矿区内稳定的唯一可采煤层 位于上二叠统龙潭组上 段 P2l3 地层的上部 上距长兴组 P2c 底界 3 19 13 25m 平均 7 40m 距 C5a 煤层底板 2 85 12 98m 平均 6 91m 下距龙潭组上段 P2l3 底界约 45 17m 煤厚 1 26 2 50m 平均厚 1 88m 属稳定型全区可采的中厚煤层 煤层呈似层状产出 结构简单 含夹矸 0 2 层 夹矸位于煤层上部和下部 距 煤层底板 0 33 0 42m 距煤层顶板 1 01 1 40m 均为灰黑色炭质泥岩 厚 0 05 0 15m 含矸率 0 13 76 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 8 煤层直接顶板为灰黑 灰褐 黑色薄 中厚层状泥岩及粉砂质泥岩 厚 0 79 6 04m 在直接顶板与煤层间常有厚约 0 02 0 05m 的薄层状炭质泥岩伪顶 与 上下均呈过渡关系 煤层底板为灰黑 灰褐色薄 中厚层状泥岩 厚 0 32 3 25m 含植物根部化石 表表 1 2 主要煤层特征一览表主要煤层特征一览表 采样点 煤层厚度 m 层间距 m 见煤点两极值两极值 煤层 编号 可采点平均值平均值 煤层结构 夹矸层数 对比可 靠性 稳定性 评价 可采程 度 40 0 52 C5a 00 26 单一结构较可靠不稳定不可采 171 26 2 50 2 85 12 98 6 91 C5b 171 88 结构简单 含炭质 泥岩夹矸 0 2 层 较可靠稳定 全区可 采 30 0 70 C6a 00 35 1 62 6 62 3 51 结构简单 含炭质 泥岩夹矸 0 1 层 较可靠不稳定不可采 4 煤层对比 本次煤层对比依据煤层空间分布位置 煤层顶板标志特征 煤层厚度及煤质特 征进行比对 主要宏观依据为 1 依据区内各地层岩性特征所确定的 6 个标志层 各标志层横向分布连续 宏观特征明显 是划分矿区地层和进行煤层对比的重要依据 2 C5b煤层位于龙潭组上段上部 较之其它煤层厚度大 稳定性好 且全区 可采 C6a煤层位于 C5b煤层之下 两煤层相距 1 62 6 62m 煤层厚度变化大且薄 全区不可采 其余不可采之薄煤层均有相对稳定的产出位置 从空间分布位置及煤 层厚度方面与可采煤层极易区分 3 C5b煤层直接顶板为灰黑 灰褐 黑色薄 中厚层状泥岩及粉砂质泥岩 含大量较完整的小壳腕足类动物化石 且这些动物化石仅见于 C5b煤层顶板以上 该化石层位平面上分布广泛 是煤层对比的重要依据 综上 矿区煤层的对比标志比较明显 确定的标志层层位稳定 对比依据较充 分 煤层对比结果较为可靠 1 3 矿床开采技术条件矿床开采技术条件 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 9 1 3 1 水文地质条件水文地质条件 1 矿区水文 气象特征 矿区属长江水系 乌江流域以萨河支流区域 以萨河位于矿区北西部 1 1 公里 处 自北东向南西流过 据调查 其河床最低高程为 1420m 平均流量 2 30m3 s 最大 75m3 s 最小 0 30m3 s 勘查期间为雨季 测得其流量为 50m3 s 平均水深近 0 5m 本区垂直冲沟发育 冲沟流量季节性变化大雨季流量 2 80 20 65L s 旱季则 断流 干涸 矿区内发育 2 条与以萨河近垂直的冲沟 走向呈南东 北西向 矿区属亚热带高原山地季风气候 据镇雄县气象局提供的气象资料 区内年平 均气温为 11 3 极端最高气温 34 8 最低气温 7 1 年平均降水量 913 4mm 日最大降雨量 153 4mm 每年 6 10 月为雨季 降雨量占全年降雨量的 80 2 年平 均相对湿度为 83 冬季冰冻时间较长 每年 11 月至次年 3 月为冰冻期 全年主导 风向为西北风 2 矿区含 隔 水层 根据矿区内出露地层岩性及含水介质特征 可将区内含水层分为三类 即孔隙 含水层 裂隙含水层和层间岩溶含水层 现根据地层顺序从上至下叙述如下 1 第四系 Q 集中分布于矿区西部柏秧林一带的缓坡 沟谷地带 分布 局限 岩性以粘土 砂质粘土积砂砾堆积为主 厚度 0 20m 一般厚 10m 含水层仅 雨季有局部渗水 旱季处于自然疏干状态 属孔隙含水层 其富水性极弱 对矿床 开采无充水影响 2 三叠系下统飞仙关组第二至六段 T1f2 6 岩性以泥质粉砂岩 粉砂岩为 主夹细砂岩及泥岩 矿区内多形成山脊 山坡 该含水层地表风化强烈 风化层厚 达 30m 雨季局部地段可含较丰富的风化裂隙水 雨季泉水流量最大 2 50L s 一般 多为渗水 渗流量小于 0 10L s 旱季处于自然疏干状态 钻孔于该层钻进过程中 冲洗液无明显变化 受岩性及地形地貌的制约 属裂隙含水层 含水层富水性弱 对矿床基本无充水影响 3 飞仙关组第一段 T1f1 由中厚层状钙细砂岩 粉砂岩 粉砂质泥岩及浅 灰 深灰色厚层状 细晶 鲕状灰岩组成 顶部为浅灰 深灰色鲕状灰岩夹钙 质细砂岩或钙质粉砂岩 其中灰岩总厚度 22 28m 占该层总厚的 1 3 地表未发现 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 10 有泉或渗水出露 钻孔揭露该层时冲洗液有一定得变化 说明其中有一定得赋水空 间 属岩溶含水层 总体富水性中等属层间岩溶含水层 该含水层与煤系地层间有 卡以头组 T1k 弱裂隙含水层相隔 T1k 构成 T1f1的隔水底板自然状态下对矿床无 充水影响 属矿床顶板间接充水含水层 4 卡以头组 T1k 岩性以中厚层状含钙质粉砂岩 细砂岩 粉砂质泥岩与 泥质粉砂岩不等厚互层 局部含星点状黄铁矿及钙质结核 水平层理发育 底部为 厚 1 2m 中厚层状细晶灰岩 灰岩较完整致密 无较大的溶蚀裂隙和溶洞发育 地 表仅雨季有少量渗水 渗水量小于 0 10L s 属裂隙含水层 其总体富水性弱 为矿 床顶板间接充水含水层 5 长兴组 P2c 出露于矿区北西部 为薄 中厚层状钙质细砂岩 粉砂 岩 泥岩和泥质灰岩交互组成 灰岩 泥质灰岩主要分布于中下部和底部 中下部 为厚层状深灰色泥质灰岩 厚 5 13m 底部为中厚层状深灰色泥质灰岩 厚 2 4m 灰岩层占该含水层的总厚的 50 以上 钻孔揭露该层时冲洗液有明显变化 该层属岩溶含水层 但总体富水性弱 该含水层底界距可采煤层 C5b 顶界仅为 3 03 13 33m 平均 7 18m 在采动 情况下 该含水层地下水对矿床有直接充水影响 属顶板直接充水含水层 6 龙潭组 P2l 按岩性组合及含煤的不同分为上 中 下三段 上段 P2l3 岩性总体为薄 中厚层状粉砂质泥岩 泥岩 粉细砂岩 可采煤层分布于 该段上部 中段 P2l2 岩性总体为薄 中厚层状泥质粉砂岩 细砂岩 泥岩 局 部夹灰绿色粉砂岩 钙质细砂岩及菱铁岩薄层 下段 P2l1 总体岩性为中厚层状泥 质粉砂岩及细砂岩 局部夹菱铁岩薄层 主要可采煤层赋存于上段 P2l3 中上部 钻孔在该层中钻进时冲洗液无较大变化 总体富水性为弱 极弱 该含水层组成可采煤层顶底板 是矿床直接充水含水层 根据 ZK202 钻孔水文 地质工程地质编录结果 煤层主要赋存于 P2l3上部 其围岩多为泥岩类极弱含水层 而下伏 P2l2距可采煤层底界约 40m 已大于矿床开采可对底板的破坏影响带 而 P2l2层顶部有近 10m 厚的泥岩隔水层 钻孔编录结果 该泥岩层空间厚度较稳定 为便于概化水文地质模型 矿床将直接充水层确定为 P2l3裂隙弱含水层 而将 P2l2 及 P2l1视为相对隔水层 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 11 3 构造带水文地质特征 矿区位于区域镇雄复式向斜南翼中段 地层总体倾向东北 倾角一般 1 5 断 裂仅发育于矿区边部 矿区地层自上而下基本为三叠系下统飞仙关组 T1f 卡以头组 T1k 二叠 系上统长兴组 P2c 龙潭组 P2l 峨眉山玄武岩组 P2 下统茅口组 P1m 矿床直接充水含水层为龙潭组 P2l 裂隙含水层 长兴组 P2c 层间岩溶含水层 顶板间接充水含水层为飞仙关组第一段 T1f1 岩溶含水层 底板间接充水含水层茅 口组 P1m 受岩性及地形地貌的控制 直接充水含水层 P2c P2l3 富水性总体 弱 中等 顶板间接充水含水层 T1f1 富水性弱 中等 而底板间接充水含水 层 P1m 富水性强 极强 顶板间接充水含水层间有卡以头组 T1k 弱裂隙含 水层阻隔 自然状态下对矿床无充水影响 而底板间接充水含水层与矿层间有峨眉 山玄武岩组及龙潭组中下段阻隔 不会对矿床有充水影响 与岩溶含水层富水性相 对而言 矿区裂隙含水层基本可作为岩溶含水层隔水边界 矿区范围内发育一条编号 F1的断层 叙述如下 F1正断层位于矿区东南部边缘 矿界范围之内 延伸长度约为 1600m 走向北 东 南西向 倾向南东 平均倾角 68 断层破碎带宽约 1 10m 破碎带为断层 角砾岩 胶结较致密 沿断层带未发现有泉水出露分布 断层破碎带富水性与两盘 裂隙含水层相近推测断层北盘 下盘 岩溶含水层 P2c 可能与矿床接触 可推断 该含水层地下水位低于高程 1450m 而矿床最低资源量估计标高 1610 80m 岩溶含 水层对矿床开采无太大影响 4 现采坑道及废弃小窑水文地质状况 狮子山煤矿原生产能力为 9 万吨 年 井口高程 1685 2m 井口岩层为 T1k 砂岩 主井为斜井 在 1624 50m 高程点处落平后用平硐开采 主要巷道长近 800m 采空 区及采掘巷道控制面积为 283700m2 主要巷道水文地质特质为 0 28 00m 为 T1k 弱裂隙含水层 硐顶及硐壁局部有滴水或沿硐壁渗水 水量 小 底部的泥灰岩中有一处有水涌出 流量 0 69L s 该段总流量为 0 70L s 28 00 132 40m 为 P2c 层间岩溶含水层 砂岩层中有滴水和渗水现象 而 在其底部的 132 40m 泥质灰岩中沿裂隙有一处水涌出 流量达 3 25L s 总涌出量 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 12 3 90L s 据访问 旱季流量较小 为雨季的一半左右 出水点形态呈流出状 132 40 645m 为 P1l3弱裂隙含水层 硐顶及硐壁局部有水渗出 滴水频率约 15 滴 分 该段总涌水量 0 55L s 主斜井底部落平处高程为 1624 50m 最低水仓标高为 1610 80m 总涌水量 550m3 d 23m3 h 其中 P2c 泥质灰岩层中涌水量占 80 以上 矿坑水均采用抽水 式排泄 据矿井管理人员介绍 矿坑 3 4 月期间涌水量较小 涌水量约为雨季的 60 矿区附近有 6 个小窑 现已关闭 大部分垮塌 调查结果为小窑大多为平硐开 采 巷道基本沿煤层走向 据访问 小窑开采期间尚未遭遇淹井事故 矿区北侧外围的陈贝屯村有 1 小水塘 因没有地表水流的补给 仅靠雨季雨水 补给 不会对河床开采造成影响 以萨河位于矿区西北侧自东向西流过 对河床开 采没有影响 矿区内发育的 2 条冲沟 均为季节性冲沟 流量变化较大 但这 2 条冲沟对矿 床开采影响不大 5 矿床充水因素及水文地质条件类型 据前述 该矿床处侵蚀山地 地表出露的含水层以弱裂隙含水层为主 对矿床 有充水影响的水源有地表水 小窑积水 顶板间接充水含水层 T1k 顶板 P2c 直接充水含水层 含矿层裂隙含水层 隐伏岩溶含水层 经分析 顶板直接充水含 水层和含矿层裂隙含水层是矿坑充水的主要因素 该矿区煤层为单一煤层 产状极 为平缓 探获资源量均在侵蚀基准面以上 因此 水文地质类型以裂隙弱含水层充 水为主的简单类型 1 3 2 工程地质条件工程地质条件 1 工程地质岩特征 根据勘查区出露的地层岩性 岩石物理力学特征 将区内分布的地层分为三个 岩类 即松散岩类 碎屑岩层状岩类和可溶盐岩夹碎屑岩类 按不同岩类分布叙述 其岩性组合特征 1 松散岩类 为第四系 Q 由冲洪积 残坡积物组成 冲洪积物集中分布于拉埃河河床 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 13 由砂砾石组成 结构松散 无胶结 揭露最大厚度 15m 坡积由含砾粘土组成 零 星分布于山坡沟谷 厚度 0 5 4 0m 为松散软弱岩组 易受流水侵蚀 但因分布范 围及厚度较小 对矿床开采影响不大 2 碎屑岩层状岩类 由三叠系下统飞仙关组二 六段 T1f2 6 卡以头组 T1k 二叠系上统龙潭组 一 三段 P2l1 3 构成 飞仙关组二 六段 T1f2 6 根据地表调查结合钻孔编录 地表风化强烈 风化 层厚约 30m 主要由泥质粉砂岩 细砂岩及粉砂岩组成 呈互层状岩石半坚硬 坚硬 分层厚度 4 20m 单一岩性层均为中厚层状 单层厚 0 5 1m 层间闭合 结合好 岩体较完整 岩性组合较单一 为半坚硬 坚硬岩砂岩组成 矿床开采 一般不涉及该岩组 对矿床开采影响不大 卡以头组 T1k 由粉砂岩 细砂岩 泥质粉砂岩 粉砂质泥岩呈互层状产出 岩石半坚硬 坚硬 分层厚 1 6 11m 均为中厚层状 单层厚 0 4 1 2m 层间闭 合 结合好 岩体较完整 为半坚硬 坚硬的砂岩岩组 岩心完整 矿床开采一 般不涉及该岩组 对开采影响不大 龙潭组 P2l 据岩性及含煤性区内分为三段 上段 P2l3 厚 40 68m 平均厚 50m 岩性主要为薄 中厚层状细砂岩 粉砂岩 粉砂质泥岩及泥岩组成 是矿区主要含煤段 可采煤层均分别于该段上部 上部 总厚 25m 以泥岩为主夹粉砂岩 泥质粉砂岩为主 泥岩占 60 以上 泥岩 单层厚 1 1 10 4m 薄层状 易崩解 手可搓散 为极软岩 RQD 值为 22 3 49 4 平均 35 5 岩体破碎 粉砂质泥岩及粉砂岩单层厚 0 5 2 3m 中厚 层状 RQD 值 44 9 60 6 平均 50 8 岩体中等完整 饱和抗压强度 16 2 25 5MPa 平均 21 4MPa 软弱岩 属薄层状极软泥岩夹中厚层状软弱粉砂岩 岩组 该段下部 总厚 30m 则以泥质粉砂岩为主夹泥岩 砂岩占 65 以上 粉砂 岩单层厚 2 4m 中厚层状 半坚硬岩 泥岩单层厚 0 5 1 5m 薄层状 易崩解 手搓可碎 极软岩属中厚层状半坚硬砂岩夹薄层状极软泥岩岩组 可采煤层赋存于 薄层状极软泥岩夹中厚层状软弱粉砂岩岩组中 该岩组对矿床开采影响极大 中段 P2l2 为浅灰 灰绿 灰褐色薄 中厚层状泥质粉砂岩 细砂岩 泥 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 14 岩 局部夹灰绿色粉砂岩 钙质细砂岩及菱铁岩薄层 顶部位近 10m 厚的泥岩 粉 砂质泥岩 本段地层厚 42 55m 平均厚 50m 本段除顶近 10m 厚的泥岩外 其它 均为中厚层状粉砂 细砂岩夹 2 3 层 0 5 1 5m 的泥岩 泥岩呈薄层状 易崩解 极软 而砂岩呈中厚层状 岩石坚硬 半坚硬 RQD 值 41 9 58 6 平均 54 7 岩体中等完整 属砂岩为主的坚硬 半坚硬岩组 该岩组可视为开采煤层 的间接底板岩组 对矿床开采有一定得影响 下段 P2l1 为浅灰 灰绿色中厚层状泥质粉砂岩及细砂岩 含菱铁矿结核 局部夹菱铁岩薄层 细砂岩层一般厚 0 1 1m 本段地层厚 42 66m 平均厚 60m 砂岩较完整 层间胶结紧密 中厚层状 岩石半坚硬 坚硬岩 RQD 值平均 50 7 岩体中等完整 矿床开采一般不涉及该岩组 对矿床开采影响不大 3 可溶盐岩夹碎屑岩类 主要有下三叠统飞仙关组第一段 T1f1 和上二叠统长兴组 P2c 飞仙关组第一段 T1f1 为灰岩与砂岩互层 灰岩约占该段的 1 3 岩溶不发 育 无溶蚀空洞 岩石强度较高 为坚硬岩 岩体中等完整 砂岩呈中厚层状 为 半坚硬 坚硬岩 岩体中等完整因距可采煤层垂距较大 对矿床开采影响不大 长兴组 P2c 为薄 中厚层状钙质细砂岩 粉砂岩 泥岩和泥质灰岩交互 组成 灰岩 泥质灰岩主要分布于中下部和底部 泥质灰岩 厚 2 13m 灰岩 泥 质灰岩占该层总厚的 50 以上 岩溶不发育 无溶蚀空洞 岩石半坚硬 坚硬 RQD 值 44 9 岩体较破碎 完整 饱和抗压强度 47 1 52 5MPa 平均 48 0MPa 钙质细砂岩呈中厚层状 约占总厚的 40 岩石半坚硬 坚硬 RQD 值 55 6 饱和抗压强度 59 8 66 6MPa 平均 63 0MPa 岩体中等完整 泥岩约占总 厚的 10 岩石易崩解 易碎 极软岩 RQD 值 22 3 岩体破碎 该层为煤系地 层顶板 可采煤层导水裂隙带基本贯穿该层 岩体以坚硬 半坚硬的可溶盐岩及 砂岩为主夹极软的泥岩 现生产主巷道开拓即穿过该层 对矿床开采有较大的影响 2 断层破碎带工程地质特征 矿区位于镇雄复式向斜的南翼 煤系地层及围岩均呈单斜产出 走向为北西 南东向 倾向北东 倾角一般为 1 5 出露的各类岩体均呈层状 层间裂隙较发 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 15 育 呈闭合状 结合好 矿区发育 F1断层 1 条 出露于矿区南东部 对本区山体 水系的分布有一定的影响 该断层对矿床开采影响不大 可采煤层围岩主要为泥岩及粉砂质泥岩 节理较发育 围岩层理较发育 层间 结合较致密 无明显的破碎带 但泥岩具软化性及弱膨胀性据钻孔编录 可采煤层 直接顶 底板多以泥岩为主 间接顶板为泥质灰岩 间接底板为粉砂岩 岩体内有 级构造结构面发育 主要有 285 85 155 65 两组相对发育 结构面平均 密度 5 条 m 延伸长 2 3m 一般宽 2 3mm 多数呈闭合型 有铁 泥质薄膜充填 对岩体完整性有一定的影响 岩体总体结构类型属层状碎裂结构 2 3 生产矿井及小窑工程地质特征 生产井开采已数年 开采主煤层为 C5b 据实地调查 以平硐开拓开采 主巷道 长近 800m 水平掘进 主运输巷道在顶板中掘进以砂岩 粉砂岩 泥质灰岩为主 岩体较破碎 较完整 节理密集地带出现冒顶 经坑木支护后 较稳定 硐壁无 片帮现象 主巷道进入含煤层后 围岩较破碎 出现冒顶现象 坑木支护密度 3 架 m 支护后巷道较稳定 局部泥岩为主的地段有鼓底现象 据访问 平均鼓底速率 5 10cm 月 鼓底现象与泥岩软化及弱膨胀关系密切 矿区内及附近小窑均已被封闭 据访问 小窑掘进中一般无支护 仅较破碎地 段有坑木支护 支护间接一般为 3 架 m 矿床围岩总体完整性较差 井巷开拓可引起冒顶及鼓底 并伴有渗水 淋水 4 矿区工程地质评价 地质评价主要针对可采煤层直接顶 底板进行 对其它间接顶 底板仅作一般 性评价 经 矿区水文地质工程地质勘探规范 GB12719 91 推荐的煤岩体质量 系数法和岩体质量指标法评价得出粉砂质泥岩 泥岩 钙质细砂岩及灰岩岩体质量 均为中等 岩体完整性中等 矿床围岩稳固性中等 根据 工程岩体分级标准 Gb50218 94 对围岩体进行分级得出 泥岩和粉砂质泥岩岩体基本质量等级为 级 作为地下工程岩体无自稳能力 井巷于该岩层中掘进应做相应支护 钙质细砂 岩及灰岩岩体基本质量级别均为 级 跨度 5 10m 可稳定数月 可发生局部块体 位移及小 中型塌方 跨度10 3mm 以上孔隙 及裂隙内的渗流瓦斯逐渐在本身瓦斯压力下运移至裂隙内 煤层中的瓦斯随着瓦斯 的不断运移 其气体分子的碰撞作用减小 瓦斯压力降低 进而煤的吸附性能降低 煤中吸附态瓦斯逐渐解吸 转化为游离态瓦斯 并不断的达到一种动态平衡 如裂 隙为贯通的裂隙 也即既有离层裂隙又有穿层裂隙 能够与下部采空区或抽采瓦斯 的巷道连通 则煤层中的瓦斯会不断的向煤岩裂隙体中运移 直至煤中吸附态瓦斯 完全转化为游离态瓦斯 若裂隙仅为离层裂隙而无穿层裂隙 则随着裂隙体内瓦斯 压力的平衡 煤层中的瓦斯仅有一部分运移至离层裂隙内 煤层瓦斯压力只在一定 程度上卸压 随着裂隙的闭合 煤层瓦斯压力又逐渐升高 游离态瓦斯转化为渗流 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 36 态瓦斯的量很少 同样处于卸压带内的煤层 由于煤层的膨胀而卸压 卸压作用使 得煤岩体中渗透容积增大 也即孔隙率增高 瓦斯压力有所降低 部分吸附瓦斯转 化为游离瓦斯 但同样由于游离态瓦斯没有更多运移的空间 其内吸附态瓦斯转化 为游离态瓦斯量也很少 因此可以认为 处于贯通裂隙带内的邻近层瓦斯将完全排 放 而处于离层裂隙体或卸压带内煤岩体中的瓦斯主要还是以吸附态瓦斯为主 其 内瓦斯基本不排放 2 5 4 煤层 卸压围岩层和采空区煤层气 瓦斯 流动状态及运移的基本规律煤层 卸压围岩层和采空区煤层气 瓦斯 流动状态及运移的基本规律 成煤过程中 在高温高压的作用下 煤中挥发分在由固体转变为气体而排出的 过程中 煤中即形成了大量的相互沟通的微孔 而在漫长的地质年代中 地层的运 动对煤体的破坏和搓揉又将煤层破坏成为若干煤粒和煤块的集合体而使煤层形成为 一个巨大的孔隙 裂隙网 当开采作业进入煤层后 由于巷道空间的气压是一个大 气压左右 而煤层瓦斯往往处于高压状态 因而瓦斯即从地层和煤层向巷道空间运 移 这种运移在绝大多数情况下表现为瓦斯由煤层内部向煤面的涌出 煤层瓦斯的 运移是一个复杂的运动过程 它与煤层的结构和煤层中瓦斯赋存状态密切相关 1 瓦斯在煤岩多孔介质中运移流动状态 瓦斯在多孔介质中的运移主要是通过相互连通的孔隙裂隙网络进行的 由于孔 径和裂隙宽度都很狭小 这种传输过程是很缓馒的 如果在运移过程中流体与固体 骨架之间不发生物理化学的反应和交换 则比较简单 仅仅是一个力学过程 从高 压区流向低压区 但在某些情况下就相当复杂 一般情况下 流体在多孔介质中的 运移大致具有下列 4 种状态 1 流动传输 瓦斯在煤层中流动时 一般是以层流状态在孔隙和裂隙中渗透运动的 由高压 区流向低压区 当裂隙宽度相当大时 可出现紊流运动 在孔隙非常小 孔径小于 瓦斯分子自由程时可以出现分子滑流 即克林伯格 Ktinbenbery 效应 除此之外 在微孔隙和固体骨架的表面还存在由高浓度区向低浓度区传输的扩散运动 2 贮存 在流动过程中 当温度发生变化 流体出现相态变化时所发生的能量积聚 3 交换 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 37 即流体在流动过程中的相态转变 交换往往是伴随着热量的交换进行的 4 内部反应 流体在流动过程中发生的量的变化 增加时称为源 减少时称为汇 通常情况下 这 4 种状态可以建立一个多孔介质中流体运移的概念性模型 如 图 2 13 所示 流体的运移是相当复杂的 而在实际的研究中通常只能抓住主要的因 素将模型加以简化 煤层是多孔介质 瓦斯在煤层中的流动主要是在裂隙系统中进行的 因为地应 力对孔隙结构的骨架影响不大 变形量很小 但对裂隙的闭合或开张具有很大的作 用 因而在研究地应力对瓦斯流动的影响时 主要应考虑它对煤层透气系数的影响 对孔隙结构的骨架可以按不可压缩的结构来处理 4312 内部反应 交换贮存流动传输 P1 SP2 A 图图 2 13 多孔介质中流体运移的概念模型多孔介质中流体运移的概念模型 煤层是孔隙 裂隙介质 其中充满微小的孔隙和裂隙 煤体是孔隙和裂隙的集 合体 由于煤层的孔隙和裂隙的尺寸是不均匀的 因而在大裂隙带中可能出现紊流 而在微裂隙中则属于层流运动 在微孔中还存在扩散分子滑流 根据实验室和在现 场对瓦斯流动规律的测定 可以认为其流动规律主要是遵循达西定律 即是层流运 动 在 般情况下 以达西定律为基础来研究煤层瓦斯流动规律还是可行的 但是 在待殊情况下 如石门揭煤 瓦斯喷出或突出 则必须按当时条件加以修正 当煤层中的瓦斯压力分布不均时 在煤层中往往就会形成一定的瓦斯流动范围 这一范围通常被称为流场 在一些研究中基于流场的角度对瓦斯在煤层中的流动进 行了分类即按流场的空间流向和按流场的时间流向 稳定性 对瓦斯流动状态进行了 分类 按瓦斯流场的空间几何形状来划分 瓦斯流动状态可分为单向流动 径向流 动和球向流动 按流场在时间上有无变化划分 流场分为稳定流场和非稳定流场 2 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 38 类 在稳定流场中 任何一点的瓦斯流速 流向和压力均不随时间而变化 故而称 其中的瓦斯流动为稳定性流动 在非稳定性流场中 流场中任何一点的瓦斯流速 流向和压力都随时间而发生变化 其内的瓦斯流动为非稳定性流动 2 瓦斯在煤层和卸压围岩中的流动 瓦斯在煤层和围岩中的流动是 个十分复杂的运动过程 其流动不仅和煤层及 围岩中瓦斯的赋存状态有关 而且和矿井中煤层及围岩的采掘作业及卸压状态有关 根据矿井中的不同采掘作业及卸压状态 将瓦斯在煤层和围岩中的流动分为开采煤 层中的瓦斯流动以及邻近层和围岩中的卸压瓦斯流动 2 类 1 开采煤层中的瓦斯流动 瓦斯在煤层中的流动需要有 2 个条件 其一是要有 定的流动通道 即煤层要 有一定的透气性 其二是煤体中的瓦斯必须具备一定的压力 目前的研究认为 在 原始煤层的 定范围内 煤层中的透气性基本上可以认为是一个定值 因此 原始 煤层中瓦斯的流动状态主要取决于煤体中瓦斯压力的大小 实践表明 在甲烷带内 煤体中瓦斯压力 一般沿煤层倾斜方向随深度而增大 而沿煤层走向变化较小 由于 各个地点瓦斯压力不向 在末开采煤层的小范围内 如果用一个线将瓦斯压力相等 的点连接起来 即画出瓦斯压力等压线 则煤层中往往分布着比较稳定的瓦斯压力 等压线 如图 2 14 所示 在矿井中进行采掘工作时 一般情况下将会破坏煤层中原始应力的平衡状态 导致煤体透气性发生变化 并且使煤层中原有的瓦斯压力平衡状态受到破坏 形成 瓦斯流场 其瓦斯压力等压线和瓦斯流动路线即流网和流线如图 2 15 所示 图图 2 14 煤层中的等瓦斯压力线煤层中的等瓦斯压力线 狮子山煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 39 图图 2 15 巷道周围煤体中的瓦斯流动场示意图巷道周围煤体中的瓦斯流动场示意图 1 巷道 2 瓦斯压力等压线 3 瓦斯流线 实际上 在矿井中测定到的瓦斯等压线往往不是很规则的 这是煤层中的原始 瓦斯压力分布不均以及煤层透气性不同的原故 在矿井中 这种由高压流向低压的 瓦斯流动状态大多表现为矿井瓦斯涌出 在特殊情况下 则可以形成瓦斯喷出和突 出 现场实测表明 煤层的透气性一般都很低 瓦斯在其中的流速也很小 煤层中 瓦斯流动状态宏观上基本属于层流运动 也就是瓦斯的流速和压差成正比 与煤的 渗透率成正比 符合线性渗透定律 实践表明 只有在瓦斯流量相当大的情况下 煤壁附近的煤体内才可能出现紊 流运动 在钻孔壁 巷道两帮 煤柱等固定表面上 单位面积上的瓦斯涌出量一般随煤 壁暴露时间的增长而逐渐减少 如图 2 16 为焦作王封矿测定的巷道煤壁瓦斯涌出特 性曲线 有时由于地压的活动改变了煤层的透气性 瓦斯涌出有起伏变