煤层瓦斯赋存规律及突出特征 一、瓦斯赋存规律 1.瓦斯地质单元内邻近矿井瓦斯含量测定 涵利昌煤矿与新兴煤矿、天源煤业第八有限公司、国民煤业以及永昌煤业统属一个瓦斯地质单元。其西侧为新兴煤矿，东侧由近及远分别为天源煤业第八有限公司、国民煤业以及永昌煤业。河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心在开展本项目前，曾经在本瓦斯地质单元内测定了大量的煤层瓦斯含量，测定结果见表1。
表1邻近矿井煤层原始瓦斯含量
矿井 地点 Mad （%） Aad （%） Vdaf （%） 原煤瓦斯含量(m3/t) 埋深 (m)
天源煤业第八有限公司
2101面下巷17巷外62m 0.49 8.08 15.69 7.72 520 2101面17巷见二1煤点 0.61 11.91 16.99 6.11 520 2101面下巷开口以里50m 0.66 7.71 15.74 9.09 520 2101面内上巷以下32m 0.70 9.69 15.88 8.62 510
国民煤业 1101工作面上巷 0.70 7.66 15.58 7.83 423 1101工作面内距下巷96m 0.66 17.60 16.91 6.62 440 1101工作面内距下巷67m 0.74 10.67 15.74 6.49 455 1101工作面内距下巷11m 0.86 10.65 15.67 6.92 471 1101工作面内距下巷28m 0.72 11.72 19.14 7.89 471
永昌煤业 有限公司
2113下巷距主中坡120m 0.66 12.14 14.67 9.54 460
2113下巷开口以里105m 0.83 11.88 14.74 9.21 460 下巷开口以里190m 0.87 9.33 15.32 6.81 465 由表1可以看出，测定地点的埋藏深度集中在420~520m范围内，测定的原煤瓦斯含量在6.11~9.54m3/t之间，平均为7.82m3/t；总体上看，煤层瓦斯含量比较高。由表还可以计算出，天源八公司、国民煤业以及永昌煤业的100m瓦斯梯度分别1.51m3/t、1.58m3/t和1.58m3/t，由东向西，煤层瓦斯含量逐步增加，趋势明显。 2.煤层瓦斯含量赋存规律 将整个瓦斯地质单元内邻近矿井煤层瓦斯含量（见表1）和涵利昌煤矿实测煤层瓦斯含量（见表2）汇总，绘制成瓦斯含量与埋藏深度的关系（见图2）。从图中可以看出，二者线性关系非常明显，但是离散性也较大。
y = 0.0185x - 1.2361R2 = 0.8167
0246
8
1012
0100200300400500600煤层埋深（m）
煤层瓦斯含量（m3/t） 图2 瓦斯含量与煤层埋深关系图 为了利用瓦斯含量进行预测，保留一定的富余系数以保证安全生产，在相同埋深条件下，选取最大瓦斯含量，可以推算出具体埋藏深度下煤层的上限瓦斯含量，绘制图形（如图3）。
y = 0.0194x + 0.0738R2 = 0.9682
02468
10
12
0100200300400500600煤层埋深（m）
煤层瓦斯含量（m3/t）
图3 瓦斯含量上限与煤层埋深关系图 图3可以看出，瓦斯含量（W）上限具有随煤层埋深（H）增家而增大，其关系为W=0.0194H+0.0738。涵利昌煤矿二1煤层埋深为0~395m，依据该关系可以计算出其二1煤层瓦斯含量上限为0.07~7.74m3/t。 二、煤与瓦斯突出情况 邻近的天源煤业第八有限公司、国民煤业有限公司和永昌煤业有限公司先后被鉴定为突出矿井，其二1煤层均具有突出危险性。其深部的伊川电力集团总公司何庄煤矿2007年10月也被鉴定为煤与瓦斯突出矿井。
1.煤层突出特征 该瓦斯地质单元内与涵利昌煤矿相邻其它矿井突出情况如表3所示。 表3 邻近矿井突出情况
矿 井 地 点 突出瓦斯 量（m3） 突出煤量 (t) 标高 (m) 埋深
（m）
永昌煤业 有限公司
12巷东绕巷距开口5m 27 +257.5 432.5 12巷东绕巷距开口13m 50 +257.5 433.0 13巷向上拐40m 50 +239.5 450.5 12巷东巷20m 40 +253.0 437.0 2108面采至距开口110m 49 +244.0 468.0 2108面采至距开口100m 65 +221.5 472.5 伊川县国民 煤业有限公司
2#回风石门掘进工作面 13176 348.3 +208.0 482.0
1102工作面回风巷 “3.31”特别重大煤与瓦斯突出事故 马岭山煤矿 11041下顺槽 28341 339 +303 365.5 据天源煤业第八有限公司二1煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，该矿井历史上发生过动力现象，但由于矿上工作人员更替频繁，造成了资料未保存而无法查阅历史动力现象的发生情况。动力现象是片帮或冒顶引起的瓦斯异常涌出，或是煤与瓦斯突出现象已无法确认。但通过现有工作人员介绍和鉴定期间井下工作时现场观测，矿井在生产过程中二1煤层经常出现喷孔、卡钻、顶钻、吸钻、以及响煤炮等典型的突出征兆，在一定程度上说明煤层具有突出危险性。天源煤业第八有限公司矿井动力现象大致情况如下：
（1）天源煤业第八有限公司在进行煤与瓦斯突出鉴定期间，2008年7月6日在2101工作面下巷开口以里50m（标高+67m）采用煤电钻施工直径为42mm的煤层测定瓦斯含量钻孔时，钻至15m时发生喷孔。 （2）天源煤业第八有限公司在进行煤与瓦斯突出鉴定期间，2008年7月7日在2101工作面上巷开口以里190m（标高+110m）采用煤电钻施工直径为42mm的煤层测定瓦斯含量钻孔时，钻至11m时发生喷孔。
另据何庄煤矿煤与瓦斯突出矿井鉴定报告，何庄煤矿在基建和生产期间，发生过动力现象，但由于当时认识不足且时间较早，没有文字记载，具体时间不详。根据现场工程技术人员的回忆，大致情况如下： （1）东大巷充电硐室外东10m处布置岩石测压钻孔时，钻孔见煤时发生喷孔，喷出煤粉2~3矿车； （2）在掘进11采区回风上山3车场小联络巷（岩石巷道）时，掘进头从向西转向北并掘进10m后，在施工超前排放瓦斯钻孔时发生喷孔，由于工人撤出时未停钻机，发生钻机继续运行和岩石摩擦引燃瓦斯事故； （3）11013工作面切眼掘进过程中，打超前瓦斯排放钻孔时发生过2次喷孔事故，最大一次喷出煤量约1矿车。 综合分析，矿区内瓦斯突出有如下几个特点： （1）以小型突出为主，且突出多发生在煤巷掘进期间； （2）多数突出前有明显的突出预兆，如响煤炮、煤尘飞扬、煤体外移、瓦斯涌出突然增大等； （3）煤与瓦斯突出的主要控制因素是埋藏深度、地质构造和煤层煤厚度变化； （4）石门揭煤危险程度高、突出强度大； （5）由于马岭山煤田受豫西滑动构造的影响，从整个井田的分布规律看，东部的突出危险要大于西部。
2.煤层突出的关键参数特征 伊川电力集团总公司何庄煤矿位于涵利昌煤业有限公司深部，何庄煤矿为煤与瓦斯突出矿井。根据2007年河南理工大学所做的何庄煤矿突出鉴定报告，在埋深为772m处测定的最大瓦斯压力为1.7MPa。天源煤业第八有限责任公司位于涵利昌煤业有限公司东邻，开采标高相近，矿井东西宽约400~600m，南北长1448m，矿区面积0.6405m2，矿井2008被鉴定为突出矿井，在标高范围是＋115~＋50m测定原始瓦斯含量最大值为9.09m3/t，瓦斯压力最大值为1.39MPa。国民煤业有限公司位于涵利昌煤业有限公司东部，井田东西走向长0.50~0.76km，南北宽0.92~0.49km，井田面积约0.57km2，在标高范围是＋119~＋167m，测定原始瓦斯含量最大值为7.89m3/t，瓦斯压力最大值为1.28MPa。伊川县永昌煤业有限公司位于涵利昌煤业有限公司东部，井田东西走向约1.19km，南北倾斜宽0.79km，井田面积约0.672km2，测定原始瓦斯含量最大值为9.54m3/t，瓦斯压力最大值为1.16MPa。涵利昌煤业有限公司邻近矿井测定的部分瓦斯压力见表4。 表4 邻近的矿井瓦斯压力
矿井名称 采样地点 见煤标高 （m） 煤层埋深 （m） 煤层瓦斯压力（MPa）
何庄煤矿 11采区轨道上山3#车场 -67 772 0.6
11采区13采区联络巷口 -180 767.7 0.4 -208大巷充电硐室里口 -200 776.1 0.55 -208大巷溜煤眼 -200 766 0.45 一车场回风巷里口 +40 754 0.46 专用转回风巷 -80 754 0.4 -208大巷充电硐室外口 -200 772 1.1 上皮带尾平台 -190 772 1.7
洛阳天源煤业第八有限公司
2101工作面内距上巷25m +81 545 0.64 2101面下巷17巷外62m +69 557 0.77 2101面17巷见二1煤点 +76 550 0.66 2101面下巷开口以里30m +70 556 1.10 2101面下巷开口以里36m +70 556 0.54 2101面下巷开口以里50m +70 556 1.22 2101面上巷开口里190m +107 519 0.69 2101面内上巷以下32m +98 528 1.39 2101面内上巷以下76m +81 545 0.92 2101面内上巷以下56m +88 538 0.72
伊川县国民煤业有限公司
1101工作面上巷(上绕巷以里18m) +190 436 1.16 1101工作面内距下巷96m +186 440 1.28 1101工作面内距下巷67m +178 448 0.76 1101工作面内距下巷48m +170 456 0.68 1101工作面内距下巷22m +155 471 0.46 1101工作面内距下巷11m +146 480 1.23 1101工作面内距下巷55m +152 474 0.47 1101工作面内距下巷28m +158 468 1.04 1101工作面内距上巷20m +180 446 0.52 1101工作面内距下巷84m +183 443 0.43
伊川县永昌煤业有限公司 2113下巷开口以里190m +132 489 0.73 2113下巷开口以里100m +132 489 0.55 2113下巷下山以西 +132 489 0.69 2113下巷开口以里105m +132 489 1.16