1.河南省煤田地质局三队 河南省郑州市 450000
摘要：焦作煤田是我国著名的富水矿区，受地下水影响，焦作煤田浅部区二1煤层温度分布及地温梯度均较低，煤矿开采不受地温的影响。随着煤层埋藏深度的增大，其温度也逐渐增加，地温热害逐渐成为影响煤矿开采的主要因素之一。在焦作煤田深部区勘查期间，为查明矿区内的地温分布状况、地温特征及其控制影响因素，通过布置在不同构造部位和埋藏深度的测温钻孔，研究开采煤层的地温分布状况，分析影响煤层底板温度的主要因素，为下一步煤矿设计、开采提供地质依据。
关键词：二1煤底板温度；煤层埋深；断裂构造；地下水
一、矿区概况
焦作煤田位于太行山南麓的山前倾斜平原区，构造上处于华北板块南部板内区太行构造区和嵩箕构造区，北依太行断隆东侧南缘，南邻开封坳陷，东为汤阴断陷，焦作煤田位于三大构造带之间。区内地形总体上受区域性构造控制，地势总体为西北高、东南低，地表较为平坦。
焦作煤田深部区总体构造形态为走向北东，倾向南东，倾角3～12°的单斜。区内构造以断裂为主，并伴有小型宽缓褶曲。本区主要开采煤层为二叠系山西组二1煤层。
二、钻孔地温特征
区内共有44个钻孔进行了地温测量工作，其中9孔为近似稳态测温，35孔为简易测温，测温深度1049m~1514m。
1、温度校正
简易测温钻孔因循环液停止时间短，孔内温度还未达到平衡，因而其测温数据不能真实反映煤层底板温度，也不能直接用来计算地温梯度，其地温必须经过校正后才能真实反映出勘查区的地温场特征。
简易测温孔在测量其他参数前后各进行了一次简易测温，根据两次测温结果，采用以下回归方程式对简易测温孔进行了二1煤层底板温度和孔底温度校正，结果见表1。
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式中：
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，温度恢复系数；
T —校正后特征点温度（72小时）(℃)；
Tｉ—第i次测温中的校正点温度(℃)；
ti —停泵后至第i次测温时间间隔（h）。
表1 钻孔测温成果表
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2、地温梯度
根据焦作煤田区域地温资料，恒温带深度20~90m，一般40m，恒温带温度17℃左右。本次利用勘查区内近似稳态测温孔测温曲线资料，求得恒温带深度为40m，温度为17.2℃，与焦作煤田地温特征基本一致。根据各测温孔资料，区内地温梯度0.53~2.25℃/100m，平均地温梯度1.24℃/100m，低于3℃/100m，与周围矿区一致，属地温梯度背景正常区。
三、二1煤层底板地温特征
区内二1煤层底板测温深度1015.50~1506.66m，温度22.1~43.9℃。以大断裂（南张门断层和凤凰岭断层）为界，将勘查区分为北、中、南3个不同地温特征的块段：北部块段（南张门断层以北），煤层底板温度随埋深增加逐渐升高，地温正常区分布在-1200~-1300m以浅部分，二级热害区分布在-1400~-1500m以深部分，一级热害区呈长条带状位于正常地温区与二级热害区之间；中间块段（南张门断层与凤凰岭断层之间），底板温度整体随埋深增加而逐渐升高，地温正常区分布在4501~6003~6004孔一线东（西）南部分，二级热害区分布在6401~6403孔一线以东部分，一级热害区位于正常地温区与二级热害区之间；南部块段（凤凰岭断层以南），底板温度整体随埋深增加逐渐升高，地温正常区分布于付0003~2403~3203孔一线以北，二级热害区分布于1605~2404孔沿线东南部，一级热害区呈长条带状位于地温正常区与二级热害区之间，详见图1。
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图1 焦作煤田深部区二1煤层地温分布图
四、地温控制影响因素
1、煤层埋深
据深部区钻孔测温资料（见图1），煤层底板温度随煤层埋深的增大而增大，地温梯度也随煤层埋藏深度的增大而增大。地温等值线及地温梯度等值线整体与地层埋深等值线一致，即煤层底板温度及地温梯度随煤层埋藏深度的增大而增大。从区内测温资料表明，本区煤层底板温度及地温梯度受煤层埋深控制明显，在局部地段受其他因素影响地温分布状况有所变化。
2、地质构造
某些深大断裂或其某些部位,常常是水与岩浆活动的有利通道,可能在一定范围、一定程度上影响地温状况。如位于区域大断裂青羊口断层带上的鹤热1号、2号及3号地热井，温度均较高，特别是鹤热2井，温度达117℃。
焦作煤田深部区分布的南张门断层，走向近东西，倾向北，落差达600m。该断层两侧煤层底板温度呈距断层越近温度越高的趋势，位于断层附近的6401、6803、7601及8401孔温度均高于同一埋深而远离该断层的钻孔，推测南张门断层为一导热断层，进而在该断层两侧形成一个相对高温带。
3、地下水
水文地质条件是影响地温场的一个重要因素。以华北平原为例，邻近山区边缘地带和一些山间盆地一般都具有显著低的地温值和地温梯度值。因为这些地区邻近地下水补给区，地下水(多是凉水)径流条件较好,地温始终达不到平衡状态,从而测到的地温和地温梯度值均较低。如焦作煤田浅部生产矿井，其煤层底板温度及地温梯度均较低，但随着距山区补给区的距离增大，其煤层底板温度及地温梯度逐渐增大。本次研究的焦作煤田深部区，因距地下水补给区相对较远，地温受地下水影响越来越小，煤层底板温度及地温梯度较浅部均有不同的增加，包括研究区内深部较浅部煤层底板温度及地温梯度较浅部也有不同的增加。在深部区内呈近东西向展布的凤凰岭断层，是焦作煤田内已查明的岩溶水强径流带，受凤凰岭断层影响，断层两侧底板温度较同埋深情况下的其他部位低，且距离越大，影响越小。
五、结论
1、焦作煤田深部区二1煤层大部分受地温热害的影响，地温分布状况与煤层埋深、断层及地下水密切相关；
2、深部区二1煤层底板温度与煤层埋深呈正相关关系，即煤层底板温度随煤层埋深的增大而增大；
3、受深大断裂影响明显，在区内南张门深大断层的影响下，断层两侧的地温明显偏高，且呈距断层越近温度越高的趋势；
4、焦作煤田煤层底板温度受水文地质条件影响明显，在凤凰岭断层地下水强径流带的影响下，断层两侧地温较其他块段显著偏低。
参考文献：
[1]河南省煤田地质局三队.河南省获嘉县马厂煤详查报告
[2]河南省煤炭地质勘察研究院.河南省焦作煤田赵固一井田勘探报告
[3]河南省煤田地质局三队.河南省焦作市修武县新河井田二1煤层补充勘探报告
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[6]朱绍军.河南省煤田地质局.煤矿安全.2005年第36卷 第2期