赵梦侠
河南能源化工集团鹤壁煤电股份有限公司第六煤矿 河南省鹤壁市 458000
一 摘要
为认真贯彻落实《河南煤业化工集团高突矿井瓦斯综合治理纲要》，切实抓好瓦斯治理一号工程，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”方针，着力构建各项工作到位的瓦斯综合治理体系，推进瓦斯治理工作稳定发展更上台阶，六矿地测科在做好瓦斯资料收集、整理和分析工作，完善瓦斯基础资料数据库的基础上，将“区域治理、掘进、回采”每个环节的资料收集归档，编制了矿井、采区、工作面瓦斯地质图，逐步建立健全具有六矿特色的瓦斯综合治理科学体系和长效机制。
2矿井瓦斯地质规律研究
2.1 断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响
断裂运动伴随着构造运动而发生，断裂的类型对瓦斯保存有重要影响。断层分为开放型和封闭型，主要取决于下列条件：
（1） 断层的性质和力学性质。一般张性正断层属开放型，而压性或压扭性逆断层封闭条件好。
（2） 断层与地面或冲积层的连通情况。规模大且与地表相通或松散冲积层相连的断层一般为开放型。
（3） 断层将煤层断开后，煤层与断层另一盘接触的岩性。若透气性好则利于瓦斯排放。
（4） 断层带的特性。如断层的充填情况、紧闭程度，裂隙发育情况不同，开放、封闭性也有差别。
此外，断层的空间方位对瓦斯的保存、逸散也有影响。一般走向断层阻隔了瓦斯沿煤层倾斜方向的逸散，而倾向和斜交断层则把煤层切割成互不联系的块体。不同类型的断层，形成了不同的块段的构造边界条件，对瓦斯的保存，排放有不同的影响。
六矿是鹤壁矿区煤与瓦斯突出最为严重的矿井。突出现象频发的根本原因就是六矿地质构造复杂，主要构造为轴向近EW、向E倾伏的一系列宽缓背斜、向斜与煤矿中部近SN、NE向的小型背向斜相复合和NE、NNE向的正断层，在褶曲相交部位形成构造盆地或鞍状构造。
地质构造的复杂分布导致地应力分布不均，由南到北地应力状态变化很大。南大巷、北大巷配风巷和车场绕道三个测点距地表深度相同（约470m）,其中南大巷、北大巷配风巷两测点第一主应力几乎水平，且主应力方向相近，但应力值相差较大，南大巷测点σ1＝23.6MPa，北大巷配风巷测点σ1＝32.5MPa，车场绕道测点σ1＝33.5MPa。
地质构造的错综复杂，地应力的不均匀分布，使得六矿瓦斯涌出量差别较大。总体而言底板标高-300m以浅区域，构造比较发育，工作面分布多为构造复合地带；-300m以深区域，除了3个较大的褶曲的余脉，6F15－1、6F15－2、6F7、6F5和6F12几个控制性断层以外，构造不发育。
2.2 顶、底板岩性对瓦斯赋存的影响
顶底板岩性包括岩石的孔隙率、渗透性和空隙结构。隙与裂隙发育的砂岩、砾岩和灰岩的透气系数非常大，一般比致密而裂隙不发育的页岩、泥岩等岩石透气系数高出千倍以上。顶底板岩石孔隙率大，连通情况好，渗透性好，孔隙度大，透气性能好，对煤层瓦斯逸散有利，反之亦然。一般来说，煤层顶底板岩性为致密完整的岩石，如页岩、油母页岩时，煤层中的瓦斯容易被保存下来；顶底板为多孔隙或脆性裂隙发育的岩石，如砾岩、砂岩时，瓦斯就容易逸散。
二1煤俗称大煤，位于二叠系下统山西组下部，上距大占砂岩约17m，下距北岔沟砂岩约5m，距L8灰岩约35m，为矿区主要可采煤层，厚度大且稳定。二1煤直接顶板为深灰色砂质泥岩或泥岩，老顶为灰色细~中粒砂岩（俗称“大占砂岩”）；直接底板为砂质泥岩或泥岩，老底为灰色细~中粒砂岩（俗称“北岔沟砂岩”）。
可以看出，井田内二1煤层的直接顶板和直接底板以砂质泥岩或泥岩为主，由于泥岩透气性较差，因此煤层中的瓦斯容易被保存下来。
2.3岩溶陷落柱对瓦斯赋存的影响
岩溶陷落柱是中国北方型石炭二迭纪煤田的一种特殊隐伏垂向构造，广泛分布于20个煤田45个煤矿区。通过对华北煤矿区岩溶陷落柱内部物质特征和外部形态特征的综合分析，认为适当的岩溶及地质构造是岩溶陷落柱形成的基本要素，其形成过程是多种因素影响的复杂动力地质过程。以奥灰岩层中岩溶发育为基础，地下水的强烈交替为条件，岩体自重重力、地应力集中以及溶洞内的真空负压三重作用为动力，经过迅速垮落、溶蚀、搬运、塌陷、冒落等周而复始的过程，分阶段逐步形成陷落柱。
鹤煤六矿精查、补充勘探阶段未发现陷落柱，但在2709工作面采掘时揭露唯一一个小型（约25m3）陷落柱，无水。由于陷落柱面积小，因而对煤层瓦斯含量影响较小。
2.4瓦斯含量分布及预测研究
地质构造控制了走向上瓦斯含量的变化。背斜轴部附近因张性裂隙和断层较为发育，瓦斯容易逸散，致使煤层瓦斯含量一般较低，矿井生产中的瓦斯涌出量也较低；向斜轴部因压应力集中，煤层围岩中张性裂隙不发育，煤层中瓦斯不易逸散，致使煤层瓦斯含量较高。
3 矿井瓦斯地质图编制
矿井瓦斯地质图主要是以煤层底板等高线图、采掘工程平面图等作为地理底图，系统收集、整理、分析建矿以来的地质资料、瓦斯资料和煤田勘探的瓦斯地质资料，以瓦斯地质理论为指导，在研究矿井瓦斯地质规律的基础上编绘而成。
3.1 编图资料
1地理底图
选用1：5000矿井采掘工程平面图和煤层底板等高线图作为地理底图。要求地理底图的选取应能反应最新的采掘和地质信息。
2 地质资料
矿井地质勘探精查或详查报告、矿井生产修编地质报告（地质说明书）；构造纲要图、井上下对照图、地层综合柱状图；采掘工作面地质说明书；断层、褶皱、陷落柱和顶板砂泥岩分界线等；所有的钻孔柱状和勘探线剖面；三维地震勘探资料。
3 瓦斯资料
收集整理建矿以来掘进、回采工作面瓦斯日报表、瓦斯抽放台帐、风量报表、产量报表、采掘月进尺等资料，由此计算出各个工作面的绝对瓦斯瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。
2 编图内容和表示方法
2.1 地质内容和表示方法
1）煤层底板等高线，该图一般是标高差50m一条，可以基本反映背、向斜轴的走向、煤层倾角的变化以及复合构造的痕迹；
2）所有煤层勘探钻孔、工程揭露的断层、褶皱轴线、陷落柱、煤层顶板砂岩分界线等用不同符合准确表示。
2.2 瓦斯内容和表示方法
（1）结合各个矿井瓦斯涌出特征，图中将瓦斯涌出划分为5m3/min以下的区域，用淡黄涂染色表示；5～10m3/min的区域用淡绿涂染色表示；10～15m3/min的区域用深绿色表示；大于15m3/min选用淡红涂染色。
（2）绝对瓦斯涌出量等值线分为实测和预测线，用大红实线和虚线表示。
（3）经过大量的统计、计算、分析得到了大量的回采工作面绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量点和掘进巷道绝对瓦斯涌出量点。回采工作面中瓦斯涌出量点用大红色十字叉表示，其中分子左侧为绝对瓦斯涌出量，右侧为相对瓦斯涌出量，分母左侧为回采时间，右侧为工作面日产量（t）。掘进巷道绝对瓦斯涌出量点用玫瑰红括号表示，这些涌出量点沿回采工作面和掘进巷道分布，一目了然，和地质因素之间的关系密切、规律性很强，是瓦斯涌出量最真实的再现和历史记载，对于分析新区和深部瓦斯涌出规律有很高的应用价值；对于各级管理人员和领导认识、掌握和应用瓦斯涌出规律，防患于未然，提供一个最有效的途径。
4 总结
矿井瓦斯地质图可以高度集中瓦斯地质信息，展示瓦斯地质规律和瓦斯预测、治理的研究成果。是直接指导煤矿瓦斯治理的最基础的图件和前沿技术。能够系统的集中反映矿井瓦斯地质资料，随时跟踪瓦斯地质信息，综合防治瓦斯灾害。