巴彦温都尔煤田瓦斯地质特征及其它开采技术条件浅析.pdf
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1、2023年第42 卷第4期451 456 页云南地质CN53-1041/PISSN1004-1885巴彦温都尔煤田瓦斯地质特征及其它开采技术条件浅析张朝辉,李林,田家鹏,其日麦拉图,陈琳,刘芳(内蒙古煤炭建设工程(集团)总公司内蒙古呼和浩特市10 0 0 10)摘要:巴彦温都尔煤田地处内蒙古高原中部,大兴安岭西延山脉的北坡。本文结合钻探地质工作,通过瓦斯试验及其他开采技术条件,对巴彦温都尔煤田瓦斯、煤尘爆炸性、煤层自燃倾向性、地温、冲击地压进行了浅析,为巴彦温都尔煤矿的开采提供依据。关键词:瓦斯地质特征;煤尘爆炸性;自然倾向性;地温;冲击地压;巴彦温都尔煤田;内蒙古中图分类号:P618.11巴
2、彦温都尔煤田地处内蒙古高原的中部,大兴安岭西延山脉的北坡。位于内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市西北50 km处,区划隶属锡林浩特市伊利勒特苏木。煤田南界有阿巴嘎油田至锡林浩特市公路通过,沿公路可达锡盟盟府锡林浩特市区。市区沿省道S101线西行37 0 km可达赛汉塔拉与集二线铁路相接,并进而与京包线铁路相联,在锡林浩特市区尚有国道G303线,C303国道至克什克腾旗上集通线150 kml1矿区地质特征1.1地层煤田内出露地层较为简单,由老到新有侏罗系上统白音高老组(J,b)、白垩系下统大磨拐河组(K,d)、新近系宝格达乌拉组(N,b)及第四系(Qh)。图1。依据矿区地表出露及钻孔揭露情况,自下
3、而上分述如下:(1)侏罗系上统白音高老组(J,b):以灰-灰白色凝灰岩为主的火山碎屑岩。钻孔揭露厚度6.9 4m92.19m,平均厚47.51m。(2)白垩系下统大磨拐河组(K,d):根据钻孔揭露岩性特征、沉积旋回特征,可划分为三个岩段,分别为下部砂泥岩段(K,d)、含煤段(K,d)和上部砂泥岩段(K,d),自下而上分述如下:下部砂泥岩段(K,d)揭露厚度1.6 0 m240.04m,平均厚41.41m。主要以灰绿色、红褐色、棕红色及紫红色泥岩、砂质泥岩及粉砂岩为主,夹灰绿色粗砂岩、砾岩层,偶见少量植物炭屑,下部粗砂岩和砾岩分选差,颗粒及砾石磨圆度差,与下部地层呈不整合接触;含煤段(K,d)厚
4、度15.7 0 m185.06m,平均厚6 5.31m。以灰色、深灰色泥岩、粉砂岩,黑褐色炭质泥岩和煤层组成,间夹少量的中砂岩及细砂岩薄层,含煤0 9 层,其中可采煤层A、B、C 层。A层为全区可采,B层为大部可采,C层为局部可采,其它煤层为不可采;上部砂泥岩段(K,d)厚度8.9 5m212.20m,平均厚9 7.6 8 m。由灰绿色、灰色、浅黄色为主夹红褐色及紫红色泥岩、粉砂岩和灰绿色-灰色砂岩、含砾砂岩及砾岩组成。砂岩成份以长石、石英为主,砾石成份为变质岩及凝灰质碎屑组成,分选差,磨圆度为次棱角状。岩层中偶见炭化植物碎片化石。(3)大磨拐河组(K,d):钻孔揭露厚度2 2.40 m537
5、.10m,平均厚2 0 4.10 m。下部由灰色砾岩、收稿日期:2 0 2 3-7-4资助项目:中国地质调查局煤田勘查区示范项目(No.1212011501601)作者简介:张朝辉(19 6 8),男,内蒙古?城县人,工程师,主要从事煤田地质勘查、地质矿产勘查工作。文献标识码:A文章编号:10 0 4-18 8 5(2 0 2 3)4-451-6452砂砾岩夹粉砂岩、凝灰质粗砂岩组成,含植物化石;上部以深灰色泥岩、粉砂岩、砂岩为主夹砾岩及煤层或煤线。(4)新近系宝格达乌拉组(N,b):钻孔揭露厚度13.2 0 m131.33m,平均厚7 6.34m。以土黄色、棕红色砂质粘土及砖红色粘土和灰-深
6、灰色玄武岩组成。玄武岩层数0 8 层,最小厚度0.2 0 m,最大厚度12 8.2 0 m。沉积岩和玄武岩多呈互层出现,与下伏地层不整合接触。(5)第四系全新统(Qh):地表及钻孔揭露厚度0 m28.62m,平均厚度1.6 7 m。由黄色、土黄色风积、坡积物的亚砂土及粉细砂、砂、砾石组成,与下伏地层不整合接触。云南地质42卷Qh走225HBN2321H21,1321-10214220-1220-820120-22032020+520-620-720-920-1020-1119-419+319719-2F19-819119,9199519-1119,1018H18-212-717617-817+
7、5117423-323+122-1222224323422_522-622#722-821-721元421-82121-921元521-1121=3218122101518+318-423=418=618+77-1723-718=818=91723121/16-116-216+15H15=5150616L415+15715315915+14+1135416513-3166161316-816-9151115元11=11111-53BN25-45-15+51-2BN2Q新近系上新统图第四系全新统例巴意温都尔煤田边界Fig 1.Geological Sketch of Bayan Wendur C
8、oalfield Area1.2构造巴彦温都尔煤田总的构造形态为宽缓向斜构造,向斜轴部在中部,轴向为北北东至南西,两翼倾角为18,在倾向及走向上变化不大。煤田内发育有一条正断层,其位置在向斜轴的西北侧,展布方向为北北东至北东(图1),与向斜轴平行出现。煤田构造属于简单类型2。(1)向斜构造:煤田内基本构造形态为宽缓的不对称向斜构造。该向斜南北两端均封闭,轴长N2b宝格达乌拉组6勤查线位置及编号图1巴彦温都尔煤田矿区地质简图BN喜马拉雅期玄武岩17-9O水文钻孔及编号岩浆岩出露区见煤钻孔及编号、淡水湖7-1未见煤钻孔及编号新层第4期13km,展布方向呈S型,总体呈北北东-北西-北北东向。(2)断
9、裂构造:F,号断层走向长8 km,位于向斜轴部偏西北处。走向为北北东向,倾向南东,倾角50 7 3,垂直断距0 m112m。1.3岩浆岩煤田广泛分布喜山期基性玄武岩,喷出地表呈岩被状产出。玄武岩对新近系宝格达乌拉组地层(N,b)破坏程度严重(图1),但对煤系地层及煤层、煤质无影响。1.4矿区可采煤层及其特征巴彦温都尔煤田含煤地层为白垩系下统大磨拐河组(K,d),含煤9 层,钻孔揭露厚度为2 2.40 m537.10m,平均厚2 0 4.10 m。全区可采煤层为3层(编号A、B、C)。煤层总厚度0.8 0 m2.49m,平均厚14.0 1m,含煤系数6.8 6%;可采煤层厚度4.2 4m26.0
10、5m,平均15.33m,可采含煤系数7.51%。图2。张朝辉等,巴彦温都尔煤田瓦斯地质特征及其它开采技术条件浅析19-419-3QNzb45319-219-7419-819-119-519-919-11KidKid2181.30223.79KidtW89.4E第四系全Q新统图粗砂岩例泥岩图2 巴彦温都尔煤田19 勘探线可采煤层剖面分布图Fig 2.Profile Distribution Map of Minable Coal Seams on Exploration Line 19 in Bayan Wendur Coalfield234.20新近系宝格NbKidl下部砂泥岩Kid达乌拉组组
11、含煤段段玄武岩煤层及编18-9钻孔编号号粉砂岩细砂岩250.46228.17F1254.10287.68355.88大磨拐河组208.13大磨拐河大磨拐河组Kid上部砂泥岩段煤地层界线角度不整合界线中砂岩炭质泥岩覆盖土层2火煤田瓦斯地质特征煤矿瓦斯事故严重威胁煤矿安全生产。通过对瓦斯的安全治理和应用作业,可有效避免瓦斯事故的发生。本次巴彦温都尔煤田在11个钻孔中共采集瓦斯样12 个,对12 个瓦斯样进行脱气和气体分析,瓦斯样测定结果见表1。测试结果表明巴彦温都尔煤矿煤层中瓦斯含量较低,每克可燃质CH4含量甚微,CO,含量0.0 1ml/g0.28ml/g。可燃质,重烃为零。瓦斯成分中以氮气(N
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