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摘要:本文介绍了鹤岗矿区瓦斯地质特征,通过成煤环境、地质构造、岩浆活动分析了煤层瓦斯地质的主要规律与特征。
关键字:地质构造 岩浆活动 瓦斯地质规律与特征
【中图分类号】X752
鹤岗煤田位于黑龙江省东北部,行政区属鹤岗市及萝北县管辖,南起峻德、北至梧桐河,南北走向42公里,东西走向6公里,面积252平方公里。矿区平均标高为299米。
1、地质特征简述
鹤岗矿区的含煤地层为:中生界白垩系下统(K1S)的石头河子含煤组、石头庙子组、东山组地层。
(1)石头河子组(K1S):发育在现在的生产矿区,为鹤岗煤田的主要含煤组,由灰白色的粗、中、细、粉砂岩及凝灰岩、泥质岩组成,含有36個可采和局部可采煤层,厚度南北不一,由818米到1288米。以其间的砾岩为界,由下而上分为北大岭含煤段、中部含煤段和上段。
(2)石头庙子组(K1St):本组岩层亦呈南北窄长条带状平行不整合于石头河子组之上,由砂岩、砾岩、粉砂岩及泥岩、凝灰岩组成,夹有10层煤,地层总厚900米,按其岩性特征又分为南岭砾岩段和砂页岩含煤段。
(3)东山组(K1dn):为一套火山碎屑岩和火山集块岩组成,其间夹有薄层的砂岩、砾岩,分布于全矿区的东部。
表1-1 各矿含煤地层厚度与煤层总厚情况统计表
(鹤岗煤田各主要开采煤层煤种有弱粘结煤、气煤、焦煤及无烟煤,以气煤为主,深部有部分焦煤。)
2、矿井瓦斯特征
目前矿区生产矿井共有9对,其中新兴、峻德、南山、益新、兴安矿为突出矿井,振兴矿为高瓦斯矿井,新陆、富力矿为低瓦斯矿井,新岭矿为露天矿井。(详见表2-1,鉴定时间为2009年。)
表2-1 各矿瓦斯鉴定等级鉴定表
3、瓦斯地质的主要规律
我们主要从瓦斯与成煤环境、地质构造、岩浆活动等三个方面来分析鹤岗矿区瓦斯地质的一些主要规律。
(1)瓦斯与成煤环境:
煤层中德瓦斯是在成煤作用、煤化作用的全过程中形成的,因此瓦斯的生成和赋存与成煤的原始物质、成煤环境有着密切的联系。
鹤岗矿区煤系是在海西褶皱之后中生界早白垩时期所形成。煤系盆地的局部升降产生了断裂及岩浆活动,造成了煤系地层在岩性和构造上的复杂性。煤田为一走向近SN的窄长地带,和北部的兴东、都鲁河等煤系地层出露方向基本一致,而整个煤田又都被后期的NE向的佳伊地堑所切割改造。构造的总轮廓是:原始的SN向构造受后期新华夏系NE向改造而成。
另外,由于有机质含量的不同,含煤系数的差异,煤层顶底板透气性差,使得瓦斯赋存条件好,也是导致瓦斯含量高的主要原因。
(2)瓦斯与地质构造:
鹤岗矿区大地构造位置处于佳木斯地块的西北部。从宏观上看,西部的青黑山断裂及东部的公义永断裂是控盆的沉积断裂,将鹤岗盆地形成了一个封闭的内陆断陷盆地。
鹤岗矿区内断层密集发育,褶皱不发育,仅在局部地区存在褶曲。鹤岗煤田早白垩世煤层沉积主要受到四川期构造运动控制,表现为NHE向构造的左行压扭活动;晚白垩世转入今太平洋动力学体系,NHE向构造表现右旋张扭活动,EW向构造表现为左旋压扭活动;现代构造应力场主应力方向表现为NE-NEE方向,EW,NW向构造受到挤压作用,表现出一定的封闭性,控制着鹤岗煤田的瓦斯赋存特征。
在NW向断层附近,煤体受挤压破坏严重,瓦斯富集、煤层应力集中,开采期间煤与瓦斯突出动力现象往往发生在该区域。
近SN向和NE、NNE向构造的拉张、裂陷活动有利于瓦斯的大量释放。(见图1)
图1 鹤岗矿区处于板块构造位置示意图
(3)瓦斯与岩浆活动:
鹤岗矿区岩浆活动受近南北向和北西向断裂的控制,活动规律由南向北、由西向东频繁加剧。其中以中深成侵入岩及喷出岩为主,侵入岩主要是元古代侵入岩、华力西期侵入岩及燕山期侵入岩,主要分布在煤田北部和西部基底中,喷出岩以燕山期及喜山期火山活动较为强烈,分布在煤田的东部和西北部。
岩浆岩活动的复杂程度是控制矿区、矿井煤层瓦斯赋存的主要因素。鹤岗矿区煤层瓦斯分布存在着不均匀性和规律性不强,也就导致瓦斯灾害防治难度大。
由于矿区赋存的早白垩世煤层上覆盖层主要为火山碎屑岩、火山岩和新生代的松散层,厚度分布不均,就影响到煤层瓦斯的风化剥蚀程度不均,因此就直接影响瓦斯风化带分布不均和规律性差,因此也就导致瓦斯灾害防治的另一个难点。
因岩浆岩侵入,煤层气生成量增大,所以北部益新,兴山矿瓦斯含量比南部各矿要大,又由于随赋存深度的增大,变质程度逐渐增高,煤层深部瓦斯明显要比浅部瓦斯含量要大。
简历白忠建,男,1984-,助理工程师,本科毕业于黑龙江科技学院资源勘查工程专业,现在黑龙江龙煤股份有限公司鹤岗分公司地质测量部工作。
关键字:地质构造 岩浆活动 瓦斯地质规律与特征
【中图分类号】X752
鹤岗煤田位于黑龙江省东北部,行政区属鹤岗市及萝北县管辖,南起峻德、北至梧桐河,南北走向42公里,东西走向6公里,面积252平方公里。矿区平均标高为299米。
1、地质特征简述
鹤岗矿区的含煤地层为:中生界白垩系下统(K1S)的石头河子含煤组、石头庙子组、东山组地层。
(1)石头河子组(K1S):发育在现在的生产矿区,为鹤岗煤田的主要含煤组,由灰白色的粗、中、细、粉砂岩及凝灰岩、泥质岩组成,含有36個可采和局部可采煤层,厚度南北不一,由818米到1288米。以其间的砾岩为界,由下而上分为北大岭含煤段、中部含煤段和上段。
(2)石头庙子组(K1St):本组岩层亦呈南北窄长条带状平行不整合于石头河子组之上,由砂岩、砾岩、粉砂岩及泥岩、凝灰岩组成,夹有10层煤,地层总厚900米,按其岩性特征又分为南岭砾岩段和砂页岩含煤段。
(3)东山组(K1dn):为一套火山碎屑岩和火山集块岩组成,其间夹有薄层的砂岩、砾岩,分布于全矿区的东部。
表1-1 各矿含煤地层厚度与煤层总厚情况统计表
(鹤岗煤田各主要开采煤层煤种有弱粘结煤、气煤、焦煤及无烟煤,以气煤为主,深部有部分焦煤。)
2、矿井瓦斯特征
目前矿区生产矿井共有9对,其中新兴、峻德、南山、益新、兴安矿为突出矿井,振兴矿为高瓦斯矿井,新陆、富力矿为低瓦斯矿井,新岭矿为露天矿井。(详见表2-1,鉴定时间为2009年。)
表2-1 各矿瓦斯鉴定等级鉴定表
3、瓦斯地质的主要规律
我们主要从瓦斯与成煤环境、地质构造、岩浆活动等三个方面来分析鹤岗矿区瓦斯地质的一些主要规律。
(1)瓦斯与成煤环境:
煤层中德瓦斯是在成煤作用、煤化作用的全过程中形成的,因此瓦斯的生成和赋存与成煤的原始物质、成煤环境有着密切的联系。
鹤岗矿区煤系是在海西褶皱之后中生界早白垩时期所形成。煤系盆地的局部升降产生了断裂及岩浆活动,造成了煤系地层在岩性和构造上的复杂性。煤田为一走向近SN的窄长地带,和北部的兴东、都鲁河等煤系地层出露方向基本一致,而整个煤田又都被后期的NE向的佳伊地堑所切割改造。构造的总轮廓是:原始的SN向构造受后期新华夏系NE向改造而成。
另外,由于有机质含量的不同,含煤系数的差异,煤层顶底板透气性差,使得瓦斯赋存条件好,也是导致瓦斯含量高的主要原因。
(2)瓦斯与地质构造:
鹤岗矿区大地构造位置处于佳木斯地块的西北部。从宏观上看,西部的青黑山断裂及东部的公义永断裂是控盆的沉积断裂,将鹤岗盆地形成了一个封闭的内陆断陷盆地。
鹤岗矿区内断层密集发育,褶皱不发育,仅在局部地区存在褶曲。鹤岗煤田早白垩世煤层沉积主要受到四川期构造运动控制,表现为NHE向构造的左行压扭活动;晚白垩世转入今太平洋动力学体系,NHE向构造表现右旋张扭活动,EW向构造表现为左旋压扭活动;现代构造应力场主应力方向表现为NE-NEE方向,EW,NW向构造受到挤压作用,表现出一定的封闭性,控制着鹤岗煤田的瓦斯赋存特征。
在NW向断层附近,煤体受挤压破坏严重,瓦斯富集、煤层应力集中,开采期间煤与瓦斯突出动力现象往往发生在该区域。
近SN向和NE、NNE向构造的拉张、裂陷活动有利于瓦斯的大量释放。(见图1)
图1 鹤岗矿区处于板块构造位置示意图
(3)瓦斯与岩浆活动:
鹤岗矿区岩浆活动受近南北向和北西向断裂的控制,活动规律由南向北、由西向东频繁加剧。其中以中深成侵入岩及喷出岩为主,侵入岩主要是元古代侵入岩、华力西期侵入岩及燕山期侵入岩,主要分布在煤田北部和西部基底中,喷出岩以燕山期及喜山期火山活动较为强烈,分布在煤田的东部和西北部。
岩浆岩活动的复杂程度是控制矿区、矿井煤层瓦斯赋存的主要因素。鹤岗矿区煤层瓦斯分布存在着不均匀性和规律性不强,也就导致瓦斯灾害防治难度大。
由于矿区赋存的早白垩世煤层上覆盖层主要为火山碎屑岩、火山岩和新生代的松散层,厚度分布不均,就影响到煤层瓦斯的风化剥蚀程度不均,因此就直接影响瓦斯风化带分布不均和规律性差,因此也就导致瓦斯灾害防治的另一个难点。
因岩浆岩侵入,煤层气生成量增大,所以北部益新,兴山矿瓦斯含量比南部各矿要大,又由于随赋存深度的增大,变质程度逐渐增高,煤层深部瓦斯明显要比浅部瓦斯含量要大。
简历白忠建,男,1984-,助理工程师,本科毕业于黑龙江科技学院资源勘查工程专业,现在黑龙江龙煤股份有限公司鹤岗分公司地质测量部工作。