1、河南理工大学毕业设计(论文) 摘要- 1 -摘要：瓦斯含量多元数据融合分析是对瓦斯赋存地质因素研究的补充完善，实现对矿井范围的煤层瓦斯含量准确预测。收集鹤煤八矿井田勘探期间和生产、研究期间煤层瓦斯含量数据，利用瓦斯涌出量资料反演煤层瓦斯含量，根据瓦斯地质参数，应用 Langmuir 公式计算煤层瓦斯含量，对以上四种数据进行综合分析校正，求出煤层真实瓦斯含量，分析煤层瓦斯含量变化及分布规律，并绘制瓦斯地质图。关键词：瓦斯含量，参数计算，数据融合，瓦斯赋存Summary: The gas content diverse data fusion analysis is complement that
2、 endows with to save the geology factor research to the gas perfect，realization to accurate estimate of the coal seam gas content of the mineral well scope。Collect the crane coal eight mineral well farmland explores the period and produces and studies the coal seam gas content data of period，making
3、use of the gas to gush to measure the data anti-play the coal seam gas content，according to the gas geology parameter，apply the Langmuir formula calculation coal seam gas content，carry on comprehensive analysis correct to above four kinds of datases，beg a gas content with true coal seam，analyze the
4、coal seam gas content variety and distribute the regulation，and draw the gas geology diagram。Keyword: The gas content，the parameter calculation，data fusion，the gas endows with to save河南理工大学毕业设计(论文 ) 目录- 2 -目录前言 .- 1 -1 地理位置 .- 3 -1.1 位置、范围及交通 .- 3 -1.2 自然地理 .- 3 -1.2.1 地貌 .- 3 -1.2.2 水系 .- 4 -1.2.3
5、气象 .- 4 -1.3 以往研究工作 .- 6 -1.4 生产建设概况 .- 6 -2 井田地质 .- 8 -2.1 地层 .- 8 -2.1.1 奥陶系中统（O 2） .- 8 -2.1.2 石炭系（C） .- 8 -2.1.3 二迭系（P） .- 10 -2.1.4 第三系（R） .- 12 -2.1.5 第四系（Q） .- 12 -2.2 煤层 .- 12 -2.2.1 含煤性 .- 12 -2.2.2 可采煤层 .- 13 -2.3 构造 .- 15 -2.3.1 区域构造 .- 15 -2.3.2 井田构造 .- 15 -3 井田勘探期间瓦斯含量实测数据分析 .- 23 -3.1
6、数据可靠性分析 .- 23 -3.2 瓦斯赋存规律 .- 25 -4 矿井生产期间瓦斯含量实测数据分析 .- 26 -4.1 瓦斯采样概述 .- 26 -4.2 数据可靠性分析 .- 27 -4.3 瓦斯赋存规律 .- 28 -5 矿井生产期间瓦斯含量反演 .- 30 -5.1 矿井瓦斯涌出情况 .- 30 -5.2 瓦斯涌出构成 .- 31 -5.3 瓦斯赋存规律 .- 36 -6 朗格缈尔公式计算瓦 斯含量 .- 37 -6.1 煤层瓦斯吸附常数 a、b 值 .- 37 -6.2 瓦斯赋存规律 .- 39 -河南理工大学毕业设计(论文 ) 目录- 3 -7 瓦斯含量多源数据综合分析 .-
7、40 -7.1 各种煤层瓦斯测定方法对比 .- 40 -7.2 数据对应点之间互算 .- 41 -7.3 瓦斯含量最终数值 .- 43 -8 瓦斯赋存规律 .- 45 -9 结论及建议 .- 47 -致谢 .- 48 -河南理工大学本科毕业设计(论文) 前言 - 1 -前言鹤煤八矿是鹤壁煤电有限责任公司下属一座中型现在化矿井，1960 年 5 月建成投产，1970 年扩建，1974 建成投产，设计年生产能力 60 万吨，2005 年实际生产能力达到 84 万吨多。近些年来随着开采深度增加和开发强度增大，矿井瓦斯涌出逐渐增高，在2003 年 2405 岩中巷三横川，发生瓦斯突出，突出煤量 7t，
8、突出瓦斯量 9855m3；04 年 3 月 3002 下顺，发生瓦斯突出，突出煤量96t，突出瓦斯量 8266m3，矿井为瓦斯突出矿井。整个矿井划分为 3 个水平开采，目前正在开采三水平。随着开采深度的增加，矿井瓦斯涌出和煤与瓦斯突出问题成为影响和制约生产的重要因素之一。研究鹤煤八矿瓦斯地质特征，掌握矿井瓦斯涌出规律，预测矿井深部瓦斯涌出量和突出危险性，对于该矿有针对性的采取防治措施、杜绝煤矿瓦斯灾害事故的再次发生，提高煤矿经济效益，改善煤矿安全生产环境等具有重要意义。针对以上情况，在鹤壁煤电有限责任公司科技处的协调下，河南理工大学与其协商和研究，共同制定了课题研究，同时该项目也获得国家安全生
9、产科技立项。煤层瓦斯赋存的地质预测技术完善与应用专题，是瓦斯突出区域预测的子专题。根据煤层瓦斯赋存地质因素的研究，结合本专题煤层瓦斯含量多元数据融合分析，实现对矿井范围的煤层瓦斯含量准确预测，为矿井突出灾害防治及瓦斯涌出量预测提供关键技术支撑。而本文是对煤层瓦斯赋存的多源融合分析及瓦斯赋存规律的河南理工大学本科毕业设计(论文) 前言 - 2 -研究，根据收集矿井勘探期间和生产期间实测的煤层瓦斯含量数据，利用瓦斯涌出量资料反推煤层瓦斯含量，根据相关地质参数测定，应用朗格缪尔公式计算煤层瓦斯含量，对以上四种数据的量值进行综合分析校正，得出煤层真实的瓦斯含量，并分析煤层瓦斯含量变化及分布规律，为瓦斯
10、突出区域预测做基础。为了确保研究任务完成，研究工作从整体上细分为三个阶段：1（2006.3.154.15）：系统的收集整理矿井近年来回采工作面的瓦斯涌出量资料，统计可以进行回采工作面瓦斯含量反演的工作详细资料；收集整理历年来所有勘探钻孔资料，建立钻孔资料数据库；收集整体历年来在井下进行实测的瓦斯参数、瓦斯压力、实测瓦斯含量详细资料。2（2006.4.255.10）：对收集整理的资料进行有效的分析处理，对异常地点进行考究、分析，得到可用于对异常点分析处理。并绘制与瓦斯含量多元数据融合分析有相关性图件和表格。3（2006.5.116.1）：本次研究论文结果及数据融合后的瓦斯地质图件编制。经过对全部
11、资料进行系统整理、分析、计算和探讨、图件编绘，最终完成瓦斯含量多元数据融合分析课题论文。论文写作过程中，对帮助和支持工作的各位老师、同学，及矿上老总表示衷心感谢，并感谢王恩营教授对我以前的悉心教导，使我受益很多，对这次论文写作帮助很大。由于水平有限，在研究过程中存在各种问题请老师批评指正。河南理工大学本科毕业设计(论文) 地理位置- 3 -1 地理位置1.1 位置、范围及交通八矿位于鹤壁市山城区南 1.5km 处的鹿楼乡，北起小庄村，南到柴长村，井田南北走向 4.5km，东西倾向 2km，面积9.6km2。八矿井田位于鹤壁矿区南部，为一隐伏井田，单斜构造。二1煤为唯一可采煤层，属二迭系山西组，
12、煤厚 1.914.0m，平均厚度 6.75m，平均倾角 240，断裂构造发育，尤其小型断裂更为突出。井田边界：西北以 F45断层与鹿楼乡小庄桥煤矿为界，北以张庄向斜轴与六矿为邻；南以 F53-1和 F49分别与柴厂矿和十矿为界；西至二 1煤层露头线；深部边界原为-800m 米等高线。交通条件便利，铁路，此矿向北可直达汤鹤线。汤鹤线在汤阴与京广线接轨，铁路运输方便。公路交通四通八达，新市区至九矿的大白线二级公路从此井田内通过，此矿至新市区 16km。京广铁路、京珠高速公路、107 国道均从新市区经过，交通十分便利。此外尚有汤（阴）鹤（壁）公路、安（阳）鹤（壁）公路、鹤（壁）林（州）公路等。见图
13、1-1河南理工大学本科毕业设计(论文) 地理位置- 4 -1.2 自然地理1.2.1 地貌3八矿位于鹤壁市山城区南部，地势总体南高北低，西高东低，地面高程 125m198m。地表被第四系及第三系地层所覆盖，井田南部及东部分布着起伏较小的低缓丘陵。丘顶多为第三系黏土或砾岩组成，在丘岗之间发育了冲沟地和平坦谷地。此外，在井田北部铁路两侧分布有连片的芦苇沼泽地。1.2.2 水系此井田为海河流域卫河水系的一部分，卫河水系的支流汤河，在井田以北，自北而南进入本井田东北隅。寺湾河在井田北部边缘，自吓向东注入汤河。此井田内的河流均为季节性河流，在雨季水源主要是大气降水，旱季水源主要为矿井排水及城市生产生活废
14、水，污染严重。1.2.3 气象这里属北温带大陆性半干旱型气候。据鹤壁市气象站测资料：1、气温：据 1958 年1981 年观测资料，年平均气温最高年份15.3（1961） ，最低年份 13.1（1964） ，一般为 14.5左右。气温极值，最高 42.3(1967 年 6 月 4),最低-15.5(1967 年 1 月15 日)。2、湿度:据 1958 年1981 年观测资料,年平均绝对湿度 11.63 毫河南理工大学本科毕业设计(论文) 地理位置- 5 -巴,年平均相对湿度为 60%。3、降雨量：据 1959 年1999 年共 41 年观测资料,年最大降雨量1394mm(1963 年),年最
15、小降雨量 266.6mm(1965 年),年平均降雨量649.55mm,雨期多集中在七、八、九月份。月份最大值为 1963 年8 月份,月降雨量达 699mm,日降雨量为 249.5mm(1963 年 8 月 8 日)。4、蒸发量:本区蒸发量远大于降雨量,据 1959 年1999 年 36 年(缺五年数据)的统计资料,年平均蒸发量最大值为 2698mm(1965年),最小值为 1637mm(1990)。5、风向和风速:本区每年 8 月至来年 2 月北风频率最高,最大风速为 23m/s;每年 3 月南风频率最高,最大风速 14m/s。3河南理工大学本科毕业设计(论文) 地理位置- 6 -图 11
16、 鹤壁矿区交通图河南理工大学本科毕业设计(论文) 地理位置- 7 -1.3 以往研究工作2002 年 6 月经抚顺煤科院鉴定为突出矿井。2003 年十一月鹤壁煤业集团公司和焦作工学院在八矿 F19 断层以南，-500m 标高以上的南翼采区和中央采区 2206 采面开展煤与瓦斯突出区域预测研究，通过研究进行突出分区分带，并实现措施区别对待。2004 年八矿进行矿井瓦斯鉴定，瓦斯绝对涌出量为49.49m3/min，相对涌出量为 29.41m3/td。煤层透气性系数为1.5m2/Mpa2.d，属勉强可抽放煤层。2004 年 8 月 4 日重庆煤科院在 3002 南下顺做煤尘爆炸性鉴定。2005 年
17、8 月 5 日、15 日、25 日八矿对矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量进行了鉴定工作。绝对瓦斯涌出量为 41.04m3min，相对瓦斯涌出量为 23.36m3t，二氧化碳绝对涌出量为8.31m3min，相对涌出量为 4.73m3t，瓦斯等级定为煤与瓦斯突出矿井。中央地区测点布置：桐家庄总回风、3002 工作面、3002 南上、下顺。北翼地区测点布置：北翼总回风、2405 工作面。南翼地区测点布置：南翼总回风、2305 工作面、1301 工作面。1.4 生产建设概况3八矿于 1958 年 6 月开始建井,设计年产 10 万吨,1960 年5 月投产,称鹿楼小井.后与张庄矿合并名为张庄矿.1969 年 7 月16 日张庄矿分为八矿和七矿.1970 年元月八矿开始扩建,扩建规
