黄陵矿区围岩气体成因及致灾机理研究

郑凯歌，孙四清，赵继展，陈冬冬

(1.中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710054；2.安徽理工大学，安徽 淮南 232001)

0 引 言

鄂尔多斯盆地是多旋回发育的中生代克拉通盆地，是我国陆上最大的煤、油气沉积盆地之一[1-2]。黄陵矿区位于鄂尔多斯盆地南缘，自晚三叠系后,经历了“发生-发展-消亡”的沉积演化，形成了完整的湖泊-三角洲相沉积演化旋回，发育多套煤、油气储盖层组合[3-4]。煤田勘查过程中有近150个钻孔直接揭露矿区内油气，其中，多个钻孔出现气体大量喷出或逸出，气体喷出高度达10～30 m，常伴随有油带出。近年来，随着开采深度的不断增加，黄陵一矿、芦村一号井及黄陵二矿等多个矿井在采掘过程中发生了数十次围岩气体异常涌出，造成工作面停采停掘。该围岩气以游离状态为主，赋存于煤层顶底板围岩中，来源多样化，储集层本身、煤层及油气产气层均可为其生气来源[5]。该围岩气异常涌出具有突发性、隐蔽性(异常涌出前无明显征兆)、涌出集中(24 h累计涌出量约6.4万m3)和涌出量大(最大涌出21万m3)等特点，在黄陵矿区尚属首次发现，在国内外也极为罕见，对煤矿安全生产构成了严重威胁。因对其成因类型，来源研究不明，灾害诱导原理认识不清，无法精确针对性开展灾害治理。多通过“广撒网，密布钻”的治理方式，大范围施工抽采钻孔进行围岩气抽采。该治理方式工程量大、成本高、针对性差，延长了施工周期，降低了回采效率。因而查明该异常涌出围岩气的成因机制及致灾机理是精确采取预抽和防治措施的关键。……