張開(kāi)福

（貴州榮源環(huán)?？萍加邢薰?，貴州 貴陽(yáng) 550081）

我國(guó)煤礦瓦斯突出事故多發(fā)頻發(fā)，其原因是人們對(duì)瓦斯的賦存規(guī)律沒(méi)有根本性的認(rèn)識(shí)。因此，必須認(rèn)真研究瓦斯賦存規(guī)律指導(dǎo)瓦斯治理實(shí)踐，進(jìn)一步探索出更多瓦斯治理的方式方法。目前貴州省有374對(duì)突出礦井、634對(duì)低瓦斯礦井，因此研究煤礦瓦斯賦存的地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律、提出相應(yīng)瓦斯分帶劃分，對(duì)貴州省的瓦斯災(zāi)害防治工作具有指導(dǎo)性的意義。

1 貴州省瓦斯賦存地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律分析

（1）含煤地層的特征

貴州是我國(guó)煤礦資源較為豐富的省份，實(shí)際含煤面積約7萬(wàn)km2，占據(jù)貴州省土地總面積的4/10左右[1]。直到2020年底，貴州省的煤炭實(shí)際保有量接近498.3億t，科學(xué)預(yù)測(cè)后的儲(chǔ)量約有864億t。貴州省實(shí)際煤田分布情況如圖1。其中的含煤地層主要有上二疊統(tǒng)龍?zhí)丁⑿陆滴躺诮M、二疊統(tǒng)梁山組等，目前重點(diǎn)針對(duì)龍?zhí)督M煤層進(jìn)行開(kāi)采。開(kāi)采出的實(shí)際煤種主要有焦煤、肥煤、瘦煤、無(wú)煙煤等。

圖1 貴州省煤炭資源分布

（2）瓦斯賦存地質(zhì)構(gòu)造控制特征

貴州地區(qū)地理位置處于西部特提斯構(gòu)造與濱太平洋構(gòu)造域的結(jié)合部分，在長(zhǎng)期演變過(guò)程中經(jīng)歷了印支、雪峰等一系列地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，并在持續(xù)變化下逐漸演變成了如今的多元化地理構(gòu)造格局。

石炭紀(jì)早期，貴州所屬地區(qū)出現(xiàn)了巖關(guān)期海進(jìn)，導(dǎo)致其到大塘階的范圍迅速增進(jìn)[2-3]。接下來(lái)又出現(xiàn)了較為短暫的海退情況，導(dǎo)致與古陸邊緣十分臨近的濱海地帶發(fā)生了早石炭世舊司組；中、晚石炭世，該地區(qū)又出現(xiàn)了較大規(guī)模的海侵情況，致使其中沉積了淺海相的碳酸鹽巖。到了早二疊世，由于海水入侵情況頻繁出現(xiàn)，同時(shí)在海侵發(fā)生的初期階段，許多由海向陸過(guò)渡的地段堆疊了許多誕生于早二疊世前期因海陸交替產(chǎn)生的梁山組含煤地層。

早二疊世末期持續(xù)到晚二疊世的初期，由于受到特提斯洋活動(dòng)的持續(xù)影響[4]，古斷裂以及同沉積斷裂張裂在不斷擴(kuò)展的過(guò)程中逐漸延伸到地幔層，并在貴州西部地區(qū)產(chǎn)生了南西朝向的裂谷帶。另外，伴隨著南東朝向逐漸出現(xiàn)橫推斷裂的情況，這也隨之衍生出了輝綠巖以及玄武巖，同時(shí)海域逐漸縮小，陸地也相應(yīng)擴(kuò)大。在這一時(shí)間段，華南區(qū)域在性質(zhì)上屬于熱帶雨林地帶，植物生長(zhǎng)十分茂密，也同樣是較為關(guān)鍵的成煤階段。正是在這一時(shí)期，華南地區(qū)最為關(guān)鍵的含煤地層龍?zhí)督M在幅員遼闊的濱海地區(qū)誕生。而在水城、盤(pán)縣以及納雍等區(qū)域，因?yàn)槠湮恢锰幵谏稀⑾氯侵薜倪^(guò)渡性平原地帶，因此導(dǎo)致其最終聚煤時(shí)間很長(zhǎng)，這樣也就導(dǎo)致了最終貴州富煤帶的形成。

在晚二疊世直到早三疊世前期，巖石圈在不斷沉陷的同時(shí)，逐漸形成了序列沉積[5]。到了中三疊世以后，裂谷逐漸衰弱，雖然在初期階段海水滿腹，但在晚期其水體表現(xiàn)很淺，導(dǎo)致最終海退序列出現(xiàn)沉積。在中三疊世的末期同樣發(fā)生了印支運(yùn)動(dòng)，有塔里木－華北以及印支等多個(gè)陸塊面向華南大路進(jìn)行壓縮，處于東南側(cè)的古太平洋殼卻面向大陸俯沖，導(dǎo)致造山作用從華南大路周邊地區(qū)逐漸面向板內(nèi)地區(qū)發(fā)展。貴州地區(qū)的底殼也發(fā)生了規(guī)模較大的左旋南北直扭運(yùn)動(dòng)，在先期階段，東北方向的構(gòu)造和巖相在持續(xù)運(yùn)動(dòng)下轉(zhuǎn)變?yōu)闁|南向。在一些靠近太平洋的海灣、盆地區(qū)域沉積了上三疊統(tǒng)的含煤地層。

2 貴州省煤礦瓦斯賦存分帶劃分

坐落于貴州省西部地區(qū)的石炭紀(jì)一二疊紀(jì)以及晚三疊世煤層在誕生之后的很長(zhǎng)一段時(shí)間里都處于拗陷的狀態(tài)[6-7]。當(dāng)蓋層逐漸沉積后，煤層瓦斯的最終生成條件以及相應(yīng)的保存條件也會(huì)十分優(yōu)越；經(jīng)過(guò)印支運(yùn)動(dòng)的變化后，不論是經(jīng)歷燕山運(yùn)動(dòng)還是喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)，在長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)拗陷的情況下，會(huì)出現(xiàn)蓋層繼續(xù)沉積的情況發(fā)生，這也為后續(xù)煤層瓦斯的形成提供了十分優(yōu)越的條件；自從印支運(yùn)動(dòng)開(kāi)始，在經(jīng)歷了燕山運(yùn)動(dòng)后，由于會(huì)在很長(zhǎng)一段的時(shí)間內(nèi)受到四周構(gòu)造的擠壓，導(dǎo)致煤體出現(xiàn)破碎的情況，因此相應(yīng)的構(gòu)造煤的發(fā)育十分普遍，煤層的相關(guān)透氣性非常低，始突深度也較淺，其中最淺的僅僅為96 m。在貴州省的東部地區(qū)，由于會(huì)受到地下水的相關(guān)影響，導(dǎo)致最終生成的瓦斯會(huì)被地下水沖走，使該地區(qū)的煤層瓦斯普遍表現(xiàn)為低瓦斯。

根據(jù)貴州省的相關(guān)區(qū)域構(gòu)造的特征，以及煤礦瓦斯賦存地質(zhì)的實(shí)際構(gòu)造控制規(guī)律[8]，共在貴州省地區(qū)劃分了三個(gè)高突瓦斯帶以及一個(gè)瓦斯帶。其實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造控制的特征以及瓦斯的賦存特征如下：

（1）六盤(pán)水高突瓦斯帶

瓦斯帶位于六盤(pán)水?dāng)嘞輩^(qū)域內(nèi)部，包含水城、盤(pán)江、六枝等礦區(qū)。含煤地層為長(zhǎng)興組以及海陸交互相的三角洲沉積，煤的種類有肥煤、無(wú)煙煤、瘦煤等。其中，盤(pán)江、水城地區(qū)是黔西龍?zhí)督M的相應(yīng)富煤中心地區(qū)，基本特點(diǎn)表現(xiàn)為煤層厚度較大、層數(shù)較多以及成熟度較高。針對(duì)煤的纖維組分，鏡質(zhì)組的含量占據(jù)有較大優(yōu)勢(shì)，貴州的許多地區(qū)，如水城一帶，殼制組的相關(guān)含量在最高的程度下能夠達(dá)到45.55%以上，再算上煤層周邊的圍巖以及細(xì)碎屑巖，則在相應(yīng)的含煤地層上方幾乎沉積了厚度接近4000 m的蓋層。

在后續(xù)過(guò)程中，這一區(qū)域內(nèi)部的煤層瓦斯通常具備十分優(yōu)秀的形成條件以及保存條件，是該區(qū)域內(nèi)煤層瓦斯含量較高的基本原因，區(qū)域內(nèi)部礦區(qū)的壓扭性構(gòu)造以及礦區(qū)的壓性防御十分良好，利于相關(guān)構(gòu)造煤的形成以及最終高壓瓦斯的持續(xù)聚集，是后續(xù)該區(qū)域內(nèi)部瓦斯突出較為嚴(yán)重的一個(gè)根本原因。

（2）貴陽(yáng)北高突瓦斯帶

瓦斯帶坐落于遵義斷拱的西南部區(qū)域，包含有織納煤田、六枝煤田以及貴陽(yáng)煤田等。含煤地層主體表現(xiàn)為晚二疊世龍?zhí)督M以及最終的長(zhǎng)興組，總體屬于海陸交互性質(zhì)的互相沉積，其中總體厚度約為337 m，實(shí)際含煤地層為35層。與黔中隆起共同出現(xiàn)的東北向貴陽(yáng)-鎮(zhèn)遠(yuǎn)斷裂，以及在廣西運(yùn)動(dòng)當(dāng)中誕生的西北向埡都－紫云斷裂共同構(gòu)成了該區(qū)域的西、南邊界，其對(duì)該區(qū)域內(nèi)的煤系地層沉積起到了十分關(guān)鍵的控制作用。重點(diǎn)發(fā)育的東北向、西北向、西南向以及東北向等四個(gè)組別的斷裂以及褶皺，主要以東北向的發(fā)育最為發(fā)達(dá)。該區(qū)域的煤層頂?shù)装逯饕煞凵百|(zhì)泥巖、泥巖組成，透氣性相對(duì)較差，擁有較強(qiáng)的瓦斯封蓋能力。

（3）黔北高突瓦斯帶

該瓦斯帶位于遵義斷拱畢節(jié)東北向構(gòu)造區(qū)，包含有黔北煤田以及黔西北煤田的東北部。這一地區(qū)主要包括長(zhǎng)興組、龍?zhí)督M等含煤地層。該區(qū)域?qū)儆诤ｊ懡换バ再|(zhì)的互相沉積地區(qū)，煤級(jí)大部分為無(wú)煙煤。實(shí)際構(gòu)造主要以南北向橫排多字形的結(jié)構(gòu)為主體，南部區(qū)域的發(fā)育主要為東西向構(gòu)造。東部位置主要以南北方向構(gòu)造為主，在東部主要以南北向的構(gòu)造，由遵義－貴陽(yáng)一線為界，通過(guò)該方式與東臨的鳳崗構(gòu)造變形區(qū)域相隔開(kāi)。單個(gè)的褶皺形態(tài)頻繁呈現(xiàn)出S型彎轉(zhuǎn)的形式，這也意味著該地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)相對(duì)較為復(fù)雜。其煤層頂?shù)装逯饕苑凵百|(zhì)泥巖、泥巖為主，具備較差的透氣性，擁有較強(qiáng)的瓦斯封蓋能力。

（4）黔東南瓦斯帶

該瓦斯帶包含有黔東北煤田、黔東南煤田等。該地區(qū)主要以長(zhǎng)興組、龍?zhí)督M含煤地層為主，屬于海陸交互性質(zhì)的互相沉積地區(qū)，其中煤的類型包含有肥煤、無(wú)煙煤、焦煤等。該區(qū)域大多以淺海碳酸鹽的互相沉積為主體，其中巖溶裂隙發(fā)育情況較為突出，許多含煤巖系含有多層富水性較強(qiáng)的石灰?guī)r。

3 結(jié)語(yǔ)

瓦斯的實(shí)際賦存情況會(huì)受到地質(zhì)構(gòu)造的控制，同時(shí)瓦斯突出也通常會(huì)出現(xiàn)在一些構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為強(qiáng)烈的區(qū)域。對(duì)貴州省煤礦瓦斯賦存構(gòu)造控制規(guī)律與分帶劃分情況進(jìn)行綜合性分析，能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供參考，通過(guò)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，采取針對(duì)性的煤礦瓦斯突出災(zāi)害防治策略，進(jìn)一步完善煤礦瓦斯災(zāi)害治理規(guī)劃，保障煤礦安全生產(chǎn)。