[教育]影響瓦斯賦存的地質(zhì)條

1、,第二章第六節(jié) 瓦斯的保存條件,瓦斯地質(zhì)學(xué),6 瓦斯的保存條件,一、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)演化對(duì)煤層瓦斯保存的影響,每次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的規(guī)模、涉及范圍、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)等均不盡相同。煤層瓦斯的生成、保存條件控制著瓦斯的賦存和分布。瓦斯作為儲(chǔ)存在煤層及圍巖中的氣體極易逸散。煤層形成后歷經(jīng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中拉張陷裂活動(dòng)會(huì)使煤層瓦斯大量逸散。不同級(jí)別的構(gòu)造活動(dòng)和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)控制著構(gòu)造作用的范圍和強(qiáng)度，亦控制著不同區(qū)域、不同范圍煤層瓦斯的賦存與分布，同時(shí)還控制著煤層賦存條件、煤體

2、結(jié)構(gòu)的破壞條件和范圍。板塊構(gòu)造控制區(qū)域構(gòu)造的作用范圍和強(qiáng)度，區(qū)域構(gòu)造控制礦區(qū)構(gòu)造作用的范圍和強(qiáng)度，礦區(qū)構(gòu)造控制井田和采區(qū)和工作面構(gòu)造，因此地質(zhì)構(gòu)造控制著不同級(jí)別范圍煤層瓦斯的形成和分布。,,,,,6 瓦斯的保存條件,二、不同地質(zhì)構(gòu)造類型對(duì)瓦斯保存的影響,(1) 褶曲構(gòu)造對(duì)瓦斯保存的影響,1.向斜構(gòu)造 向斜盆地構(gòu)造的礦區(qū)，頂板封閉條件良好時(shí)，瓦斯沿垂直地層方向運(yùn)移是比較困難的，大部分瓦斯僅能沿兩翼流向地表。因此，通常向斜構(gòu)造比

3、背斜構(gòu)造對(duì)瓦斯保存有利。,2.背斜構(gòu)造 根據(jù)影響瓦斯保存的特點(diǎn)可將背斜構(gòu)造劃分為對(duì)稱背斜、不對(duì)稱背斜和次級(jí)背斜3種基本類型。因背斜頂部裂隙密集發(fā)育，形成氣體逸散通道封閉的背斜有利于瓦斯的儲(chǔ)存，是良好的儲(chǔ)氣構(gòu)造，或者稱圈氣構(gòu)造。,,,,6 瓦斯的保存條件,(2)推覆構(gòu)造及伸展構(gòu)造對(duì)瓦斯保存的影響,推覆構(gòu)造和伸展構(gòu)造都是分別在擠壓應(yīng)力和拉張應(yīng)力下產(chǎn)生的。其中推覆構(gòu)造包括褶皺推覆和逆沖推覆；伸展構(gòu)造包括單斜斷塊、斷陷盆地和

4、滑動(dòng)構(gòu)造。在不同的構(gòu)造應(yīng)力作用下形成各種斷層，從而影響著瓦斯的保存。有的斷層有利于瓦斯排放，也有的斷層對(duì)瓦斯排放起阻擋作用，成為逸散的屏障。前者稱開(kāi)放型斷層，后者稱封閉型斷層。斷層的開(kāi)放與封閉性決定于下列條件：,a.斷層的性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。,b.斷層與地表或與沖積層的連通情況。,c.斷層將煤層斷開(kāi)后，煤層與斷層另一盤接觸的巖層性,質(zhì)。,d.斷層帶的特征(充填、緊密、裂隙發(fā)育)。,,,,6 瓦斯的保存條件,走向斷層：阻隔瓦斯沿煤層傾向的逸

5、散傾向斷層：切割煤層成相互獨(dú)立的塊體（單斜斷塊）,6 瓦斯的保存條件煤層傾角反映應(yīng)力大小一般情況下，傾角陡有利于瓦斯排放，緩傾斜煤層瓦斯含量高于急傾斜煤層。,煤層傾角(°)6045302010據(jù)蘇聯(lián)黎金(1962),瓦斯脫放深度(m)80～90705030～4015～20,,,,6 瓦斯的保存條件一系列斜交正斷層切割煤系地

6、層，形成若干地塹、地壘構(gòu)造。羊渠河QC-P,1,2,O峰峰煤田地質(zhì)剖面略圖1—瓦斯風(fēng)化帶；2—沼氣帶,,,6 瓦斯的保存條件壓性斷層礦井邊界封閉型壓性斷層作為礦井的邊界，斷層面相背傾斜。礦井處于封閉條件、瓦斯大。,大青山煤田,京包鐵路,黃河,Ar,r2,Ar,J2J1-2,∈+O,Ar,J2-K1,Q,Ar,大青山煤田剖面圖,Ar,Ar,,,,

7、6 瓦斯的保存條件,構(gòu)造蓋層封閉型,構(gòu)造蓋層指構(gòu)造成因的蓋層。,如：,吉林通化礦區(qū)鐵廠二井，井田發(fā)育NNE張性斷層，煤層上覆地層被一逆斷層上盤覆蓋，煤層瓦斯高。淮南礦區(qū)部分由于逆沖推覆使煤層上覆地層被老地,層(寒武、奧陶地層）覆蓋，煤層瓦斯減小。,,,,6 瓦斯的保存條件,正斷層斷塊封閉型,由二組不同方向的壓扭性正斷層在平面上組成三角,形或多邊型塊體，井田邊界為正斷層圈閉。,如：,焦作煤田淺部煤層與透氣性巖層接觸外，其余

8、均受,正斷層擠壓封閉而有利于瓦斯儲(chǔ)集。,,,,,6 瓦斯的保存條件,三、沉積作用對(duì)瓦斯保存的影響,1.聚煤特征、含煤巖系的巖性、巖相組成及其空間組合均受控于沉積環(huán)境。很大程度上決定了瓦斯生成的物質(zhì)基礎(chǔ)以及煤儲(chǔ)層、蓋層的幾何和物性特征，并通過(guò)煤層與圍巖之間的組合關(guān)系而影響瓦斯的保存條件。,三角洲、濱海平原沉積環(huán)境煤層厚 沖積平原、淺海環(huán)境沉積煤層薄,華南晚二疊世龍?zhí)镀诔练e環(huán)境,l 三角洲環(huán)境89對(duì)礦井中，高沼和突出礦井87對(duì)；

9、l 濱海環(huán)境115對(duì)礦井中，高沼和突出礦井87對(duì)；l 沖積平原礦井，低沼礦井。,,,,,6 瓦斯的保存條件,三、沉積作用對(duì)瓦斯保存的影響,2.聚煤期前后沉積環(huán)境演化對(duì)瓦斯賦存影響,環(huán)境演化決定下覆、上覆地層厚度、巖性組合和厚度,(1)聚煤期前后平靜水體環(huán)境有利瓦斯賦存,沉積細(xì)碎屑巖、頁(yè)巖、硅質(zhì)巖、泥灰?guī)r,(2)聚煤期前后沖積環(huán)境沉積不利于瓦斯賦存,沉積組碎屑巖、礫巖，透氣性好,(3)含煤巖系沉積旋回,河流相->河漫相->

10、;沼澤相->湖泊相完整旋回，以泥質(zhì)巖為主沉積時(shí)，有利于瓦斯賦存。,上覆地層以沖積相->湖泊相旋回不利于瓦斯賦存。,,,,6 瓦斯的保存條件三、沉積作用對(duì)瓦斯保存的影響3.沉積相組合對(duì)瓦斯賦存影響,深水湖泊相,洪積、沖積平原相,濱海(內(nèi)湖)相三角洲(濱海平原)相濱海相,扇三角洲相河流、河漫相山間河流、洪積相,山前沖積平原相濱海沖積平原相濱海平原相,有利于瓦斯保存,不利

11、于瓦斯保存,,,,,6 瓦斯的保存條件,四、煤層厚度對(duì)瓦斯保存的影響,煤儲(chǔ)層的幾何特征，如煤層厚度、煤層結(jié)構(gòu)等，對(duì)煤層含氣性和物性有一定影響，特別是煤層厚度對(duì)瓦斯的保存具有重要影響。 瓦斯的逸散以擴(kuò)散方式為主，空間兩點(diǎn)之間的濃度差是其擴(kuò)散的主要?jiǎng)恿?。在其他初始條件相似的情況下，煤儲(chǔ)層厚度越大，達(dá)到中值濃度或者擴(kuò)散終止所需要的時(shí)間就越長(zhǎng)。煤儲(chǔ)層本身是一種高度致密的低滲透性巖層，上部分層和下部分層對(duì)中部分層有強(qiáng)烈封蓋作用，

12、煤儲(chǔ)層厚度越大，中部分層中煤層氣向頂?shù)装鍞U(kuò)散的路徑就越長(zhǎng)，擴(kuò)散阻力就越大，對(duì)瓦斯保存就越有利。,,,,,6 瓦斯的保存條件,五、水文地質(zhì)對(duì)瓦斯保存的影響,水文地質(zhì)是影響瓦斯賦存的一個(gè)重要因素，主要可概括為,以下3種作用：水力運(yùn)移、逸散作用；水力封閉作用；水力封堵作用。 1.水力運(yùn)移、逸散作用 水力運(yùn)移、逸散作用常見(jiàn)于斷層發(fā)育地區(qū)。其斷層具導(dǎo)水性質(zhì)，通過(guò)導(dǎo)水?dāng)鄬踊蛄严抖鴾贤簩优c含水層，使水文地質(zhì)單元的

13、補(bǔ)、徑、排系統(tǒng)完整，含水層富水性、水動(dòng)力強(qiáng)、含水層與煤層水力聯(lián)系較好。在地下水的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，地下水?dāng)y帶煤層氣體運(yùn)移而使之逸散。 2.水力封閉作用 煤層氣因受水力封閉作用而富集，煤層含氣量較高。水力封閉作用發(fā)生于構(gòu)造簡(jiǎn)單的寬緩向斜，斷裂不甚發(fā)育且斷裂構(gòu)造多為不導(dǎo)水?dāng)嗔?，特別是一些邊界斷層多具擠壓性、逆掩性質(zhì)而成為隔水邊界。水力封閉作用一般發(fā)生在深部，地下水通過(guò)壓力傳遞作用，是瓦斯吸附于煤中，瓦斯相對(duì)富