影響瓦斯賦存的地質條ppt課件

1、第二章第六節(jié)第二章第六節(jié) 瓦斯的保管條件瓦斯的保管條件 瓦斯地質學 6 瓦斯的保管條件一、構造運動演化對煤層瓦斯保管的影響一、構造運動演化對煤層瓦斯保管的影響 每次構造運動的規(guī)模、涉及范圍、構造應力場等均不盡一樣。煤層瓦斯的生成、保管條件控制著瓦斯的賦存和分布。瓦斯作為儲存在煤層及圍巖中的氣體極易逸散。煤層構成后歷經構造運動中拉張陷裂活動會使煤層瓦斯大量逸散。不同級別的構造活動和構造應力場控制著構造作用的范圍和強度，亦控制著不同區(qū)域、不同范圍煤層瓦斯的賦存與分布，同時還控制著煤層賦存條件、煤體構造的破壞條件和范圍。板塊構造控制區(qū)域構造的作用范圍和強度，區(qū)域構造控制礦區(qū)構造作用的范圍和強度，礦區(qū)

2、構造控制井田和采區(qū)和任務面構造，因此地質構造控制著不同級別范圍煤層瓦斯的構成和分布。6 瓦斯的保管條件瓦斯的保管條件二、不同地質構造類型對瓦斯保管的影響二、不同地質構造類型對瓦斯保管的影響(1) 褶曲構造對瓦斯保管的影響褶曲構造對瓦斯保管的影響1.向斜構造向斜構造 向斜盆地構造的礦區(qū)，頂板封鎖條件良好時，瓦斯向斜盆地構造的礦區(qū)，頂板封鎖條件良好時，瓦斯沿垂直地層方向運移是比較困難的，大部分瓦斯僅能沿垂直地層方向運移是比較困難的，大部分瓦斯僅能沿兩翼流向地表。因此，通常向斜構造比背斜構造對沿兩翼流向地表。因此，通常向斜構造比背斜構造對瓦斯保管有利。瓦斯保管有利。2.背斜構造背斜構造 根據(jù)影響瓦斯

3、保管的特點可將背斜構造劃分為根據(jù)影響瓦斯保管的特點可將背斜構造劃分為對稱背斜、不對稱背斜和次級背斜對稱背斜、不對稱背斜和次級背斜3種根本類型。因種根本類型。因背斜頂部裂隙密集發(fā)育，構成氣體逸散通道封鎖的背斜頂部裂隙密集發(fā)育，構成氣體逸散通道封鎖的背斜有利于瓦斯的儲存，是良好的儲氣構造，或者背斜有利于瓦斯的儲存，是良好的儲氣構造，或者稱圈氣構造。稱圈氣構造。6 瓦斯的保管條件瓦斯的保管條件(2)推覆構造及伸展構造對瓦斯保管的影響推覆構造及伸展構造對瓦斯保管的影響 推覆構造和伸展構造都是分別在擠壓應力和拉張應力下產生的。其中推覆構造推覆構造和伸展構造都是分別在擠壓應力和拉張應力下產生的。其中推覆構

4、造包括褶皺推覆和逆沖推覆；伸展構造包括單斜斷塊、斷陷盆地和滑動構造。在不同包括褶皺推覆和逆沖推覆；伸展構造包括單斜斷塊、斷陷盆地和滑動構造。在不同的構造應力作用下構成各種斷層，從而影響著瓦斯的保管。有的斷層有利于瓦斯排的構造應力作用下構成各種斷層，從而影響著瓦斯的保管。有的斷層有利于瓦斯排放，也有的斷層對瓦斯排放起阻撓作用，成為逸散的屏障。前者稱開放型斷層，后放，也有的斷層對瓦斯排放起阻撓作用，成為逸散的屏障。前者稱開放型斷層，后者稱封鎖型斷層。斷層的開放與封鎖性決議于以下條件：者稱封鎖型斷層。斷層的開放與封鎖性決議于以下條件：a.斷層的性質和力學性質。斷層的性質和力學性質。b.斷層與地表或與

5、沖積層的連通情況。斷層與地表或與沖積層的連通情況。c.斷層將煤層斷開后，煤層與斷層另一盤接觸的巖層性斷層將煤層斷開后，煤層與斷層另一盤接觸的巖層性質。質。d.斷層帶的特征斷層帶的特征(充填、嚴密、裂隙發(fā)育充填、嚴密、裂隙發(fā)育)。6 瓦斯的保管條件瓦斯的保管條件走向斷層：阻隔瓦斯沿煤層傾向的逸散走向斷層：阻隔瓦斯沿煤層傾向的逸散傾向斷層：切割煤層成相互獨立的塊體傾向斷層：切割煤層成相互獨立的塊體單斜斷塊單斜斷塊6 瓦斯的保管條件煤層傾角反映應力大小普通情況下，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)瓦斯脫放深度瓦斯脫放深度(m

6、)80907050304015206 瓦斯的保管條件一系列斜交正斷層切割煤系地層，構成假設干地塹、地壘構造。羊渠河QC-P12O峰峰煤田地質剖面略圖1瓦斯風化帶；2沼氣帶6 瓦斯的保管條件壓性斷層礦井邊境封鎖型壓性斷層作為礦井的邊境，斷層面相背傾斜。礦井處于封鎖條件、瓦斯大。大青山煤田大青山煤田京包鐵路京包鐵路黃河黃河Arr2ArJ2J1-2+OArJ2-K1QAr大青山煤田剖面圖大青山煤田剖面圖ArAr6 瓦斯的保管條件瓦斯的保管條件構造蓋層封鎖型構造蓋層封鎖型構造蓋層指構呵斥因的蓋層。構造蓋層指構呵斥因的蓋層。如：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

7、覆蓋，煤層瓦斯高?；茨系V區(qū)部分由于逆沖推覆使煤層上覆地層被老地層層(寒武、奧陶地層覆蓋，煤層瓦斯減小。寒武、奧陶地層覆蓋，煤層瓦斯減小。6 瓦斯的保管條件瓦斯的保管條件正斷層斷塊封鎖型正斷層斷塊封鎖型由二組不同方向的壓扭性正斷層在平面上組成三角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，井田邊境為正斷層圈閉。形或多邊型塊體，井田邊境為正斷層圈閉。如：如：焦作煤田淺部煤層與透氣性巖層接觸外，其他均受焦作煤田淺部煤層與透氣性巖層接觸外，其他均受正斷層擠壓封鎖而有利于瓦斯儲集。正斷層擠壓封鎖而有利于瓦斯儲集。6 瓦斯的保管條件瓦斯的保管條件三、堆積作用對瓦斯保管的影響三、堆積作用對瓦

8、斯保管的影響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堆積環(huán)境。很大程度上決議了瓦斯生成的物質根底受控于堆積環(huán)境。很大程度上決議了瓦斯生成的物質根底以及煤儲層、蓋層的幾何和物性特征，并經過煤層與圍巖以及煤儲層、蓋層的幾何和物性特征，并經過煤層與圍巖之間的組合關系而影響瓦斯的保管條件。之間的組合關系而影響瓦斯的保管條件。 三角洲、濱海平原堆積環(huán)境煤層厚 沖積平原、淺海環(huán)境堆積煤層薄華南晚二疊世龍?zhí)镀诙逊e環(huán)境華南晚二疊世龍?zhí)镀诙逊e環(huán)境l 三角洲環(huán)境89對礦井中，高沼和突出礦井87對；l 濱海環(huán)境115對礦井中，高沼和突出礦井87對；l

9、 沖積平原礦井，低沼礦井。6 瓦斯的保管條件瓦斯的保管條件三、堆積作用對瓦斯保管的影響三、堆積作用對瓦斯保管的影響2.聚煤期前后堆積環(huán)境演化對瓦斯賦存影響聚煤期前后堆積環(huán)境演化對瓦斯賦存影響環(huán)境演化決議下覆、上覆地層厚度、巖性組合和厚度環(huán)境演化決議下覆、上覆地層厚度、巖性組合和厚度(1)聚煤期前后安靜水體環(huán)境有利瓦斯賦存聚煤期前后安靜水體環(huán)境有利瓦斯賦存堆積細碎屑巖、頁巖、硅質巖、泥灰?guī)r堆積細碎屑巖、頁巖、硅質巖、泥灰?guī)r(2)聚煤期前后沖積環(huán)境堆積不利于瓦斯賦存聚煤期前后沖積環(huán)境堆積不利于瓦斯賦存堆積組碎屑巖、礫巖，透氣性好堆積組碎屑巖、礫巖，透氣性好(3)含煤巖系堆積旋回含煤巖系堆積旋回河流

10、相河流相-河漫相河漫相-沼澤相沼澤相-湖泊相完好旋回，以泥質湖泊相完好旋回，以泥質巖為主堆積時，有利于瓦斯賦存。巖為主堆積時，有利于瓦斯賦存。上覆地層以沖積相上覆地層以沖積相-湖泊相旋回不利于瓦斯賦存。湖泊相旋回不利于瓦斯賦存。6 瓦斯的保管條件三、堆積作用對瓦斯保管的影響3.堆積相組合對瓦斯賦存影響深水湖泊相深水湖泊相洪積、沖積平原相洪積、沖積平原相濱海(內湖)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山前沖積平原相濱海沖積平原相濱海沖積平原相濱海平原相濱海平原相有利于瓦斯保管有利于瓦斯保管不利于瓦斯保管不利于瓦斯保管6 瓦斯的保管條件瓦斯的保管條件四、

11、煤層厚度對瓦斯保管的影響四、煤層厚度對瓦斯保管的影響 煤儲層的幾何特征，如煤層厚度、煤層構造等，對煤煤儲層的幾何特征，如煤層厚度、煤層構造等，對煤層含氣性和物性有一定影響，特別是煤層厚度對瓦斯的保層含氣性和物性有一定影響，特別是煤層厚度對瓦斯的保管具有重要影響。管具有重要影響。 瓦斯的逸散以分散方式為主，空間兩點之間的濃度差瓦斯的逸散以分散方式為主，空間兩點之間的濃度差是其分散的主要動力。在其他初始條件類似的情況下，煤是其分散的主要動力。在其他初始條件類似的情況下，煤儲層厚度越大，到達中值濃度或者分散終止所需求的時間儲層厚度越大，到達中值濃度或者分散終止所需求的時間就越長。煤儲層本身是一種高度

12、致密的低浸透性巖層，上就越長。煤儲層本身是一種高度致密的低浸透性巖層，上部分層和下部分層對中部分層有劇烈封蓋作用，煤儲層厚部分層和下部分層對中部分層有劇烈封蓋作用，煤儲層厚度越大，中部分層中煤層氣向頂?shù)装宸稚⒌耐緩骄驮介L，度越大，中部分層中煤層氣向頂?shù)装宸稚⒌耐緩骄驮介L，分散阻力就越大，對瓦斯保管就越有利。分散阻力就越大，對瓦斯保管就越有利。6 瓦斯的保管條件瓦斯的保管條件五、水文地質對瓦斯保管的影響五、水文地質對瓦斯保管的影響水文地質是影響瓦斯賦存的一個重要要素，主要可概括為水文地質是影響瓦斯賦存的一個重要要素，主要可概括為以下以下3種作用：水力運移、逸散作用；水力封鎖作用；水力封種作用：水

13、力運移、逸散作用；水力封鎖作用；水力封堵作用。堵作用。 1.水力運移、逸散作用水力運移、逸散作用 水力運移、逸散作用常見于斷層發(fā)育地域。其斷層具導水水力運移、逸散作用常見于斷層發(fā)育地域。其斷層具導水性質，經過導水斷層或裂隙而溝通煤層與含水層，使水文地質性質，經過導水斷層或裂隙而溝通煤層與含水層，使水文地質單元的補、徑、排系統(tǒng)完好，含水層富水性、水動力強、含水單元的補、徑、排系統(tǒng)完好，含水層富水性、水動力強、含水層與煤層水力聯(lián)絡較好。在地下水的運動過程中，地下水攜帶層與煤層水力聯(lián)絡較好。在地下水的運動過程中，地下水攜帶煤層氣體運移而使之逸散。煤層氣體運移而使之逸散。 2.水力封鎖作用水力封鎖作用 煤層氣因受水力封鎖作用而富集，煤層含氣量較高。水煤層氣因受水力封鎖作用而富集，煤層含氣量較高。水力封鎖作用發(fā)生于構造簡單的寬緩向斜，斷裂不甚發(fā)育且斷裂力封鎖作用發(fā)生于構造簡單的寬緩向斜，斷裂不甚發(fā)育且斷裂構造多為不導水斷裂，特別是一些邊境斷層多具擠壓性、逆掩構造多為不導水斷裂，特別是一些邊境斷層多具擠壓性、逆掩性質而成為隔水邊境。水力封鎖作用普通發(fā)生在深部，地下水性質而成為隔水邊境。水力封鎖作用普通發(fā)生在深部，地下水經過壓力傳送作用，是瓦斯吸附于煤中，瓦斯相對富集而不發(fā)經過壓力傳送作用，是瓦斯吸附于煤中