第三章影響瓦斯賦存的地質(zhì)條件_第1頁(yè)
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1、第三章 影響瓦斯賦存的地質(zhì)條件 河南平禹煤電公司 , 2021.8.1,在機(jī)巷施工瓦斯抽放孔時(shí) 曾發(fā)生煤與瓦斯突出事故,造成23人死亡。2021.10.16, 施 工 防突鉆孔時(shí)煤與瓦斯突動(dòng)身生煤與瓦斯突出,造成37名礦工遇 難,突出的煤塵約2500 t, 27名責(zé)任人被處理。 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 瓦斯是特別的地質(zhì)體瓦斯生成并賦存于煤層中,是氣態(tài)地質(zhì)體。 瓦斯賦存運(yùn)移受控于地質(zhì)條件瓦斯生成、運(yùn)移、保存條件和賦存受地質(zhì)作用掌握。 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 3.1 含煤巖系沉積環(huán)境 3.2 煤的變質(zhì)程度3.3 煤層圍巖特征 3.4 地質(zhì)構(gòu)造3.5 煤層埋藏深度 3.6 煤

2、田的暴露程度3.7 水文地質(zhì)條件 3.8 巖漿活動(dòng) 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 3.1 含煤巖系沉積環(huán)境海相、濱海相 陸相(湖泊沿岸、三角洲平原、沖積平原、沖積扇前緣) 1.聚煤沉積環(huán)境掌握煤層分布及厚度變化,從而掌握瓦斯 分布三角洲、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 三角洲環(huán)境89對(duì)礦井中,高瓦斯和突出礦井87對(duì); 濱海環(huán)境115對(duì)礦井中,高瓦斯和突出礦井87對(duì); 沖積平原礦井,低沼礦井。 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 沉積環(huán)境 三角洲 濱海平原 濱海沖積 平原 淺海 陸表海 華南晚二疊世龍?zhí)镀诔练e環(huán)境與瓦斯分布 突出井 高瓦斯井

3、 低瓦斯井 備注 所占百 所占百 分布點(diǎn) 分布點(diǎn) 分布點(diǎn) 所占百分 分比 分比 (個(gè)) (個(gè)) (個(gè)) 比 (2.2%) (% ) (%) 46 51.8 41 46 2 2.2 不包括 30 26.1 48 41.7 37 32.2 福建龍 巖一帶 1 3.8 2 7.7 23 88.5 超高變 質(zhì)無(wú)煙 0 1 2.7 36 97.3 煤礦井 1 5.5 3 16.7 14 77.8 第三章100 80 60 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 (%) 40 20 0 三角洲 濱海平原 濱海沖積平原 淺海 陸表海(局限海) 碳酸鹽巖臺(tái)地 突出井 高沼井 低沼井 華南晚二疊世龍?zhí)睹合档V井瓦斯分布直方圖

4、 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 3.1 含煤巖系沉積環(huán)境2.聚煤期前后沉積環(huán)境演化對(duì)瓦斯賦存影響環(huán)境演化打算下覆、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粗碎屑巖、礫巖,透氣性好 (3)含煤巖系沉積旋回河流相河漫相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不完整旋回不利于瓦斯賦存。 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 3.1 含煤巖系沉積環(huán)境3.沉積相組合對(duì)瓦斯賦存影響 深水湖泊相 濱海(內(nèi)湖)相 三角洲(濱海平原)相濱海相 洪積、沖積平

5、原相 山 前沖積平原相 濱海沖積平原相濱海平原相 扇三角洲相 河流、河漫灘相山間河流、洪積相 有利于瓦斯保存 不利于瓦斯保存 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 礦井瓦斯分布和瓦斯突出的影響因素是多 方面的,除沉積環(huán)境外,還與地質(zhì)構(gòu)造、煤化 作用、蓋層厚度、開(kāi)采技術(shù)條件等有關(guān)。另外 沉積環(huán)境也不是引起煤與瓦斯突出的直接因素, 在討論瓦斯賦存和瓦斯突出時(shí),還要留意綜合 分析。 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件(1)煤變質(zhì)程度超高,產(chǎn)出量越大; (2)煤變質(zhì)程度增高,氣體滲透率下降, 沿煤層向地表方向運(yùn)移變慢; 3.2 煤的變質(zhì)程度在煤化作用過(guò)程中,不斷 地產(chǎn)生瓦斯,煤化程度越高, 生成的瓦斯量

6、越多。因此,在 其它因素相同的條件下,煤的 變質(zhì)程度越高,煤層瓦斯含量 越大。煤的變質(zhì)程度不僅影響瓦 (3)煤變質(zhì)程度增高,煤吸附力量增加, 煤層中可以滯留更多的氣體。吸 附 瓦 斯 量 cm3/g 石墨 無(wú)煙煤 長(zhǎng)焰煤 揮發(fā)分(%) 褐煤 斯的生成量,還在很大程度上 打算著煤對(duì)瓦斯的吸附力量。 不同變質(zhì)程度煤對(duì)瓦斯的吸 附力量示意圖 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件28 24 1 x(m3/t) 20 16 12 8 4 1/ 3/ 5/k 7/t q 平均甲烷含量(m3 /t)2 均方差(m3 /t)x 甲烷含量(m3 /t) 3 9/a 11/a1 13/a3 假定的坳陷刻度(m) 1

7、000 3000 5000 7000 1 q ; 2 q; 3 q 煤層的平均甲烷含量與其變質(zhì)程度的定量關(guān)系曲線 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件中 牙克石 滿(mǎn)洲里 煤種及瓦斯分帶界線 國(guó) 界 高沼氣礦井 省界線 市 鎮(zhèn) 變 低沼氣礦 井 東烏旗 高 白城 低 中 齊齊哈爾 及 質(zhì) 二連低 帶 斯 阿拉善右旗 瓦 斯 渤海灣 斯 帶 銀川 質(zhì) 瓦 呼市 包頭 低 張家口 西烏旗 變 質(zhì) 赤峰 承德 低 變 通遼 嘉峪關(guān) 瓦 帶 內(nèi)蒙古自治區(qū)煤變質(zhì)及瓦斯分帶圖 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 3.3 煤層圍巖特征煤層圍巖是指煤層直接頂、老頂和直接底板等在內(nèi)的肯定 厚度范圍的層段。煤層圍巖對(duì)

8、瓦斯賦存的影響,打算于它的隔 氣、透氣性能。 老頂 煤層頂板 直接頂 偽頂 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 3.3 煤層圍巖特征偽頂:是指直接位于煤層之上和直接頂之間,極易跨落的 較薄巖層,通常是由碳質(zhì)頁(yè)巖等脆弱巖石組成,厚度50 cm,很難保留在工作面空間上方。 直接頂:是指位于偽頂上部的一層或數(shù)層巖層,隨著回采 即能垮落。 老頂:是指位于直接頂或直接位于煤層上部的堅(jiān)硬巖層, 能維持很大懸露面積,一般不垮落。 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 3.3 煤層圍巖特征一般來(lái)說(shuō),當(dāng) 煤層頂板巖性為致密完整的巖石,如頁(yè)巖、 油頁(yè)巖時(shí),煤層中的瓦斯簡(jiǎn)單被保存下來(lái);頂板為多孔隙或脆 性裂隙發(fā)育的巖

9、石,如礫巖、砂巖時(shí),瓦斯簡(jiǎn)單逸散。 煤層圍巖的透氣性不僅與巖性特征有關(guān),還與肯定范圍內(nèi) 的巖性組合及變形特點(diǎn)有關(guān)。不同力學(xué)性質(zhì)的巖層具有不同的 構(gòu)造表象。 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 3.3.1 圍巖特征 1.孔隙性、滲透性、孔隙結(jié)構(gòu) 2.圍巖力學(xué)性質(zhì)和變形特點(diǎn) 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 1. 孔隙性、滲透性、孔隙結(jié)構(gòu)(1) 孔隙性:肯定孔隙度、有效孔隙度孔隙體積 肯定孔隙度= 巖石總體積 100% 有效孔隙度= 相互連通孔隙體積 100% 巖石總體積孔隙相互連通影響因素:巖石成分、組成、膠結(jié)物、膠 結(jié)類(lèi)型、構(gòu)造狀況、裂隙發(fā)育狀況、裂隙特征。 第三章(2)滲透性 影響瓦斯賦存運(yùn)移的地質(zhì)條件 巖石滲透性:是指在肯定的壓差下,巖石允許流體 通過(guò)其連通孔隙性質(zhì)。肯定滲透率:反映巖石本身的孔隙結(jié)構(gòu)特征;相對(duì)滲透率:巖石對(duì)每一種流體的滲透率。 有效滲透率大?。毫黧w性質(zhì)、流體數(shù)量比例關(guān)系、 巖石本身孔隙結(jié)構(gòu)特征。 第三章 影響瓦斯賦存運(yùn)移的

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