影響瓦斯賦存的地質(zhì)條件..ppt

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)造類型對瓦斯保存的影響 1 褶曲構(gòu)造對瓦斯保存的影響 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)造比背斜構(gòu)造對瓦斯保存有利 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)造劃分為對稱背斜 不對稱背斜和次級(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 也有的斷層對瓦斯排放起阻擋作用 成為逸散的屏障 前者稱開放型斷層 后者稱封閉型斷層 斷層的開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 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沖積平原礦井 低沼礦井 6瓦斯的保存條件 三 沉積作用對瓦斯保存的影響 2 聚煤期前后沉積環(huán)境演化對瓦斯賦存影響 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 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 沉積作用對瓦斯保存的影響3 沉積相組合對瓦斯賦存影響 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 不利于瓦斯保存 6瓦斯的保存條件 四 煤層厚度對瓦斯保存的影響 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 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中部分層有強(qiáng)烈封蓋作用 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 擴(kuò)散阻力就越大 對瓦斯保存就越有利 6瓦斯的保存條件 五 水文地質(zhì)對瓦斯保存的影響 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 逸散作用常見于斷層發(fā)育地區(qū) 其斷層具導(dǎo)水性質(zhì) 通過導(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 地下水通過壓力傳遞作用 是瓦斯吸附于煤中 瓦斯相對富集而不發(fā)生運(yùn)移 煤層含氣量較高 6瓦斯的保存條件 3 水力封堵作用水力封堵作用常見于不對稱向斜