影響瓦斯賦存的地質(zhì)條件ppt課件

1、第二章第六節(jié)第二章第六節(jié) 瓦斯的保存條件瓦斯的保存條件 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)

2、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)瓦斯保存的影響褶曲構(gòu)造對(duì)瓦斯保存的影響1.向斜構(gòu)造向斜構(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(duì)沿兩翼流向地表。因此，通常向斜構(gòu)造比背斜構(gòu)造對(duì)瓦斯保存有利。瓦斯保存有利。2.背斜構(gòu)造背斜構(gòu)造 根據(jù)影響瓦斯

3、保存的特點(diǎn)可將背斜構(gòu)造劃分為根據(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)背斜對(duì)稱背斜、不對(duì)稱背斜和次級(jí)背斜3種基本類型。因種基本類型。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。稱圈氣構(gòu)造。6 瓦斯的保存條件瓦斯的保存條件(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)

4、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。前者稱開放型斷層，后放，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：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)。斷層的性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。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(zhì)。質(zhì)。d.斷層帶的特征斷層帶的特征(充填、嚴(yán)密、裂隙發(fā)育充填、嚴(yán)密、裂隙發(fā)育)。6 瓦斯的保存條件瓦斯的保存條件走向斷層：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(dú)立的塊體傾向斷層：切割煤層成相互獨(dú)立的塊體單斜斷塊）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)瓦斯脫放深度瓦斯脫放深度

6、(m)80907050304015206 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-P12O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 瓦斯的保存條件瓦斯的保存條件構(gòu)造蓋層封閉型構(gòu)造蓋層封閉型構(gòu)造蓋層指構(gòu)造成因的蓋層。構(gòu)造蓋層指構(gòu)造成因的蓋層。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

7、盤覆蓋，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 瓦斯的保存條件瓦斯的保存條件正斷層斷塊封閉型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。形或多邊型塊體，井田邊界為正斷層圈閉。如：如：焦作煤田淺部煤層與透氣性巖層接觸外，其余均受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。正斷層擠壓封閉而有利于瓦斯儲(chǔ)集。6 瓦斯的保存條件瓦斯的保存條件三、沉積作用對(duì)瓦斯保存的影響三、沉積作用對(duì)

8、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)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。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)；l 濱海環(huán)境115對(duì)礦井中，高沼和突出礦井87對(duì)；

9、l 沖積平原礦井，低沼礦井。6 瓦斯的保存條件瓦斯的保存條件三、沉積作用對(duì)瓦斯保存的影響三、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，透氣性好沉積組碎屑巖、礫巖，透氣性好(3)含煤巖系沉積旋回含煤巖系沉積旋回河

10、流相河流相-河漫相河漫相-沼澤相沼澤相-湖泊相完整旋回，以泥質(zhì)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。巖為主沉積時(shí)，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深水湖泊相洪積、沖積平原相洪積、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存有利于瓦斯保存不利于瓦斯保存不利于瓦斯保存6 瓦斯的保存條件瓦斯的保存條件四

11、、煤層厚度對(duì)瓦斯保存的影響四、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。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

12、度致密的低滲透性巖層，上就越長(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，煤儲(chǔ)層厚部分層和下部分層對(duì)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(zhǎng)，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。擴(kuò)散阻力就越大，對(duì)瓦斯保存就越有利。6 瓦斯的保存條件瓦斯的保存條件五、水文地質(zhì)對(duì)瓦斯保存的影響五、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，主要可概括為以下以下3種作用：水力運(yùn)移、逸散作用；水力封閉作用；水力封種作用：

13、水力運(yùn)移、逸散作用；水力封閉作用；水力封堵作用。堵作用。 1.水力運(yùn)移、逸散作用水力運(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(guò)導(dǎo)水?dāng)鄬踊蛄严抖鴾贤簩优c含水層，使水文地質(zhì)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)單元的補(bǔ)、徑、排系統(tǒng)完整，含水層富水性、水動(dòng)力強(qiáng)、含水單元的補(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(guò)程中，地下水?dāng)y帶層與煤層水力聯(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。煤層氣體運(yùn)移而使之逸散。 2.水力封閉作用水力封閉作用 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)富集而不發(fā)通過(guò)壓力傳遞作用，是瓦斯吸附于煤