影响瓦斯赋存的地质条件..ppt

第二章第六节瓦斯的保存条件 瓦斯地质学 6瓦斯的保存条件 一 构造运动演化对煤层瓦斯保存的影响 每次构造运动的规模 涉及范围 构造应力场等均不尽相同 煤层瓦斯的生成 保存条件控制着瓦斯的赋存和分布 瓦斯作为储存在煤层及围岩中的气体极易逸散 煤层形成后历经构造运动中拉张陷裂活动会使煤层瓦斯大量逸散 不同级别的构造活动和构造应力场控制着构造作用的范围和强度 亦控制着不同区域 不同范围煤层瓦斯的赋存与分布 同时还控制着煤层赋存条件 煤体结构的破坏条件和范围 板块构造控制区域构造的作用范围和强度 区域构造控制矿区构造作用的范围和强度 矿区构造控制井田和采区和工作面构造 因此地质构造控制着不同级别范围煤层瓦斯的形成和分布 6瓦斯的保存条件 二 不同地质构造类型对瓦斯保存的影响 1 褶曲构造对瓦斯保存的影响 1 向斜构造向斜盆地构造的矿区 顶板封闭条件良好时 瓦斯沿垂直地层方向运移是比较困难的 大部分瓦斯仅能沿两翼流向地表 因此 通常向斜构造比背斜构造对瓦斯保存有利 2 背斜构造根据影响瓦斯保存的特点可将背斜构造划分为对称背斜 不对称背斜和次级背斜3种基本类型 因背斜顶部裂隙密集发育 形成气体逸散通道封闭的背斜有利于瓦斯的储存 是良好的储气构造 或者称圈气构造 6瓦斯的保存条件 2 推覆构造及伸展构造对瓦斯保存的影响 推覆构造和伸展构造都是分别在挤压应力和拉张应力下产生的 其中推覆构造包括褶皱推覆和逆冲推覆 伸展构造包括单斜断块 断陷盆地和滑动构造 在不同的构造应力作用下形成各种断层 从而影响着瓦斯的保存 有的断层有利于瓦斯排放 也有的断层对瓦斯排放起阻挡作用 成为逸散的屏障 前者称开放型断层 后者称封闭型断层 断层的开放与封闭性决定于下列条件 a 断层的性质和力学性质 b 断层与地表或与冲积层的连通情况 c 断层将煤层断开后 煤层与断层另一盘接触的岩层性 质 d 断层带的特征 充填 紧密 裂隙发育 6瓦斯的保存条件 走向断层 阻隔瓦斯沿煤层倾向的逸散倾向断层 切割煤层成相互独立的块体 单斜断块 6瓦斯的保存条件煤层倾角反映应力大小一般情况下 倾角陡有利于瓦斯排放 缓倾斜煤层瓦斯含量高于急倾斜煤层 煤层倾角 6045302010据苏联黎金 1962 瓦斯脱放深度 m 80 90705030 4015 20 6瓦斯的保存条件一系列斜交正断层切割煤系地层 形成若干地堑 地垒构造 羊渠河QC P 1 2 O峰峰煤田地质剖面略图1 瓦斯风化带 2 沼气带 6瓦斯的保存条件压性断层矿井边界封闭型压性断层作为矿井的边界 断层面相背倾斜 矿井处于封闭条件 瓦斯大 大青山煤田 京包铁路 黄河 Ar r2 Ar J2J1 2 O Ar J2 K1 Q Ar 大青山煤田剖面图 Ar Ar 6瓦斯的保存条件 构造盖层封闭型 构造盖层指构造成因的盖层 如 吉林通化矿区铁厂二井 井田发育NNE张性断层 煤层上覆地层被一逆断层上盘覆盖 煤层瓦斯高 淮南矿区部分由于逆冲推覆使煤层上覆地层被老地 层 寒武 奥陶地层 覆盖 煤层瓦斯减小 6瓦斯的保存条件 正断层断块封闭型 由二组不同方向的压扭性正断层在平面上组成三角 形或多边型块体 井田边界为正断层圈闭 如 焦作煤田浅部煤层与透气性岩层接触外 其余均受 正断层挤压封闭而有利于瓦斯储集 6瓦斯的保存条件 三 沉积作用对瓦斯保存的影响 1 聚煤特征 含煤岩系的岩性 岩相组成及其空间组合均受控于沉积环境 很大程度上决定了瓦斯生成的物质基础以及煤储层 盖层的几何和物性特征 并通过煤层与围岩之间的组合关系而影响瓦斯的保存条件 三角洲 滨海平原沉积环境煤层厚冲积平原 浅海环境沉积煤层薄 华南晚二叠世龙潭期沉积环境 l三角洲环境89对矿井中 高沼和突出矿井87对 l滨海环境115对矿井中 高沼和突出矿井87对 l冲积平原矿井 低沼矿井 6瓦斯的保存条件 三 沉积作用对瓦斯保存的影响 2 聚煤期前后沉积环境演化对瓦斯赋存影响 环境演化决定下覆 上覆地层厚度 岩性组合和厚度 1 聚煤期前后平静水体环境有利瓦斯赋存 沉积细碎屑岩 页岩 硅质岩 泥灰岩 2 聚煤期前后冲积环境沉积不利于瓦斯赋存 沉积组碎屑岩 砾岩 透气性好 3 含煤岩系沉积旋回 河流相 河漫相 沼泽相 湖泊相完整旋回 以泥质岩为主沉积时 有利于瓦斯赋存 上覆地层以冲积相 湖泊相旋回不利于瓦斯赋存 6瓦斯的保存条件三 沉积作用对瓦斯保存的影响3 沉积相组合对瓦斯赋存影响 深水湖泊相 洪积 冲积平原相 滨海 内湖 相三角洲 滨海平原 相滨海相 扇三角洲相河流 河漫相山间河流 洪积相 山前冲积平原相滨海冲积平原相滨海平原相 有利于瓦斯保存 不利于瓦斯保存 6瓦斯的保存条件 四 煤层厚度对瓦斯保存的影响 煤储层的几何特征 如煤层厚度 煤层结构等 对煤层含气性和物性有一定影响 特别是煤层厚度对瓦斯的保存具有重要影响 瓦斯的逸散以扩散方式为主 空间两点之间的浓度差是其扩散的主要动力 在其他初始条件相似的情况下 煤储层厚度越大 达到中值浓度或者扩散终止所需要的时间就越长 煤储层本身是一种高度致密的低渗透性岩层 上部分层和下部分层对中部分层有强烈封盖作用 煤储层厚度越大 中部分层中煤层气向顶底板扩散的路径就越长 扩散阻力就越大 对瓦斯保存就越有利 6瓦斯的保存条件 五 水文地质对瓦斯保存的影响 水文地质是影响瓦斯赋存的一个重要因素 主要可概括为 以下3种作用 水力运移 逸散作用 水力封闭作用 水力封堵作用 1 水力运移 逸散作用水力运移 逸散作用常见于断层发育地区 其断层具导水性质 通过导水断层或裂隙而沟通煤层与含水层 使水文地质单元的补 径 排系统完整 含水层富水性 水动力强 含水层与煤层水力联系较好 在地下水的运动过程中 地下水携带煤层气体运移而使之逸散 2 水力封闭作用煤层气因受水力封闭作用而富集 煤层含气量较高 水力封闭作用发生于构造简单的宽缓向斜 断裂不甚发育且断裂构造多为不导水断裂 特别是一些边界断层多具挤压性 逆掩性质而成为隔水边界 水力封闭作用一般发生在深部 地下水通过压力传递作用 是瓦斯吸附于煤中 瓦斯相对富集而不发生运移 煤层含气量较高 6瓦斯的保存条件 3 水力封堵作用水力封堵作用常见于不对称向斜