瓦斯地质学第七章瓦斯地质图编制

瓦斯地质图是瓦斯地质规律和瓦斯预测成果的直观表达和高度概括。内容丰富、区带分明；层次清晰、一目了然；直观简明、使用方便。是瓦斯预测、治理的基础图件。瓦斯是地质作用产物，瓦斯地质图不仅反映瓦斯内容，也反映与瓦斯赋存与突出分布有关的地质条件。7.1编制煤矿瓦斯地质图的意义煤矿瓦斯地质图是煤矿生产、科研、指挥、决策的技术平台汇集瓦斯地质资料总结瓦斯地质规律瓦斯含量突出危险性综合治理瓦斯生产规划通风设计指挥煤层气评价决策预测瓦斯涌出量7.2煤矿瓦斯地质图的分类从型式上分：瓦斯地质柱状图瓦斯地质剖面图瓦斯地质平面图从范围上分：采掘工作面瓦斯地质图采区瓦斯地质图矿井瓦斯地质图矿区瓦斯地质图省区瓦斯地质图全国瓦斯地质图(1)瓦斯地质柱状图底图：煤系综合柱状图内容：一般地质内容外、包括瓦斯特征和煤系地层透气性。(2)瓦斯地质剖面图

底图：地质剖面图。内容：反映某一剖面瓦斯地质特征及邻近瓦斯资料并附剖面上瓦斯参数变化曲线。利民矿一采区1134运输巷突出点剖面图梅田一矿突出点剖面图(3)瓦斯地质平面图(1)矿井瓦斯地质图底图：可采煤层底板等高线图，多煤层要分层编制，比例尺：1:2000或1:5000。瓦斯内容：各种瓦斯参数点(瓦斯含量点、压力点、喷出点、突出点等)；各种瓦斯等值线(瓦斯风化带、瓦斯含量等值线、瓦斯压力等值线）；各项瓦斯参数在井田范围分区分带线(瓦斯涌出量、瓦斯含量、突出危险块段等)。地质内容：井田范围与瓦斯赋存和突出有关的地质条件(煤岩岩性特征、岩层产状、井田地质构造、煤层厚度及其变化、煤质、煤体结构等。可用等值线表示。各项地质因素分区(煤厚、煤质、岩性、构造分区)，变形系数等

矿井瓦斯地质图

(2)矿区瓦斯地质图底图：矿区主采煤层底板等高线图，比例尺1:1-1:5万。内容：与矿井瓦斯地质图基本相似。各矿井进行瓦斯等级分别区划；基建井要进行瓦斯等级和突出危险性预测不同变质煤按高、中、低进行圈定范围；适当删减一些地质因素；增等值线差值；应配套瓦斯地质剖面图、柱状图。矿区瓦斯地质图

采掘工作面瓦斯地质图示例

7.3煤矿三级瓦斯地质图及其作用采掘工作面瓦斯地质图是直接服务瓦斯治理的矿井瓦斯地质图反映矿井瓦斯地质规律－－预测瓦斯涌出量、瓦斯含量、煤与瓦斯突出危险性、煤层气资源评价矿区瓦斯地质图反映矿区瓦斯地质规律－－为矿区瓦斯综合治理和煤层气资源开发和利用提供重要的依据

历史证明，瓦斯地质图编图工作提高瓦斯预测的前瞻性，增强瓦斯治理的针对性，从制度上保证煤矿安全2010年版《煤矿安全规程》第一百八十一条：突出矿井必须及时编制矿井瓦斯地质图，图中应表明采掘进度、被保护范围、煤层赋存条件、地质构造、突出点的位置、突出强度瓦斯基本参数等，作为突出危险性区域预测和制定防突措施的依据。

在突出煤层顶底板掘进岩巷时，必须定期验证地质资料，及时掌握施工动态和围岩变化情况，防止误穿煤层。7.3编制煤矿瓦斯地质图规定与依据《防治煤与瓦斯突出规定》第八条规定：地质勘探单位应当查明矿床瓦斯地质情况。井田地质报告应当提供煤层突出危险性的基础资料。基础资料应当包括下列内容：……（五）标有瓦斯含量等值线的瓦斯地质图；……7.3编制煤矿瓦斯地质图规定与依据《防治煤与瓦斯突出规定》第十七条第一款规定：地质测量部门与防突机构、通风部门共同编制矿井瓦斯地质图，图中标明采掘进度、被保护范围、煤层赋存条件、地质构造、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数及绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量等资料，作为区域突出危险性预测和制定防突措施的依据。7.3编制煤矿瓦斯地质图规定与依据2005年国家发改委《煤矿瓦斯治理与利用总体方案》指出“要及时编制煤矿三级瓦斯地质图”

2007年，经国家安全生产监督管理总局批准，中煤协会科技[2007]54号文，下达了编制《矿井瓦斯地质图编制方法》行业标准的通知7.3编制瓦斯地质图的规定及依据国务院煤矿瓦斯防治部际协调领导小组第六次会议和国家发改委《关于印发煤矿瓦斯防治2008年工作总结和2009年工作安排的通知》（发改办能源［2009］239号）的安排，国家能源局决定组织开展全国煤矿瓦斯地质图编制工作。7.3编制瓦斯地质图的规定及依据

以瓦斯地质理论为指导，在系统收集、整理、分析建矿以来的地质资料、瓦斯资料和煤田勘探的瓦斯地质资料，研究矿区、矿井、采区瓦斯地质规律的基础上，以煤层底板等高线图、采掘工程平面图等作为地理底图，编绘而成的。7.3编制煤矿三级瓦斯地质图的基本原理（1）采、掘工作面瓦斯地质图的编图原理

采掘工作面瓦斯地质图是瓦斯治理的主战场，是直接服务于瓦斯灾害预防措施和瓦斯抽采措施、工作面煤与瓦斯突出危险性预测、瓦斯实时监测监控、瓦斯综合治理等。是以采区和工作面采、掘工程平面图为地理底图，在准确预测的基础上编绘而成的。

采掘工作面瓦斯地质图示例

要随着采、掘进程，随时收集、整理、填绘瓦斯和地质资料，尤其要对小断层和构造煤的厚度变化随时进行编录，编制煤巷瓦斯涌出量随不同地质因素变化曲线和煤与瓦斯突出预测指标值变化剖面图等。结合计算机技术，随时更新，做到监测监控。（2）矿井瓦斯地质图的编图原理

矿井瓦斯地质图是以矿井煤层底板等高线图和采掘工程平面图作为地理底图。在系统收集、整理建矿以来瓦斯资料和地质资料，包括所有采掘工作面每日的瓦斯浓度、风量和抽采量，煤与瓦斯突出危险性预测指标及煤与瓦斯突出点资料等，在搞清矿井瓦斯地质规律，进行瓦斯预测、瓦斯（煤层气）资源量评价和构造煤的发育特征等基础上绘制而成。

图4-2平顶山十矿己15煤层瓦斯地质图

矿井瓦斯地质图能高度集中反映煤层采掘揭露出丰富的瓦斯地质信息。它可准确的反映矿井瓦斯赋存规律和涌出规律；准确的预测瓦斯涌出量、瓦斯含量、煤与瓦斯突出危险性、煤层气资源评价，划分出不同级别的瓦斯地质单元。（3）矿区瓦斯地质图的编图原理

矿区瓦斯地质图是在深入研究区域地质演化、矿区构造演化及其构造分布特征的基础上，厘清区域构造、矿区构造对井田构造的控制、对构造复杂区的控制、对构造煤发育规律的控制，并做到构造逐级控制。从而厘清构造对煤层瓦斯生成、保存和赋存分布的控制特征，厘清矿区、矿井瓦斯（煤层气）地质规律，结合大量的瓦斯地质工作，瓦斯地质测试资料，大量的瓦斯涌出、瓦斯突出、瓦斯含量实测和预测资料，在编制全矿区所有矿井瓦斯地质图的基础上，编绘而成。平顶山矿区己组煤层瓦斯地质图

矿区瓦斯地质图主要反映矿区构造演化、构造变形及分布对瓦斯保存、赋存的控制；不同方向的断裂受构造应力场的演化对煤与瓦斯突出危险性的控制；各个井田在矿区构造中所处的构造位置；压扭性构造带挤压、剪切作用以及形成构造煤造成构造复杂区的划分；煤与瓦斯突出危险区的分布和预测情况；瓦斯含量、煤层瓦斯透气性测试数据和瓦斯资源量的估算；瓦斯涌出量等值线和预测等值线等等。7.4矿井瓦斯地质图编制工作方法矿井瓦斯地质图的内容瓦斯地质工作的组织保障和分工编图的程序、步骤资料收集、整理分析瓦斯地质规律研究瓦斯含量预测瓦斯涌出量预测区域突出危险性预测

瓦斯地质图填图（一）地理底图一般选用1：2000、1：5000或1：10000煤层底板等高线图和矿井采掘工程平面图作为地理底图。要求选用的地理底图能最大程度地反应最新的地质信息、采掘信息为宜。（二）地质内容

(1)煤层底板等高线

(2)井田地质勘探钻孔，煤层露头，向斜，背斜，断层，陷落柱，主要含水层等水位线，火成岩分布，煤层厚度，煤层顶、底板砂、泥岩分界线，构造煤的类型、厚度分布等。矿井瓦斯地质图的内容（三）瓦斯内容（1）瓦斯含量点，瓦斯含量实测等值线，瓦斯含量预测等值线。（2）瓦斯压力点，瓦斯压力实测等值线，瓦斯压力预测等值线。（3）瓦斯涌出量点：掘进工作面绝对瓦斯涌出量点，回采工作面绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量点（4）回采工作面绝对瓦斯涌出量等值线和相对瓦斯涌出量等值线，包括实测线和预测线。（5）瓦斯涌出量区划（6）瓦斯突出动力现象点（三）瓦斯内容（7）煤与瓦斯突出危险性预测参数：瓦斯压力P，瓦斯放散初速度ΔP，煤的坚固性系数f值，瓦斯突出危险性综合指标K值，钻屑瓦斯解吸指标Δh2，钻孔最大瓦斯涌出初速度qmax，钻孔最大钻屑量smax等。（8）煤与瓦斯区域突出危险性预测结果：将井田范围划分为突出危险区和无突出区。（9）瓦斯（煤层气）资源量区块，瓦斯（煤层气）资源量，瓦斯（煤层气）资源丰度，开发顺序。平顶山十矿煤层瓦斯地质图7.4矿井瓦斯地质图编制工作方法矿井瓦斯地质图的内容瓦斯地质工作的组织保障和分工编图的程序、步骤资料收集、整理、分析参数测试瓦斯地质规律研究瓦斯涌出量预测方法瓦斯含量预测方法

区域突出危险性预测

瓦斯地质图填图

瓦斯地质工作需要地质、通风、防突和采掘等部门的通力合作。公司各矿必须由矿总工程师负责，切实抓好组织和工作落实。

瓦斯地质具体业务应由地质部门牵头，通风、防突和采掘等相关部门配合完成。各部门要设专人负责瓦斯地质日常工作。

地质人员要做好煤巷掘进过程中构造煤（软煤）、断层等构造现象的日常编录，产量，掘进进尺等信息，汇总采掘、通风和防突部门提供的瓦斯地质资料，编制各级瓦斯地质图，并对矿井瓦斯地质图及时更新，搞清地质构造控制、构造煤分布和煤与瓦斯突出等规律。

通风人员要汇总瓦斯涌出量，建立和完善各类瓦斯统计台帐，及时填写瓦斯地质报表；防突人员要观测瓦斯参数，记录瓦斯动力现象，整理和保存防突资料，及时提供瓦斯地质相关信息。

采掘部门要注意观测采动应力对瓦斯涌出的影响，记录采掘过程中瓦斯涌出量、构造煤厚度和煤岩结构的变化，及时发现煤与瓦斯突出的预兆。

7.4煤矿瓦斯地质图编制工作方法矿井瓦斯地质图的内容瓦斯地质工作的组织保障和分工编图的程序、步骤资料收集、整理参数测试瓦斯地质规律研究瓦斯涌出量预测瓦斯含量预测区域突出危险性预测

瓦斯地质图填图资料收集、整理参数测试数据分析、筛选数据填图瓦斯地质规律划分瓦斯地质单元瓦斯赋存控制因素瓦斯预测瓦斯含量瓦斯涌出量瓦斯突出煤层气资源量填图7.4煤矿瓦斯地质图编制工作方法矿井瓦斯地质图的内容瓦斯地质工作的组织保障和分工编图的程序、步骤资料收集、整理分析参数测试瓦斯地质规律研究瓦斯涌出量预测瓦斯含量预测区域突出危险性预测

煤层气资源量计算瓦斯地质图填图1、地质资料收集与整理（1）矿井地质勘探精查或详查报告，矿井生产修编地质报告（地质说明书）。（2）矿井设计说明书。（3）矿井采掘工程平面图，煤层底板等高线图，构造纲要图，井上下对照图，地层综合柱状图。（4）采掘工作面地质说明书和相关图件。（5）煤巷编录的构造煤厚度，测井曲线解释、地球物理方法探测构造煤厚度。（6）断层，褶皱，陷落柱，火成岩和顶底板砂、泥岩分界线等。（7）所有的钻孔柱状图和勘探线剖面图。（8）三维地震勘探资料。

以上资料按附表进行收集、整理。1、地质资料收集与整理2、瓦斯资料收集与整理（1）收集整理建矿以来掘进、回采工作面瓦斯日报表，风量报表，产量报表，采、掘月进尺等资料。（2）瓦斯含量资料：地质勘探钻孔取样测定的瓦斯含量和生产阶段取样测定的瓦斯含量。2、瓦斯资料收集与整理（3）瓦斯抽采资料：收集整理煤层预抽瓦斯和采掘过程中边采边抽的瓦斯量，收集整理所有的瓦斯抽采设计方案和瓦斯抽采台帐。（4）瓦斯压力测试数据。2、瓦斯资料收集与整理（5）煤巷掘进测试的煤与瓦斯突出预测参数，如钻屑瓦斯解吸指标Δh2、钻孔最大瓦斯涌出初速度qmax、钻孔最大钻屑量smax、瓦斯放散初速度ΔP、煤的坚固性系数f值、瓦斯突出危险综合指标K值。（6）煤与瓦斯突出动力现象资料统计建矿以来的所有煤与瓦斯突出点动力现象资料，描述发生过程和突出位置地质资料，描述作业工序详细资料。煤矿瓦斯地质图编制工作方法矿井瓦斯地质图的内容瓦斯地质工作的组织保障和分工编图的程序、步骤资料收集、整理分析参数测试瓦斯地质规律研究瓦斯涌出量预测瓦斯含量预测区域突出危险性预测

煤层气资源量计算瓦斯地质图填图瓦斯含量、瓦斯压力、煤与瓦斯区域突出危险性预测参数（ΔP，f值等）。1、瓦斯参数测试1-水箱2-量管3-螺旋夹4-吸气球5-温度计6-弹簧夹7-胶管8-穿刺针头9-密封罐195876234￠7660090￠6620￠23160175构造煤是瓦斯地质学科的核心问题，也是煤田地质学研究的重要内容。它是地球演化的产物，是煤层在构造应力作用下发生破碎以及韧塑性变形和流变迁移的产物。我国构造煤发育很普遍，如华南板块川、黔、赣等地区石炭二叠系煤层，华北板块豫西、豫北石炭二叠系煤层由于受到强烈的挤压、煤体破碎并发生韧性塑性变形和流变迁移而成层、成包状分布。2、构造煤观测(1)掌握构造煤的识别方法(2)观测构造煤发育特征(类型、厚度、分布)(3)分析构造对构造煤的控制作用(4)应用构造煤理论预测突出1)构造煤观测目的任务高能瓦斯构造煤高能瓦斯瓦斯突出煤体瓦斯地质地质构造高突矿区、突出矿井的分布受瓦斯形成、赋存控制构造煤控制着瓦斯灾害的发生、治理和瓦斯综合利用2)构造煤观测方法观测地点:井下巷道和采、掘工作面观测内容:顶底板、煤层、煤层结构、构造煤记录：照像，素描，文字描述采样7.4煤矿瓦斯地质图编制工作方法瓦斯地质工作的组织保障和分工编图的程序、步骤资料收集、整理参数测试瓦斯地质规律与瓦斯预测煤层气资源量计算瓦斯地质图填图瓦斯地质规律与瓦斯预测瓦斯地质规律研究瓦斯含量预测瓦斯涌出量预测煤与瓦斯突出危险性预测煤矿瓦斯地质图编制工作方法矿井瓦斯地质图的内容瓦斯地质工作的组织保障和分工编图的程序、步骤资料收集、整理分析参数测试瓦斯地质规律与瓦斯预测煤层气资源量计算瓦斯地质图填图一、瓦斯（煤层气）资源量计算瓦斯（煤层气）资源量计算是实现煤层气规模开发的前提，是国家进行能源结构调配和煤层气产业发展战略与规划的依据。煤层气资源评价工作，目的是在深入研究煤层气赋存条件的基础上，对煤层气资源量进行预测，对煤层气资源的开发前景进行评价，并选择有利区块，以此为基础进行煤层气开发利用井网设计。（一）瓦斯（煤层气）资源量级别划分依据对瓦斯（煤层气）资源地质的认识程度，将瓦斯（煤层气）的资源量分为四级：探明的、控制的、预测的和推测的（《煤层气资源/储量规范》，2003）。为了在编图过程中更清楚表达不同级别的资源量，把探明的、控制的、预测的和推测的四级储量分别定义为A级、B级、C级和D级。（二）瓦斯（煤层气）资源量计算方法1．计算程序①资源量计算边界：瓦斯地质图中标有瓦斯风氧化带的区域可直接圈出，不进行储量计算。煤层含气量、煤层厚度下限值由瓦斯含量等值线、钻孔数据进行确定（下限标准可参考《煤层气资源/储量规范》）。煤层类型变质程度（Ro,max）

%空气干燥基含气量（m3／t）褐煤—长焰煤气煤—瘦煤贫煤—无烟煤＜0.70.7～1.9＞1.9148（二）瓦斯（煤层气）资源量计算方法1．计算程序②资源量计算单元的划分：原则是把气田内具有相同或相近煤层气赋存特征的储层划为一个单元。划分单元首选气藏地质边界，如断层、尖灭、剥蚀等；然后结合气藏计算边界，其中达不到产量下限的煤层净厚度边界、含气量下限边界和瓦斯风化带边界不加以计算。③计算单元面积面积可通过AutoCAD软件“工具”菜单直接查询，而不再用煤炭储量计算面积常用的直接公式法及网格法，并且这种计算结果十分精确。煤层倾角的变化可由底板等高线的疏密程度进行计算，然后对实际面积进行修正。④煤层有效厚度即整层煤厚去除夹矸厚度，也称净厚度，可以查看邻近钻孔资料，通过测井曲线或者取芯整理夹矸厚度，一般与构造煤厚度一并在图上钻孔附近标出。⑤煤质量密度先查找附近的钻孔，查看相应报告可获得煤真密度或视密度数值；对于计算单元有多个钻孔的情况，可以取其平均值。⑥资源量计算按照矿井瓦斯含量等值线图划分的资源量计算块段，依据每个块段已确定的参数，由公式（9-2）计算出各块段煤层气资源量。2．计算方法（1）瓦斯地质统计法（2）体积法计算公式如下：

式中：

—煤层气地质储量，108m3；A—煤层含气面积，km2；

h—煤层净厚度，m；D—煤的密度，t/m3；

—煤的空气干燥基含气量，m3/t；

—煤的干燥无灰基含量，m3/t；

—煤中原煤基水分，％；—煤中灰分，％。2．计算方法（3）气藏数值模拟法这种方法是在计算机上利用专用软件对已获得的储层参数和早期的生产数据或试采数据进行拟合匹配，可以获得一个代表储层平均特征的气藏模型和地质储量，也可以估算煤层气井未来的产量状态及可采储量，结果的准确程度是建立在丰富资料和计算精度的基础上。（4）类比法类比法是利用已开发煤层气田（或相似储层）的相关关系计算瓦斯资源量的一种方法。计算区与开发区的地质条件、储层条件等愈相似，计算结果愈准确。由于我国地质条件较为复杂，此方法的局限性较大，只有很少地区能够采用。但如果在煤层气开发初期选区，储量级别要求不高，地质资料比较可靠，利用这种方法参数选择比较快捷、直观。3.瓦斯地质统计法瓦斯（煤层气）资源评价的应用以晋城寺河矿井东区为例,采用瓦斯地质统计法进行瓦斯资源量计算。寺河矿井东区煤层厚度5.4～7.2m，平均厚度6.31m，煤层厚度基本都大于煤层气资源量计算要求的下限值（0.5m），计算边界主要依据煤层含气量（大于8m3/t）。按照井田内具有相同或相近煤层气赋存特征的储层划为一个单元的原则，如含气量下限边界、瓦斯风化带边界、背向斜、断层等。（1）矿井东区瓦斯（煤层气）资源量计算结果评价资源量计算边界和参数确定见前节。把矿井东区划分为六个计算单元具体（图9-1）。资源量计算参数及计算结果见表9-8。表9-8寺河煤矿东区3#煤层气资源量计算成果表块段编号面积含量①煤厚②密度埋藏深度地质储量③资源量丰度/km2/m3/t/m/t/m3/Mm3Ⅰ2.058～108.76～6.26.151.46280～480176.360.8593Ⅱ1.958～1210.26.1～6.46.251.46480～600199.891.0238Ⅲ4.788～12115.8～6.86.41.46260～500540.281.1306Ⅳ3.6712～1413.45.4～6.86.51.46280～440512.911.3988Ⅴ3.6410～1210.46.2～7.26.81.46160～400413.391.1358Ⅵ2.888～1095.4～6.86.21.46240～500258.240.8961合计18.97

2101.071.1074

东区单元划分六个块段，总面积约为18.97km2，瓦斯含量（煤层气含气量）最高可达14m3/t，其中煤层气含气量（相当于空气干燥基含气量）小于8m3/t的区域不进行计算。计算结果表明，煤层气地质储量2101.09Mm3；平均资源量丰度1.1075108m3/km2，为中等类别；煤层埋深大部分在500m以浅，煤层气为浅部埋藏；并且煤层厚度大、稳定，一般5.4～7.2m，平均为6.31m。7.4煤矿瓦斯地质图编制工作方法矿井瓦斯地质图的内容瓦斯地质工作的组织保障和分工编图的程序、步骤资料收集、整理分析参数测试瓦斯地质规律与瓦斯预测煤层气资源量计算瓦斯地质图填图1、地理底图的编绘1)地理底图的选择

以矿井煤层底板等高线图和采掘工程平面图作为地理底图，选取的地理底图能反映矿井最新的地质和采矿工程信息。比例尺一般选用1：5000，小型矿井可选用1：2000，特大型矿井也可选用1：10000。2)地理底图的数字化（1）内容取舍矿井瓦斯地质图是以瓦斯和地质内容为主体，为了减轻图面内容的负担，并突出表现瓦斯分布和影响瓦斯分布的地质因素等主体内容，达到图面清晰、层次分明、主体突出、一目了然的目的。在对地理底图进行数字化以前，对地理底图所表示的地质、采矿内容进行取舍。保留主要内容，见表1。

2)地理底图的数字化（2）图层划分

分层是数字化的基础，合理的分层有利于在瓦斯地质编图过程中进行整体编辑（修改、删除等），提高编图效率。根据各矿井的实际情况，对煤层底板等高线图和采掘工程平面图内容取舍之后作为地理地图。对保留的主要内容按照附录A图例进行分层，每种图例按图例名称分为“图例名称”和“图例名称+标注”两层。（3）地理底图数字化

选择专业绘图软件（如AutoCAD,MapGIS等）为数字化软件，依据图层划分结果建立各图层，采用手扶跟踪数字化仪采集或扫描跟踪数字化采集的数字化方法，对煤层底板等高线图和采掘工程平面图分别分层数字化。3)地理底图的清绘

为了达到图面清晰，主体突出的效果，要严格按照附录A“矿井瓦斯地质图图例”中对图例符号、颜色、线形、线宽、字体类型、字体大小等要求对数字化完成的底图进行编绘，并对采矿工程图面内容适当