地质因素对瓦斯赋存和运移的影响.pdf

第 2 2卷第 6期 2 0 0 6年 6月 甘 肃 科 技 Ga ns u Sc i e n c e a nd Te c h no l o gy V _0 2 ． 2 2 No ． 6 JU n ． 2 0 0 6 地质 因素对 瓦斯赋存和运移的影 响 单士平 - e台河矿业精煤集 团公 司桃 山煤矿， 黑龙江 七 台河市 1 5 4 6 0 4 摘要 瓦斯是地 质作 用的产物 ， 瓦斯 的赋 存和 运移 受各种地质 因素 的影响 。本 文 简述含 煤岩 系对 瓦斯赋存的影响， 煤层 自身与瓦斯赋存分布的关系、 煤 曾埋深与瓦斯赋存的关 系， 地质构造 因素与 瓦斯 分布的 关 系 关键词 地质 ； 瓦斯 ； 赋存 ； 运移 中图分类号 T D 3 5 3 ． 6 随着矿井开采深度 的增加和机械化开采强度的 加大 ， 矿 井瓦斯涌 出量 急剧 增加 ， 瓦斯 问题 已成 为阻 碍矿井安全生产、 高产高效和可持续发展的突出问 题。瓦斯赋存运移与地质因素紧密相连 ， 用地质 的 观点来分析瓦斯赋存运移规律 ， 有助于矿井安全生 产和矿 井灾害预 防 。 瓦斯是指井下生产过程 中， 从煤层、 围岩、 采空 区以及生产过程 中产生的各种气体的总称。瓦斯是 在成煤过程中形成的， 它的形成与成煤过程和成煤 物质有着密切的联系。而成煤作用本身就是各种地 质作用的综合结果。因此 ， 瓦斯是地质作用的产物 ， 瓦斯的赋存和运移受各种地质因素的影响。 瓦斯在煤层 中主要存在于游离、 吸附和吸收的 赋存状态 。游离状态是指瓦斯以自由的气体状态赋 存于煤和岩石的孔隙中中， 可以 自由运动 ， 并遵循一 般的气体运动规律 ， 从压力大的地方向压力小的地 方运移 ； 煤和岩石 中的游离瓦斯含量， 取决于孔隙 度 、 裂隙度和它所承受的压力。吸附状态是指 由于 瓦斯 分子 和固体分 子 之 间 的分子 引 力 ， 瓦斯 分 子被 吸附在煤体和岩体的微孔隙表面， 形成一种瓦斯薄 膜， 吸附瓦斯就是滞留在煤或岩石微孔隙表面的气 体； 吸附能力又取决于煤的孔隙率、 变质程度 和外界 温 度 以及压 力 。吸收状态是 指瓦斯 分子进入 煤 的分 子团中， 与煤分子紧密地结合在一起 ， 形成 固溶体 ， 这和气体被液体溶解的现象相似。瓦斯在煤层 中的 赋存状态并不是一成不变的， 而是处于动态平衡。 不同煤层 、 部位的地质经历不同， 保存的瓦斯数量也 不相同。瓦斯的形成和保存、 运移同地质条件有密 切关系， 并受地质条件的制约 。 l 含煤岩 系对瓦斯赋存的影响 1 瓦斯是地质作用 的产物 ， 作为一种地质实 体 ， 主要赋存在煤层 中， 而煤层赋存在含煤岩系之 中； 因此， 含煤岩系的特征， 是瓦斯形成和保存 的基 础条件。含煤岩系地层越厚， 含煤性越好 ， 瓦斯生成 量也就越高。 2 含煤岩系时代老的要 比含煤岩系 时 代新的 瓦斯 含量要 高 。 3 围岩 的透 气性 也 对 瓦 斯的赋存有一定 的影响。一般说来 ， 当煤层 的围岩 为致密完整的岩石， 煤层中的瓦斯 比较容易保存起 来 。 4 煤 系的暴 露程 度 和风 化剥 蚀 程度 也对 瓦斯 的赋存有一定的影响。一般说来煤系地层风化剥蚀 越严重 ， 瓦斯含量越低。 5 煤系地层地下水的活动 情况也会影响瓦斯的赋存。地下水与瓦斯共存于含 煤岩系及围岩之中， 它们的共性是均为流体 ， 运移带 动 了溶解 于水 中 的瓦斯 一 起流 动 ， 有利 于 瓦斯 的逸 散， 不利于瓦斯的保存。 2 煤层 自身与瓦斯赋存分布的关系 1 煤层的厚度与瓦斯的分布有一定的关系， 一 般说来， 同一煤层 随着厚度的增加 ， 瓦斯生成量大， 瓦斯含量增加。 2 煤层的顶、 底板的岩性特征与瓦 斯赋存、 分布有一定的规律。一般说来， 当煤层 的顶 板岩性为致密完整的岩石 ， 如页岩、 油页岩时， 煤层 中的瓦斯比较容易保存起来。顶板为多孔隙或脆性 裂隙发育的岩石 ， 如砾岩、 砂岩 ， 瓦斯就容易逸散 。 3 煤层 自身结构的特征与瓦斯赋存有着极为密切 的关 系。 下转 第 2 1 7页 维普资讯 第 6期 王瑁等 机械制造技术 多媒体课件的设计与应用 2 1 7 问题 ， 使用 Hy p e r S n o p D X软件将文本文件转化 为照片格式文件。这样 ， 无论在何种操作系统上运 行 ， 文字都不会 发生 改变 了 。 多媒体教学是伴随着计算机的发展而出现的一 个教学新领域 ， 它可以摒弃传统教学中的缺陷， 使教 学效果达到一个新的水平。多媒体教学授课信息量 大， 学生能够接受大量信息并能消化它是保证授课 效率的关键 。针对这些， 采用 1 将课件内容全部放在校 园网上 ， 课后学生以 上网阅读的方式 ， 使学生进一步消化和巩 固所学内 容 ； 2 对于较难理解的章节 ， 在制作多媒体课件 时 ， 要 突 出课程 的重 点 、 难 点 采 取 字体 、 加 深 、 加 色 等 ； 3 要将教学 目标 以及课件的学习方法介绍给 同学 ； 4 对于演示 的例题 ， 要给出仿真方法、 步骤和 结果 ， 课后要留出适当的习题让同学练习； 5 对于理论推导等不适合多媒体教学的章节， 运 用传统 的教学 方式组 织教学 ； 6 课堂教学 中教师要注 意观察课堂气氛 ， 不 要一味灌输知识机械 的播放 ， 要从学生 的听课表情 判断授课效果 ， 要与学生交互 ， 每次翻页要略有停 顿 ， 提示 学生 思考问题 。 上接 第 1 2 2页 用多媒体课件进行 机械制造技术 课程教学 ， 除了原有教材教学内容外 ， 通过上 网和阅读相关 的 资料获得系统仿真理论、 思想和方法以及仿真应用 示例等， 律为新一轮授课内容的补充。另外， 根据学 生 的教学信息反馈， 适 当的更新课件授课表达方式 ， 使课件教学内容更适合学生 口味。 总之 ， 在整个教学过程中始终突出教师是教学 的主体 ， 要主导整个教学过程。结合教学内容， 层层 铺垫设置悬念。尽量发挥姿体语言的作用吸弓 l 学生 的注意力 ， 对没听懂的地方利用板书进行补充完善 ， 达到传统教学与多媒体教学的完善结合 引。 参考文献 [ 1 ] 杨迎新 ， 郝风 肖． 基于 Au t h o r wa e环境 的多媒体 课件 的设计与实现 E J 3 ． 计 算机工 程与 设计 2 0 0 4 9 1 6 2 7 ～ 1 6 29 E 2 3 沈 清波． 多 媒 体 系 统仿 真 课件 的制作 和 教学 实践 E J - I ． 成都信息工程学院学报 2 0 0 5 1 1 D 7 ～1 0 9 ‘ E 3 3 王学辉， 张增强．最新 5 基础与实例教毪[ M] 。 北京 希望出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 4 J 清 汉 计 算机 工 作 室． Au t h o r w a t e多 媒 体 制 作 实 倒 E M] ． 北京 机 械工业出版杜 。 2 0 0 0 ． [ 5 J 魏敏 ， 葛云， 冯 静安 。 王晓东 ， 徐 新矗 ． 多 媒体技 术在机 械制造基础课程教学中韵应用[ J ] ． 中周制造业信息化 2 00 5 2 l 1 9～ 1 2 0 3 煤层埋深与瓦斯赋存的关系 随着煤层埋藏深度的增加， 瓦斯含量 、 压力均增 加 ， 这就是通常所 说的瓦斯梯庹 。在平煤六矿这一 点表现得非常明显， 深部的丁 5 6 2 2 ,2 0 0和丁 5 6 --2 2 2 6 0瓦斯含量都较浅部大得多。 4 地质构造因素与瓦斯分布的关 系 1 断层与瓦斯赋存有着密切 的关 系。地质构 造中的断层破坏 了煤层 的连续性 ， 使煤层瓦斯排放 条件发生了变化 。有的断层有利于瓦斯的排放 ， 称 为开放性断层； 有的断层对瓦斯的排放起阻挡作用 ， 成为逸散屏障， 称 为封闭性 断层。断层的开放与封 闭性决定于下列 条件 ① 断层的性质和力学性质 ， 一 般张性正断层属开放型 ， 而压性或压扭性逆断层 封闭条件较好 ； ② 断层与地面或冲积层的连通情况 ， 规模大且 与地表相通或与松散冲积层相连的断层一般为开放 性断层 ； 、 ③ 断层将煤层断开后 ， 煤层与断层另 一盘接触 的岩层性质 ， 透气性好则利于瓦斯的排放 ； ④ 断层带的特征 ， 如断层的充填情况、 紧闭程 度、 空间方位不同， 开放封闭性也有差别 。 2 褶皱构造与瓦斯 赋存的关系 。褶曲类 型和 褶皱复杂程度对瓦斯 的赋存有影响 ， 封闭的背斜 有 利于瓦斯的存储 ， 是良好的储气构造 。 以上分析表明， 瓦斯赋存运移与地质因素有着 密切的关系。用地质的观点来分析瓦斯赋存运移规 律 ， 有助于矿井生产率的提高和安全生产。 参考文献 ， [ 1 3 许友志 定量煤田勘探学。 M。 中国矿业大学出版社， 1 9 94 ．1 ． ． l ’ [ 2 J 袁崇采 我国瓦斯地质的发展与应用t J I 煤炭学报， 1 9 97 ．6 ． ． [ s J 张先尘 中国采煤学， M， 煤炭工业出版社 2 0 0 2 [ 4 3 王刚 煤矿地下开采， M， 中国 矿 本学出 版社 1 9 9 0 一 E 5 3 洪允和 煤 矿开 采方法。 M。 ‘中国矿 韭大学出 版社， 1 9 9 1 维普资讯