第三章影响瓦斯赋存的地质条件.pdf

1 瓦 斯 地 质 学瓦 斯 地 质 学 河 南 理 工 大 学河 南 理 工 大 学 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 v瓦斯是特殊的地质体瓦斯是特殊的地质体 瓦斯生、贮于煤层，是气态地质体瓦斯生、贮于煤层，是气态地质体 v瓦斯赋存受控于地质条件瓦斯赋存受控于地质条件 瓦斯生成、运移、保存条件和赋存受地质作用控制瓦斯生成、运移、保存条件和赋存受地质作用控制 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.1 3.1 含煤岩系沉积环境含煤岩系沉积环境 1.聚煤沉积环境控制煤层分布及厚度变化，从而控制瓦聚煤沉积环境控制煤层分布及厚度变化，从而控制瓦 斯分布斯分布 三角洲、滨海平原沉积环境煤层厚三角洲、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华南晚二叠世龙潭期沉积环境 l 三角洲环境三角洲环境89对矿井中，高沼和突出矿井对矿井中，高沼和突出矿井87对；对； l 滨海环境滨海环境115对矿井中，高沼和突出矿井对矿井中，高沼和突出矿井87对；对； l 冲积平原矿井，低沼矿井。冲积平原矿井，低沼矿井。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.1 3.1 含煤岩系沉积环境含煤岩系沉积环境 2.聚煤期前后沉积环境演化对瓦斯赋存影响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聚煤期前后平静聚煤期前后平静水水体环境体环境有利有利瓦斯赋存瓦斯赋存 2聚煤期前后冲积环境沉积聚煤期前后冲积环境沉积不利不利于瓦斯赋存于瓦斯赋存 3含含煤岩煤岩系系沉积沉积旋回旋回 沉积沉积细碎屑细碎屑岩、岩、页页岩、岩、硅硅质岩、质岩、泥灰泥灰岩岩 沉积组沉积组碎屑碎屑岩、岩、砾砾岩，岩，透透气性气性好好 河河流相流相-河河漫相漫相-沼沼泽相泽相-湖泊相完整旋回湖泊相完整旋回，，以泥以泥质质 岩岩为主为主沉积沉积时时，，有利有利于瓦斯赋存。于瓦斯赋存。 上覆地层上覆地层以以冲积冲积相相-湖泊相旋回不利湖泊相旋回不利于瓦斯赋存。于瓦斯赋存。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.1 3.1 含煤岩系沉积环境含煤岩系沉积环境 3.沉积沉积相相组合对瓦斯赋存影响组合对瓦斯赋存影响 滨海相滨海相 三角洲三角洲滨海平原滨海平原相相 滨海滨海内湖内湖相相 山间河流、洪积相山间河流、洪积相 河流、河漫相河流、河漫相 扇三角洲相扇三角洲相 深水湖泊相深水湖泊相 滨海平原相滨海平原相 滨海冲积平原相滨海冲积平原相 山前冲积平原相山前冲积平原相 洪积、冲积平原相洪积、冲积平原相 有利有利于瓦斯保存于瓦斯保存 不利不利于瓦斯保存于瓦斯保存 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.2 3.2 煤的变质程度煤的变质程度 在在煤化作用煤化作用过程过程中，中，不断不断 地地产产生瓦斯，煤化生瓦斯，煤化程程度度越越高，高， 生成的瓦斯生成的瓦斯量越多量越多。。因此因此，，在在 其它因素相同其它因素相同的条件下，煤的的条件下，煤的 变质变质程程度度越越高，煤层瓦斯高，煤层瓦斯含量含量 越越大。大。 煤的变质煤的变质程程度度不仅不仅影响瓦影响瓦 斯的生成斯的生成量量，，还在很还在很大大程程度上度上 决定决定着着煤对瓦斯的煤对瓦斯的吸附能力吸附能力。。 吸 附 瓦 斯 量 cm3/ g 石墨长焰煤褐煤无烟煤 不同不同变质变质程程度煤对瓦斯的度煤对瓦斯的吸吸 附能力示意图附能力示意图 挥发份 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 煤层的平煤层的平均甲烷含量与其均甲烷含量与其变质变质程程度的定度的定量关系曲线量关系曲线 1; 2; 3QQQσσ−−− 1000300050007000 假定的坳陷刻度（m） 28 24 20 16 12 8 4 1/Д3/Г5/K 7/T9/ПA11/A113/A3 X m3/t 3 2 1 3 3 3 m /t m /t Xm /t Q σ −− −− −− 平均甲烷含量 均方差 甲烷含量 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 内蒙古自治区内蒙古自治区煤变质及瓦斯分煤变质及瓦斯分带图带图 煤种及瓦斯分带界线省界线 市 镇 低沼气矿 井 高沼气矿井 国 界 嘉峪关 阿拉善右旗 银川 渤海湾 包头 呼市 张家口 承德 赤峰 通辽 白城 西乌旗 东乌旗 齐齐哈尔 牙克石 满洲里 低 变 质 中 及 高 变 中 质 变 低 质 低 瓦 斯 带 带 斯 瓦 瓦 斯 带 低 二连 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.3 3.3 煤层围岩特征煤层围岩特征 煤层煤层围围岩是岩是指指煤层煤层直接顶直接顶、、老顶老顶和和直接底板直接底板等在内等在内的的一一定定 厚度厚度范围范围的层的层段段。煤层。煤层围围岩对瓦斯赋存的影响，决定于岩对瓦斯赋存的影响，决定于它它的的隔隔 气、气、透透气性气性能能。。 一般来说一般来说，，当当煤层煤层顶板顶板岩性岩性为致密完整为致密完整的岩的岩石石，，如页如页岩、岩、 油母页油母页岩岩时时，煤层中的瓦斯，煤层中的瓦斯容易被容易被保存下保存下来来；；顶板为多孔顶板为多孔隙或隙或 脆脆性性裂隙发育裂隙发育的岩的岩石石，，如砾如砾岩、岩、砂砂岩岩时时，瓦斯，瓦斯容易容易逸散逸散。。 煤层煤层围围岩的岩的透透气性气性不仅与不仅与岩性特岩性特征征有关有关，，还与一还与一定定范围内范围内 的的岩性组合及变岩性组合及变形形特特点点有关有关。。不同力不同力学性质的岩层学性质的岩层具具有不同有不同的的 构造表象构造表象。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 3.3.13.3.1围岩特征围岩特征 1.孔孔隙隙性、性、渗渗透透性、性、孔孔隙结构隙结构 2.围围岩岩力力学性质和变学性质和变形形特特点点 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 1.孔隙性、渗透性、孔隙结构孔隙性、渗透性、孔隙结构 1孔孔隙隙性性绝绝对对孔孔隙隙度、度、有有效效孔孔隙隙度度 100 孔隙体积 岩石总体积 绝对孔隙度 100 相互连通孔隙体积 岩石总体积 有效孔隙度 孔孔隙隙相相互连通互连通影响影响因素因素岩岩石石成成份份、组成、、组成、胶结物胶结物 、、胶结类型胶结类型、、构造情况构造情况、、裂隙发育情况裂隙发育情况、、裂隙裂隙特特征征。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 2渗渗透透性性 岩岩石石渗渗透透性性是是指在一指在一定的定的压差压差下，岩下，岩石石允许允许流流体体 通通过其过其连通连通孔孔隙隙性质。性质。 绝绝对对渗渗透透率反映率反映岩岩石石本身本身的的孔孔隙结构隙结构特特征征；； 相相对对渗渗透透率率岩岩石石对对每每一一种种流流体的体的渗渗透透率率。。 有有效渗效渗透透率率大大小小流流体性质、体性质、流流体体数数量量比例比例关系关系、、 岩岩石石本身本身孔孔隙结构隙结构特特征征。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 3围围岩岩孔孔隙结构隙结构 孔孔隙隙 喉道喉道孔孔隙隙中中充填胶结物充填胶结物 一般孔一般孔隙隙大、大、喉道粗喉道粗岩岩石石渗渗透透率率高；高； 喉道粗喉道粗、、孔孔隙隙中中细细岩岩石石渗渗透透率率中中至偏至偏低低; 喉道喉道细细小小，，孔孔隙隙大岩大岩石石渗渗透透率率低；低； 喉道喉道细细小小，，孔孔隙小隙小岩岩石石渗渗透透率率均均低。低。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 2.围岩力学性质和变形特点围岩力学性质和变形特点 1围围岩岩力力学性质学性质 强强岩层岩层不易不易塑塑性变性变形形，，易易破裂破裂砂砂岩和岩和石灰石灰岩岩 弱弱岩层岩层发发生生塑塑性变性变形形煤层、煤层、细碎屑细碎屑岩岩类类 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 2围围岩变岩变形形特特点点 a.断断层层裂隙型裂隙型顶板顶板，，主主要由要由 砂砂岩组成。岩组成。 b.紧紧密密褶皱型褶皱型围围岩岩顶板顶板，，主主 要由粉砂要由粉砂岩、岩、泥泥岩、岩、细细砂砂 组成。组成。 c.透透镜镜化化现象现象围围岩岩顶板顶板。。几种几种不同不同的的顶板顶板变变形形 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 不同不同岩性的岩层中岩性的岩层中节节理的特理的特点点 8强强岩层岩层产产生生垂垂直直层层面面 破劈破劈理理 8弱弱岩层岩层产产生生密密集集的、的、 与与层层面斜交或面斜交或大大致致平平 行行的的流流劈劈理；理； 8相相邻邻的的强弱强弱岩层中岩层中裂裂 隙隙出出现折射现象现折射现象。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.4 3.4 地质构造地质构造 1 褶皱构造褶皱构造 褶皱类型褶皱类型、、封闭情况封闭情况、、复杂复杂程程度影响瓦斯赋存。度影响瓦斯赋存。 向斜盆向斜盆地地构造构造的矿的矿区区，，顶板顶板封闭封闭条件条件良良好时好时，瓦，瓦 斯斯沿垂沿垂直直地层地层方向方向运移是运移是比较困难比较困难的，大的，大部部分瓦斯分瓦斯 仅能仅能沿两翼沿两翼流流向向地地表表。。 封闭封闭的的背斜背斜有利有利于瓦斯的于瓦斯的储储存，是存，是良良好好的的储储气气构构 造造，，或者或者称圈称圈闭构造闭构造。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 2断裂构造断裂构造 有有的的断断层层有利有利于瓦斯于瓦斯排放排放，，也也有有的的断断层对瓦斯层对瓦斯排放起排放起 阻挡阻挡作用，成作用，成为为逸散逸散的的屏障屏障。前。前者者称开放称开放型型断断层，后层，后者者称称 封闭型封闭型断断层。层。断断层的层的开放开放与与封闭封闭性决定于下性决定于下列列条件条件 a.a.断断层的性质和层的性质和力力学性质。学性质。断断层的性质和层的性质和力力学性质。学性质。 b.b.断断层层与与地地表或表或与与冲积层的冲积层的连通情况连通情况。。断断层层与与地地表或表或与与冲积层的冲积层的连通情况连通情况。。 c.c.断断层层将将煤层煤层断断开开后，煤层后，煤层与断与断层层另另一一盘盘接接触触的岩层的岩层断断层层将将煤层煤层断断开开后，煤层后，煤层与断与断层层另另一一盘盘接接触触的岩层的岩层 性质。性质。性质。性质。 d.d.断断层层带带的特的特征征断断层层带带的特的特征征 充填充填、、紧紧密密、、裂隙发育裂隙发育充填充填、、紧紧密密、、裂隙发育裂隙发育 。。。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 走走向向断断层层走走向向断断层层阻阻隔隔瓦斯瓦斯沿沿煤层煤层倾倾向向的的逸散逸散 倾倾向向断断层层倾倾向向断断层层切割切割煤层成煤层成相相互互独立独立的的块块体体 斜交斜交断断层层斜交斜交断断层层 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 煤层煤层倾倾角角反映反映应应力力大大小小 一般一般情况情况下，下，倾倾角角陡陡有利有利于瓦斯于瓦斯排放排放，，缓倾缓倾斜斜 煤层瓦斯煤层瓦斯含量含量高于高于急倾急倾斜斜煤层。煤层。 据苏联黎金据苏联黎金1962 15～～2010 30～～4020 5030 7045 80～～9060 瓦斯瓦斯脱放深脱放深度度m煤层煤层倾倾角角 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 焦作矿区大煤瓦斯地质图 落落差差百米朱村百米朱村和和凤凰岭凤凰岭断断层，层，使使煤层煤层与与奥奥灰接灰接触触，，开放开放型型断断层，层，断断层层附附近近瓦瓦 斯斯含量含量低，低，区内区内小小断断层层属属封闭型封闭型断断层，层，属属构造构造分分带带边界边界。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 3 18950 50 0 0 0 鲤鱼塘 井 0 -200 -600 -400 -200 -400 -2000 0 -400 400 0 立新矿 150 1021 85 85 秋湖井 0 14 132 300 121 400 -400 0 23 165153 2 96.9 20 148200 47.7 200 0 咸沙坝矿 蛇形山井 189 010002000 突出次数 始突强度 最大突出强 平均强度 彭家冲井 N 洪山殿洪山殿矿矿区区瓦斯地质瓦斯地质图图 发育发育一系一系列列通通达达地地表表中中型型断断层，层，无无突突 出出区区，瓦斯，瓦斯小小。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 12 O C- P 羊渠羊渠河河 Q 峰峰峰峰煤煤田田地质地质剖剖面面略略图图 1瓦斯瓦斯风风化化带带；；2沼气沼气带带 一系一系列列斜交斜交正正断断层层切割切割煤煤系系地层，地层，形形成成若干若干地地 堑堑、地、地垒垒构造构造。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 3构造复合、联合构造复合、联合 特特点点 应应力力集集中、高变质煤、瓦斯大；中、高变质煤、瓦斯大； 易易于瓦斯保存的于瓦斯保存的封闭封闭条件。条件。 如如焦焦作矿作矿区区是高瓦斯是高瓦斯区区、高突、高突区仅区仅次次于于新新华华夏夏系与系与秦岭东西秦岭东西 构造构造带带联联合合部部位位。。 湖湖南南彬彬煤煤田田，，其其构造构造主主体是南体是南北北构造构造带带，南，南部部与与南南岭东西岭东西复复合合 、中、中部部与与华华夏夏系系复复合，合，使使南南北北构造构造带被带被改改造造成成正弦正弦曲线曲线状状。。 该该区区马田马田、、永红永红、、梅田梅田矿矿区区是高沼是高沼区区，高突，高突区区，，位位于于构造构造的的 交交汇汇部部位位。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 4构造组合构造组合构造形迹构造形迹 压压性性断断层矿井层矿井边界边界封闭型封闭型压压性性断断层矿井层矿井边界边界封闭型封闭型 压压性性断断层作层作为为矿井的矿井的边界边界，，断断层层面面相相背背倾倾斜斜。矿井。矿井处处于于封封 闭闭条件、瓦斯大。条件、瓦斯大。 Ar r2 Ar J2 Ar Ar ∈∈O J1- 2 Ar Ar Q J2- K1 大大青山青山煤煤田田京包铁路京包铁路黄河黄河 大大青山青山煤煤田剖田剖面面图图 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 构造构造盖盖层层封闭型封闭型构造构造盖盖层层封闭型封闭型 构造构造盖盖层层指指构造构造成成因因的的盖盖层。层。 如如 吉林吉林通通化矿化矿区区铁厂铁厂二井，井二井，井田田发育发育NNE张张性性断断层，层， 煤层上覆地层煤层上覆地层被一被一逆逆断断层上层上盘盘覆覆盖盖，煤层瓦斯高。，煤层瓦斯高。 淮淮南矿南矿区区部部分分由由于于逆逆冲冲推推覆覆使使煤层上覆地层煤层上覆地层被老被老 地层地层寒武寒武、、奥奥陶陶地层覆地层覆盖盖，煤层瓦斯，煤层瓦斯减减小小。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 正正断断层层断断块块封闭型封闭型正正断断层层断断块块封闭型封闭型 由由二组二组不同不同方向方向的的压压扭扭性性正正断断层层在在平平面面上组成三上组成三 角角形或形或多多边边型型块块体，井体，井田边界田边界为为正正断断层层圈圈闭闭。。 如如 焦焦作煤作煤田田浅浅部部煤层煤层与透与透气性岩层气性岩层接接触触外外，，其其余余均均 受受正正断断层层挤挤压封闭压封闭而而有利有利于瓦斯于瓦斯储集储集。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.5 3.5 煤层埋藏深度煤层埋藏深度 在在瓦斯瓦斯风风化化带以带以下，煤层瓦斯下，煤层瓦斯含量含量、瓦斯、瓦斯压压力力和瓦斯和瓦斯 涌涌出出量量都都与与深深度的度的增加增加有一有一定的定的比例比例关系关系。。 一般一般情况情况下，煤层中的瓦斯下，煤层中的瓦斯压压力力随随着着埋藏埋藏深深度的度的增加增加 而而增增大。大。随随着着瓦斯瓦斯压压力力的的增加增加，煤，煤与与岩岩石石中中游离游离瓦斯瓦斯量量所所 占占的的比例比例增增大，大，同时同时煤中的煤中的吸附吸附瓦斯瓦斯逐渐趋逐渐趋于于饱饱和。和。因此因此 从理从理论论上分上分析析，，在一在一定定深深度度范围内范围内，煤层瓦斯，煤层瓦斯含量含量亦随埋亦随埋 藏藏深深度的度的增增大而大而增加增加。。但但是是如如果埋藏果埋藏深深度度继续增继续增大，瓦斯大，瓦斯 含量含量增加增加的的速速度度将将要要减慢减慢。下。下表表是前是前苏联苏联学学者者黎金黎金作的作的一一 个计算实个计算实例例。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 52860.36.329.88.321.50.0920.7118.79.428.1431200 5255.80.35.5297.421.60.0940.7217.58.225.7401100 6235.10.34.828.26.521.70.0950.7316.37.123.4371000 6214.40.34.127.35.721.60.0960.74156.121.134900 7183.60.33.426.14.721.40.0980.7513.7518.731800 9152.90.32.624.73.7210.0990.7612.4416.429700 11122.20.2223.22.820.40.10.7711.1314.126600 1391.60.21.421.42190.1010.789.62.111.723500 1771.10.20.918.31.3170.1040.88.11.39.420400 2750.50.10.413.60.712.90.1070.826.40.77.117300 3030.20.10.15.90.25.70.1090.844.60.24.814200 0.1180.912.30.12.411100 总总 计计 q2 分分 散散 孔孔 隙隙 中中 总总 计计 游游 离离 吸吸 附附 pP1 -P2 瓦斯瓦斯 压压力力 P2 地层地层 静静压压 力力P1 比比 值值 煤煤孔孔隙隙 中中游离游离 瓦斯瓦斯量量 占占 岩岩石甲烷含量石甲烷含量煤的煤的甲烷含量甲烷含量 煤的煤的孔孔 隙隙体积体积 m3/t 煤的煤的孔孔隙隙在在 压压力力作用下作用下 降降低低系系数数 压压力力（（MPa 温温 度度 深深 度度 煤层煤层甲烷含量与甲烷含量与深深度度关系关系 （（据黎金据黎金，，1962）） 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 20060010001400 0 6 2 10 14 18 m3/t hm 1 2 3 4 5 6 1 长焰长焰煤；煤； 2气煤；气煤； 3肥肥煤；煤； 4焦焦煤；煤； 5弱弱粘粘煤；煤； 6贫贫煤煤 煤层煤层甲烷含量甲烷含量随随深深度变化度变化曲线曲线 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 10651033 1剖面 补372- 11010补1 1027 0 100 - 200 - 300 - 400 - 500 5.0 3.5 2.1 1.7 1.5 2.5 4.5 6.0 106 206 322 220 455 344 342 3煤 340 308 536 216 306 308 633 1 F2 8 6 4 2 0 相 对 瓦 斯 涌 出 量 （ m3/ t） 工作 面 10 6 20 6 22034434234030830610 8 大大黄黄山山矿瓦斯地质矿瓦斯地质剖剖面面图图 个别个别矿井的煤层，矿井的煤层， 随随着着埋藏埋藏深深度的度的增增大，大， 瓦斯瓦斯涌涌出出量量反反而而相相对对减减 小小。大。大黄黄山山矿矿位处位处较较浅浅 的的有有限限煤煤盆盆地，煤层地，煤层倾倾 角大，角大，在在新新老不整老不整合合面面 上上有有厚层低厚层低透透气性气性盖盖层层 。。当当从从盆盆地地四周四周由由浅浅部部 向向深深部部开开采采时时，瓦斯，瓦斯涌涌 出出量量随随着着开开采采深深度度增加增加 而而减减小小。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.63.6煤田的暴露程度煤田的暴露程度 v暴露式煤田，煤系地层出露于地表，煤层瓦斯往往沿煤层露 头排放，瓦斯含量大为减少。 v隐伏式煤田，如果盖层厚度较大，透气性又差，煤层瓦斯常 积聚储存；反之，若覆盖层透气性好，容易使煤层中的瓦斯 缓慢逸散，煤层瓦斯含量一般不大。 v在评价一个煤田的暴露情况时，不仅要注意煤田当前的暴露 程度，还要考虑到成煤后整个地质时期内煤系地层的暴露情 况及瓦斯风化过程的延续时间。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 15m3/t 841 778413451439880 856 Q J 13煤 ＜2m3/tP 红红阳阳三井地质三井地质剖剖面面图图 例例如如，，红红阳阳煤煤田田三井三井开开采采石石炭炭二叠二叠系系煤层，煤层煤层，煤层露头露头上上部部有有巨巨厚的厚的侏罗侏罗系系及及第第 三、三、第四第四系系沉积地层覆沉积地层覆盖盖，，13号号煤层煤层隐伏露头隐伏露头的的埋藏埋藏深深度度达达700～～1100m。。自自778 孔孔向向西西至至隐伏露头隐伏露头，煤层瓦斯，煤层瓦斯含量均在含量均在2m3/t以以下，而下，而向向东东至至856孔孔，煤层瓦斯，煤层瓦斯 含量含量增增大大至至15m3/t。。在在晚晚侏罗侏罗系系地层覆地层覆盖盖之之前，从晚前，从晚古古生生代到代到中生中生代代晚晚侏罗侏罗世世 之间之间的的漫漫长长地质地质时时期期内内，，区内区内地地壳壳上上升升，，含含煤地层出煤地层出露露地地表表，，遭遭受受强强烈烈的瓦斯的瓦斯 风风化作用。晚期地层的覆化作用。晚期地层的覆盖盖，，只只是保存是保存了早了早期存期存在在的瓦斯分布的瓦斯分布状状态态 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.7 3.7 水文地质条件水文地质条件 地下水与瓦斯共存于煤层及围岩之中，其共性是均为流 体，运移和赋存都与煤、岩层的孔隙、裂隙通道有关。由于地 下水的运移，一方面驱动着裂隙和孔隙中瓦斯的运移；另一方 面又带动溶解于水中的瓦斯一起流动。尽管瓦斯在水中的溶解 度仅为1～4，但在地下水交换活跃的地区，水能从煤层中带走 大量的瓦斯，使煤层瓦斯含量明显减少。同时，水吸附在裂隙 和孔隙的表面，还减弱了煤对瓦斯的吸附能力。因此，地下水 的活动有利于瓦斯的逸散。地下水和瓦斯占有的空间是互补 的，这种相逆的关系，常表现为水大地带瓦斯小，反之亦然。 隆隆回回 邵阳邵阳 涟源涟源 龙龙 山山 望望 云云 山山 龙龙山殿山殿 严重突出井一般突出井 非突出井 龙潭组南、北型界龙潭组测水组 保和 堂 两 市 圹 牛 马 司 三 比 田 新 邵 金竹山 笠 山 冷水江 马鞍山 恩 口 桥 头 河 图图例例 0102030km 涟邵涟邵煤煤田田瓦斯地质瓦斯地质图图 北北 湘湘中中与与湘湘南龙潭煤南龙潭煤 系系分分为为”南南型型”、、”北北 型型”。。 v北北型型水水文文条件条件复复 杂杂,煤层煤层与与茅口茅口灰灰岩岩 间距间距小小，瓦斯大，，瓦斯大， 属属高沼突出井。高沼突出井。 v南南型型水水文文条件条件简简 单单，瓦斯，瓦斯小小属属低沼低沼 井。井。 l河南河南焦焦作作李李封封 l河河北峰峰北峰峰矿矿区区 l山东山东淄博淄博矿矿区区 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.8 3.8 岩浆活动岩浆活动 岩岩浆活动浆活动对瓦斯赋存的影响对瓦斯赋存的影响比较复杂比较复杂。岩。岩浆浆侵入侵入含含煤岩煤岩系系 或或煤层，煤层，在在岩岩浆浆热热变质和变质和接接触触变质的影响下，煤的变质变质的影响下，煤的变质程程度度升升 高，高，增增大大了了瓦斯的生成瓦斯的生成量量和对瓦斯的和对瓦斯的吸附能力吸附能力。。 1在在无无隔隔气气盖盖层、层、封闭封闭条件条件不好不好的的情况情况下，岩下，岩浆浆的高的高温温作作 用用可可以以强强化煤层瓦斯化煤层瓦斯排放排放，，使使煤层瓦斯煤层瓦斯含量含量减减小小。。 2岩岩浆浆岩体岩体有时有时使使煤层煤层局局部部被被覆覆盖盖或封闭或封闭，成，成为隔为隔气气盖盖 层。层。但但在有在有些些情况情况下，下，由由于岩于岩脉蚀脉蚀变变带带裂隙裂隙增加增加，，造造成成风风化作化作 用用加加强强，，可可逐渐逐渐形形成成裂隙通道裂隙通道，而，而有利有利于瓦斯的于瓦斯的排放排放。。 岩岩浆活动浆活动对瓦斯赋存对瓦斯赋存既既有有生成、保存瓦斯的作用，生成、保存瓦斯的作用，在在某些某些 条件下条件下又又有有使使瓦斯瓦斯逸散逸散的的可可能能性性 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.8.1 3.8.1 不同侵入方式对瓦斯影响不同侵入方式对瓦斯影响 11岩岩床侵入床侵入岩岩床侵入床侵入 影响影响明显明显影响影响明显明显 l煤受煤受热热，，碳碳化度化度增增高，高，进进一一步步生成瓦斯；生成瓦斯； l处处于于顶板顶板对瓦斯对瓦斯通道通道起起到到封闭封闭作用；作用； l煤层受煤层受力力，，揉搓揉搓成成粉粉未未，煤，煤结构破结构破坏坏；； l岩岩浆浆侵入侵入使使煤煤系系地层地层处处于于不均不均衡衡应应力力状状态，积态，积 蓄蓄能量能量。。 3 影响瓦斯赋存地质条件影响瓦斯赋存地质条件 q3.8.1 3.8.1 不同侵入方式对瓦斯影响不同侵入方式对瓦斯影响 22岩岩墙墙、岩、岩脉侵入脉侵入岩岩墙墙、岩、岩脉侵入脉侵入 l对煤层对煤层进进行行烘烤烘烤、、蚀蚀变；变； l岩岩脉脉连通连通地地表表，，有利有利瓦斯瓦斯排放排放。。