煤層瓦斯的生成與賦存(參考版)
2025-05-15 10:46本頁(yè)面
【正文】 地下水和瓦斯占有的空間是互補(bǔ)的 ， 其表現(xiàn)為水大地帶瓦斯小 ， 反之 ， 水小地帶瓦斯大 。 因此 ． 地下水的活動(dòng)有利于瓦斯的排放 。 ④ 水文地質(zhì)條件 ? 地下水與瓦斯共存于含煤巖系及圍巖之中 ， 它們的共性是均為流體 ， 其運(yùn)移和賦存都與 煤層和巖層的孔隙 、 裂隙通道有關(guān) 。 圖 111 斷層對(duì)煤層瓦斯含量影響示意圖 1－瓦斯流失區(qū)； 2－瓦斯含量降低區(qū)； 3－瓦斯含量增高區(qū)； 4－瓦斯含量正常區(qū)； 5－地表 ? ③ 煤化程度 煤是天然的吸附體 ， 煤層的煤化程度越高 ，其存儲(chǔ)瓦斯的能力就越強(qiáng) 。實(shí)際上大斷層往往會(huì)出觀一定寬度的瓦斯排放帶，在這個(gè)帶內(nèi)瓦斯含量降低，如圖 111 （ c， d）。如圖 111（ a， b）所示。目前的研究認(rèn)為。由兩條封閉性斷層與致密巖層封閉的地壘或地塹構(gòu)造也能成為瓦斯含量增高區(qū)，如圖 110 （ g， h）所示。受地質(zhì)構(gòu)造影響形成煤層局部變厚的大煤包也會(huì)出現(xiàn)瓦斯增高現(xiàn)象，如圖 110 （ c， d，e）所示。 封閉型地質(zhì)構(gòu)造有利于封存瓦斯 ， 開(kāi)放型地質(zhì)構(gòu)造有利于排放瓦斯；地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層瓦斯存貯的影響包括如下幾個(gè)方面： ? ① 褶曲構(gòu)造 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明，閉合而完整的背斜或穹窿又覆蓋不透氣的地層是良好的貯瓦斯構(gòu)造，在其軸部煤層內(nèi)往往存高壓瓦斯，形成“氣頂”。 4) 煤層露頭 ? 煤層露頭是瓦斯向地面排放的出口 ， 因此 ， 露頭存在時(shí)間越長(zhǎng) ， 瓦斯排放就多 ， 煤層有露頭 ． 瓦斷含量往往較低 。 ） ， 相對(duì)瓦斯涌出量則高達(dá) 150m3/t， 而且還有瓦斯突出現(xiàn)象 。 ） ， 相對(duì)瓦斯涌出量約為 20m3/t， 南翼煤層傾角緩 （ 6176。 例如芙蓉煤礦北翼煤層傾角陡 （ 40176。 反之 ， 當(dāng)圍巖是由厚層中 、 粗砂巖 、 礫巖或是裂隙溶洞發(fā)育的灰?guī)r組成時(shí) ， 煤層瓦斯含量往往較?。焕缟轿鞔笸禾锩簩禹?shù)装嬷饕呛駥由皫r 、 透氣性好 ， 故而煤層瓦斯含量較低 。 例如重慶 、 貴州六枝 、 湖南漣邵等地區(qū)其煤系主要巖層均是泥巖 、 頁(yè)巖 、 砂頁(yè)巖 、 粉砂巖和致密的灰?guī)r ， 而且厚度大 ， 橫向巖性變化小 、 圍巖的透氣性差 ， 封閉瓦斯的條件好 ， 所以煤層瓦斯壓力高 ， 瓦斯含量大 。 2）煤層和圍巖的透氣性 ? 從上表看出：孔隙與裂縫發(fā)育的砂巖 、 礫巖和灰?guī)r的透氣性系數(shù)非常大 ， 它比致密而裂隙不發(fā)育的巖石 （ 如砂頁(yè)巖 、頁(yè)巖 、 泥質(zhì)頁(yè)巖等 ） 的透氣性系數(shù)高成千上萬(wàn)倍；故而在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中 ， 會(huì)排放大量的瓦斯 。一般情況下，煤層及其圍巖透氣性越大，瓦斯越易流失，煤層瓦斯含量就越?。环粗?，瓦斯易于保存，煤層的瓦斯含量就大。 原蘇聯(lián)的一些礦區(qū)實(shí)測(cè)瓦斯含量與深度之間的關(guān)系證實(shí)了上述分析，見(jiàn)下圖。 ? 研究表明：當(dāng)深度不大時(shí) ， 煤層瓦斯含量隨埋深增大而有規(guī)律增加 ， 一般情況下 ， 深度每增加100m， 煤層瓦斯含量可增加 ～ 。究其原因 ， 一方面是由于煤層本身含瓦斯的能力所限；另一方面是因?yàn)橥咚故且詨毫怏w存在于煤層中 ， 經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代 ， 放散了大部分 ， 目前儲(chǔ)藏在煤體中的瓦斯僅是剩余的瓦斯量 ， 因此 ， 可以說(shuō)煤層瓦斯含量的多少主要取決于保存瓦斯的條件 ，而不是生成瓦斯量的多少；也就是說(shuō)不僅取決于煤質(zhì)牌號(hào) ， 而更主要的是取決于儲(chǔ)存瓦斯的地質(zhì)條件 ，根據(jù)目的的研究成果認(rèn)為 ， 影響煤層瓦斯含量的主要因素有： 煤層的埋藏深度 ， 煤層和圍巖的透氣性 ，煤層傾角 ， 煤層露頭 ， 地質(zhì)構(gòu)造 。 煤層瓦斯含量影響因素 ? 煤體在從植物遺體到無(wú)煙煤的變質(zhì)過(guò)程中 ， 每噸煤至少可以生成 100m3以上的瓦斯 。 左圖為煤的吸附瓦斯量和游離瓦斯量以及總瓦斯量之間的關(guān)系
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