【正文】 ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) 等價(jià)體系 支配體系 等價(jià)體系強(qiáng) 中 弱裂縫作用途徑66 ? 基質(zhì)塊單元 ? 裂隙密度 體積裂隙密度 V fD V fD = 裂隙總表面積（ S ） / 基質(zhì)總體積（ V b ） 面積裂隙密度（ A fD ），為裂隙累計(jì)長度 L t = ??niLi1與基質(zhì)總面積 S b 之比值 A fD = L t/S b 線性裂隙密度（ L fD ） 與垂直于流動(dòng)方向的一條直線相交的裂隙條數(shù)（ n f ）與此直線長度（ L b ）之比 L fD = n f/L b 67 三、煤層氣儲(chǔ)層幾何模型 r aR ar aR ir i煤層氣儲(chǔ)集層幾何模型 68 69 70 。用傾向（或走向）、傾角表示。裂隙寬度的確定最有效的方法是通過顯微鏡（包括光學(xué)和電子顯微鏡）觀測，在光片、薄片上幾個(gè)張開處測定，然后平均；多個(gè)光、薄片測試平均，即得實(shí)測寬度（ b實(shí)測）。這些參數(shù)的獲得主要 通過礦井下煤壁或鉆孔巖心觀測查明裂隙的宏觀特征，室內(nèi)光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡等的觀測查明裂隙的微觀特征。 膠合作用： 是煤體在高溫、高壓下成塑性、半塑性狀態(tài)，割理面相互膠合在一起造成割理閉合 影響割理閉合的因素：芳構(gòu)化和縮聚作用、滲出瀝青質(zhì)體、 割理的礦化作用、 有效應(yīng)力和流體壓力 61 割理的膠合現(xiàn)象，部分割理已經(jīng)膠合在一起，焦作古漢山山西組二 1煤 割理的膠合，幾乎完全閉合，僅隱約可見原始割理的狀態(tài)，焦作古漢山山西組二 1煤 割理膠合過程中的塑性變形，濟(jì)源克井山西組二 1煤 經(jīng)有機(jī)溶劑刻蝕后顯示出割理被次生顯微組分充填的特征，充填的割理與現(xiàn)存的方向、大小基本一致，焦作古漢山山西組二 1煤 62 次生顯微組分充填與膠合的區(qū)別 次生顯微組分充填 膠合 1 割理被滲出瀝青體充填 割理壁膠合在一起 2 低煤階煤 中高煤階煤 3 穩(wěn)定組分發(fā)育 穩(wěn)定組分發(fā)育或不發(fā)育 4 顯微組分充填是物理過程 芳構(gòu)化和縮聚作用是化學(xué)過程 5 低溫低壓 高溫高壓 63 3. 煤中裂隙的研究方法 煤中裂隙的研究以采集裂隙參數(shù)為途徑，以識(shí)別裂隙的類型、切割關(guān)系、空間分布規(guī)律和形成機(jī)制為內(nèi)容，以查明裂隙對(duì)煤層氣勘探開發(fā)的影響為目的。多期構(gòu)造應(yīng)力場作用下形成復(fù)雜的割理類型（ III） 60 （ 4）割理的閉合 割理的閉合是指 從宏觀和微觀形貌角度無法觀測到割理的存在 。如果主應(yīng)力差較大，則形成線性連續(xù)或孤立狀割理（ II1）。 59 割理的類型及其形成機(jī)制 I1中面割理沿最大主應(yīng)力場方向延伸，端割理則沿最小主應(yīng)力場影響延伸，從而形成規(guī)則的網(wǎng)狀割理。 ? 流體壓力的作用 ： ? 構(gòu)造應(yīng)力 ： 煤作為一種低楊氏模量、高泊松比的特殊沉積巖石，在微弱的構(gòu)造應(yīng)力作用下即可發(fā)生相對(duì)強(qiáng)烈的變形?？梢詾橥谛纬?，也可多期改造 構(gòu)造應(yīng)力作用的產(chǎn)物，形成期次對(duì)應(yīng)于構(gòu)造應(yīng)力場期次 隨流體壓力的增加和降低裂隙開啟、延伸與閉合、終止多期循環(huán) 58 ? 內(nèi)張力作用： 在泥炭化作用和煤化作用過程中，由于植物遺體在微生物、溫度、壓力的作用下發(fā)生凝膠化作用，變成塑性、半塑性的物質(zhì)，并且伴隨著大量流體的生成。可以明顯看出最下部亮煤分層中的割理受后期構(gòu)造應(yīng)力改造的痕跡，為繼承性裂隙。 流體壓力導(dǎo)致裂隙形成與擴(kuò)展機(jī)理 56 煤中流體壓力導(dǎo)致裂隙的形成與擴(kuò)展存在 3種情形： 基質(zhì)孔隙向割理的擴(kuò)展、割理向外生裂隙的擴(kuò)展以及外生裂隙的進(jìn)一步擴(kuò)展。 54 割理內(nèi)充填的方解石纖維脈呈拉張式生長，垂直于割理壁，說明割理的張性成因，平頂山八礦下石盒子組戊 910煤 繼承性裂隙內(nèi)充填的碎煤粒（左側(cè)）和方解石（右側(cè)），平頂山八礦下石盒子組戊 10煤 多期次生裂隙脈，焦作下二疊統(tǒng)二 1煤 剪性外生裂隙以及由之派生的張性裂隙，反光， 170，平頂山十礦下下石盒子組戊 910煤 55 流體壓力致裂的機(jī)理 煤中流體（包括氣體和液體）的來源有兩個(gè)： 煤化作用過程中形成的流體（氣態(tài)和液態(tài)）和補(bǔ)給來的地下水 。后者是前者的放大，方解石纖維脈呈對(duì)生式生長，基本與割理壁垂直，反映割理的張性成因。脈物質(zhì)可能經(jīng)歷一期沉積，也可能經(jīng)歷多期沉積 。同構(gòu)造脈。 第二類， 流體壓裂裂隙運(yùn)移。 隨流體流動(dòng) ， 脈物質(zhì)溶解于流體 中，隨流體運(yùn)移。 運(yùn)移機(jī)理 ：脈物質(zhì)的運(yùn)移主要通過 在流體中擴(kuò)散流動(dòng)、隨流體流動(dòng) 兩種方式實(shí)現(xiàn)。這種方式下的 生長面也為兩個(gè) 。 裂隙脈的生長方式主要有 對(duì)生式、背生式或二者的組合 對(duì)生式 ：該方式對(duì)應(yīng)脈物質(zhì)顆粒的生長方向是 從兩側(cè)向中央 （脈的中間面）， 裂隙脈的生長面即為脈的中間面 生長方向生長面（中間面）對(duì)生式基本特征示意圖 51 背生式 ： 其對(duì)應(yīng)脈物質(zhì)顆粒的生長方向是 從脈體的中部向兩側(cè) ；該方式生長的裂隙脈具有 兩個(gè)生長面，位于脈與圍巖之間 。 ? 擴(kuò)展?fàn)蠲} ：是由后期的脈物質(zhì)沉積在先期的顆粒表面而形成的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)。 ? 拉長塊狀脈： 與塊狀相比，拉長塊狀脈的礦物顆粒生長具有競爭性，表現(xiàn)為優(yōu)勢生長方向拉長 。 49 裂隙脈的 微觀形態(tài) 是指 組成脈的礦物的結(jié)構(gòu)、形狀和排列組合形式 。 脈是不同的多晶礦物的集合體?？梢悦黠@看出最下部亮煤分層中的割理受后期構(gòu)造應(yīng)力改造的痕跡，為繼承性裂隙。 外生繼承 是指割理形成后，如果構(gòu)造應(yīng)力場的方向不變，割理受逐漸增強(qiáng)的構(gòu)造應(yīng)力場的作用，沿原來的產(chǎn)狀擴(kuò)展、延伸，并穿過絲質(zhì)體或暗煤分層，過渡為外生裂隙 。 41 （ 3）繼承性裂隙 繼承性裂隙實(shí)際上是先期形成割理的再改造，按其性質(zhì)可分為 內(nèi)生繼承和外生繼承 兩種。 5 割理中充填方解石、褐鐵礦及粘土， 極少有碎煤粒。 4 割理面上無擦痕，一般比較平整。 3 割理面垂直或近似垂直于層理面。 2 割理在縱向上或橫向上都不穿過不同的煤巖類型或界線，一般發(fā)育在鏡煤和亮煤條帶中，遇暗煤條帶或絲質(zhì)終止。 7. 與褶皺伴生的張裂隙，平頂山五礦山西組己 15煤。 5. 追蹤式裂隙，裂隙內(nèi)充填碎煤粒，晉城寺河礦山西組 3號(hào)煤。 3. 剪性外生裂隙和由之派生的張性裂隙，反光， 150，平頂山十礦下下石盒子組戊 910煤 。 39 1. 張剪性外生裂隙，反光， 150，平頂山十礦下下石盒子組戊 910煤 。 7. 逆沖外生裂隙，平頂山八礦下石盒子組戊 910煤 。 5. 一組密集排列的剪性外生裂隙和由之派生出的限于相鄰兩條裂隙之間的張性裂隙，平頂山一礦山西組己 15煤。 3. 兩組共軛的剪性外生裂隙將煤體切割成菱形基質(zhì)塊，平頂山一礦山西組己15。 斜交裂隙 ：與層面有一定角度的裂隙。 由于外生裂隙可以以任何角度與煤層層面相交，因此可以根據(jù)外生裂隙與層面的關(guān)系將其分成三類： 水平裂隙 ：與層面