影響江倉礦區八井田瓦斯賦存的地質因素

海濤+劉立波+賀領兄

摘 要 瓦斯是煤在地質歷史演化過程中形成的氣體地質體，因此煤與瓦斯是親密不分的。青海省江倉礦區是該省份的主要含煤地區，主要以煉焦用煤為主，本文主要以化驗數據為主，分析影響該地區瓦斯分布的主要地質因素為：煤層埋深深度、煤層頂底板的巖性特征、構造及水文地質條件。

關鍵詞 瓦斯賦存;地質條件;深度;圍巖;構造

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0170-01

運用瓦斯地質理論，結合地質勘探和礦井生產揭露的瓦斯地質資料，研究了梅田礦區余家寮井田的瓦斯賦存規律。綜合分析了地質構造、頂底板巖性、煤層埋深、巖漿巖等對煤層瓦斯賦存的影響，預測了井田瓦斯含量，根據研究的瓦斯分布規律和瓦斯涌出量規律，可以更有針對性地制定瓦斯治理及施工措施，對煤礦的安全高效生產具有重要意義。

井田距西寧約335 km，公路有西寧-熱水煤礦-礦區和西寧-剛察縣-礦區兩條公路;江倉礦區-西寧有鐵路相通，外部交通十分方便。但整個井田為沼澤濕地，地表分布大小不等、形狀各異的魚鱗狀平底積水洼坑，冬季氣候寒冷，積水洼坑凍結干枯，車輛可勉強通行，井田內交通較為不便。根據鉆孔揭露及區域資料，礦區發育地層由老至新為：本區屬秦祁昆地層區，祁連-北秦嶺地層分區，中祁連小區，木里-熱水地層小區。

不管是瓦斯的生成還是瓦斯的賦存，地質條件是主要的影響因素，影響瓦斯賦存的地質條件主要由煤層的變質程度，滲透率，地質構造，煤層的埋深，水文地質條件，巖漿的活動，沉積環境和煤層頂底板巖性的特征等。在煤化作用過程中，不斷的產生瓦斯，煤層的煤化程度越高，生成的瓦斯量也就越多，因此其他地質條件相同的條件下。煤的變質程度越高，生成的瓦斯含量也就越多。

通過八井田瓦斯含量及地質因素的分析，該井田影響瓦斯含量的主要地質因素如下。

1 煤層的埋藏深度

煤層生成的瓦斯在漫長的地質年代中有著不同的逸散，保存和釋放。在其他地質條件相似的情況下，從化驗數據看，在一定的深度范圍之內，無論是煙煤還是不粘煤，煤中瓦斯的含量隨著煤層埋藏深度的增加而增加，兩者存在正線性關系，瓦斯所占比例（CH4%））也隨著埋藏深度的增大而增大，但是如果埋藏深度繼續增大，瓦斯的含量會趨于飽和（如圖1）。在埋深小于100 m時，瓦斯的含量小于1 ml/kg，而深度達到600 m時，瓦斯的含量明顯高于埋深100 m時的含量，而深度達到1100 m時瓦斯的含量仍逐漸增高。

2 煤層的變質程度

煤層的變質程度（煤級）是評價和預測瓦斯的重要參數，試驗研究和客觀地質事實均表明沒層中瓦斯的含量和煤變質程度密切相關。一般而言煤層的瓦斯含量隨著煤層的變質程度增高而增高。

從圖中可以看出，在同樣的深度下，煤層變質程度高的焦煤瓦斯含量比變質程度較低的不粘煤要高，在八井田內前者瓦斯含量為后者的2倍，而兩種煤類中瓦斯所占的比例幾乎一致。

圖1 煤層埋深與變質程度對瓦斯含量的影響

3 圍巖巖性

一般情況下，煤層圍巖是影響瓦斯分布的重要因素，而圍巖對煤層瓦斯的影響主要決定于隔氣性能，含煤巖系是基底與蓋層的巖性組合，頂板為多孔隙或脆性發育的巖石，容易逸散。八井田煤層頂板多為含碳泥巖、泥巖、粉砂巖，而個別的鉆孔煤層和頂板為突變接觸，煤層頂板為細砂巖、中砂巖等，通過對同一深度煤層的瓦斯含量分析，其與煤層頂板的巖性（礦物顆粒的粒級）有著以下關系（如圖2）。

圖2 頂板巖性對瓦斯含量的影響

4 構造及水文地質條件

從廣義上講，構造因素直接或間接控制著從含煤地層形成至煤層氣生成聚集過程中的每個環節，是所有地質因素中最為重要而直接的控氣因素。

在聚煤期，構造控制著煤系地層和煤層形成發育的特征，控制著煤層氣的煤層條件和形成條件;在聚煤期后，構造特征及其演化通過對構造變形和熱歷史的限定，不僅對煤層生、儲性能產生影響，而且直接控制煤層氣的成藏和后期煤層氣的保存條件，從而決定著特定地區煤層氣資源開發的潛力[1]。構造升降運動可以改變地層的溫壓條件，打破原有煤層氣吸附平衡關系，使吸附氣與游離氣相互轉化，從而影響煤層氣的保存。

通常正斷層一般。

八井田可采煤層均分布在向斜的北翼，其井田北側有F1逆斷層，而逆斷層在形成過程中，破壞了的地層原有壓力的平衡。煤層中瓦斯往外逸散，聚于F1逆斷層附近，而逆斷層為封閉性斷層，在逆斷層附近應該是瓦斯含量較。但由于逆斷層地下水的滲出，瓦斯溶解于水中被帶出地表，在斷層附近瓦斯含量降低。

影響瓦斯分布的地質因素較多，本文只利用現有的化驗數據進行了分析，由于化驗數據較少，只對八井田內部的瓦斯分布規律進行了分析。

參考文獻

[1]王小英.忻州窯井田瓦斯賦存規律研究[J].山西科技，2014（2）：70-71.

[2]楊靜，徐東方.余家寮井田瓦斯賦存規律[J].煤炭與化工，2013（2）：59-60.

[3]張銀海.淺談李糧店井田瓦斯賦存規律[J].中州煤炭，2007（3）：31.

[4]王志驊，湯友誼.井田地質構造對煤層瓦斯賦存控制作用的研究[J].煤炭技術，2011（12）：125-127.

作者簡介

海濤，青海省第四地質礦產勘查院，2010年中國地質大學（武漢）煤及煤層氣工程畢業，從事煤田地質及頁巖氣評價

工作。endprint

摘 要 瓦斯是煤在地質歷史演化過程中形成的氣體地質體，因此煤與瓦斯是親密不分的。青海省江倉礦區是該省份的主要含煤地區，主要以煉焦用煤為主，本文主要以化驗數據為主，分析影響該地區瓦斯分布的主要地質因素為：煤層埋深深度、煤層頂底板的巖性特征、構造及水文地質條件。

關鍵詞 瓦斯賦存;地質條件;深度;圍巖;構造

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0170-01

運用瓦斯地質理論，結合地質勘探和礦井生產揭露的瓦斯地質資料，研究了梅田礦區余家寮井田的瓦斯賦存規律。綜合分析了地質構造、頂底板巖性、煤層埋深、巖漿巖等對煤層瓦斯賦存的影響，預測了井田瓦斯含量，根據研究的瓦斯分布規律和瓦斯涌出量規律，可以更有針對性地制定瓦斯治理及施工措施，對煤礦的安全高效生產具有重要意義。

井田距西寧約335 km，公路有西寧-熱水煤礦-礦區和西寧-剛察縣-礦區兩條公路;江倉礦區-西寧有鐵路相通，外部交通十分方便。但整個井田為沼澤濕地，地表分布大小不等、形狀各異的魚鱗狀平底積水洼坑，冬季氣候寒冷，積水洼坑凍結干枯，車輛可勉強通行，井田內交通較為不便。根據鉆孔揭露及區域資料，礦區發育地層由老至新為：本區屬秦祁昆地層區，祁連-北秦嶺地層分區，中祁連小區，木里-熱水地層小區。

不管是瓦斯的生成還是瓦斯的賦存，地質條件是主要的影響因素，影響瓦斯賦存的地質條件主要由煤層的變質程度，滲透率，地質構造，煤層的埋深，水文地質條件，巖漿的活動，沉積環境和煤層頂底板巖性的特征等。在煤化作用過程中，不斷的產生瓦斯，煤層的煤化程度越高，生成的瓦斯量也就越多，因此其他地質條件相同的條件下。煤的變質程度越高，生成的瓦斯含量也就越多。

通過八井田瓦斯含量及地質因素的分析，該井田影響瓦斯含量的主要地質因素如下。

1 煤層的埋藏深度

煤層生成的瓦斯在漫長的地質年代中有著不同的逸散，保存和釋放。在其他地質條件相似的情況下，從化驗數據看，在一定的深度范圍之內，無論是煙煤還是不粘煤，煤中瓦斯的含量隨著煤層埋藏深度的增加而增加，兩者存在正線性關系，瓦斯所占比例（CH4%））也隨著埋藏深度的增大而增大，但是如果埋藏深度繼續增大，瓦斯的含量會趨于飽和（如圖1）。在埋深小于100 m時，瓦斯的含量小于1 ml/kg，而深度達到600 m時，瓦斯的含量明顯高于埋深100 m時的含量，而深度達到1100 m時瓦斯的含量仍逐漸增高。

2 煤層的變質程度

煤層的變質程度（煤級）是評價和預測瓦斯的重要參數，試驗研究和客觀地質事實均表明沒層中瓦斯的含量和煤變質程度密切相關。一般而言煤層的瓦斯含量隨著煤層的變質程度增高而增高。

從圖中可以看出，在同樣的深度下，煤層變質程度高的焦煤瓦斯含量比變質程度較低的不粘煤要高，在八井田內前者瓦斯含量為后者的2倍，而兩種煤類中瓦斯所占的比例幾乎一致。

圖1 煤層埋深與變質程度對瓦斯含量的影響

3 圍巖巖性

一般情況下，煤層圍巖是影響瓦斯分布的重要因素，而圍巖對煤層瓦斯的影響主要決定于隔氣性能，含煤巖系是基底與蓋層的巖性組合，頂板為多孔隙或脆性發育的巖石，容易逸散。八井田煤層頂板多為含碳泥巖、泥巖、粉砂巖，而個別的鉆孔煤層和頂板為突變接觸，煤層頂板為細砂巖、中砂巖等，通過對同一深度煤層的瓦斯含量分析，其與煤層頂板的巖性（礦物顆粒的粒級）有著以下關系（如圖2）。

圖2 頂板巖性對瓦斯含量的影響

4 構造及水文地質條件

從廣義上講，構造因素直接或間接控制著從含煤地層形成至煤層氣生成聚集過程中的每個環節，是所有地質因素中最為重要而直接的控氣因素。

在聚煤期，構造控制著煤系地層和煤層形成發育的特征，控制著煤層氣的煤層條件和形成條件;在聚煤期后，構造特征及其演化通過對構造變形和熱歷史的限定，不僅對煤層生、儲性能產生影響，而且直接控制煤層氣的成藏和后期煤層氣的保存條件，從而決定著特定地區煤層氣資源開發的潛力[1]。構造升降運動可以改變地層的溫壓條件，打破原有煤層氣吸附平衡關系，使吸附氣與游離氣相互轉化，從而影響煤層氣的保存。

通常正斷層一般。

八井田可采煤層均分布在向斜的北翼，其井田北側有F1逆斷層，而逆斷層在形成過程中，破壞了的地層原有壓力的平衡。煤層中瓦斯往外逸散，聚于F1逆斷層附近，而逆斷層為封閉性斷層，在逆斷層附近應該是瓦斯含量較。但由于逆斷層地下水的滲出，瓦斯溶解于水中被帶出地表，在斷層附近瓦斯含量降低。

影響瓦斯分布的地質因素較多，本文只利用現有的化驗數據進行了分析，由于化驗數據較少，只對八井田內部的瓦斯分布規律進行了分析。

參考文獻

[1]王小英.忻州窯井田瓦斯賦存規律研究[J].山西科技，2014（2）：70-71.

[2]楊靜，徐東方.余家寮井田瓦斯賦存規律[J].煤炭與化工，2013（2）：59-60.

[3]張銀海.淺談李糧店井田瓦斯賦存規律[J].中州煤炭，2007（3）：31.

[4]王志驊，湯友誼.井田地質構造對煤層瓦斯賦存控制作用的研究[J].煤炭技術，2011（12）：125-127.

作者簡介

海濤，青海省第四地質礦產勘查院，2010年中國地質大學（武漢）煤及煤層氣工程畢業，從事煤田地質及頁巖氣評價

工作。endprint

摘 要 瓦斯是煤在地質歷史演化過程中形成的氣體地質體，因此煤與瓦斯是親密不分的。青海省江倉礦區是該省份的主要含煤地區，主要以煉焦用煤為主，本文主要以化驗數據為主，分析影響該地區瓦斯分布的主要地質因素為：煤層埋深深度、煤層頂底板的巖性特征、構造及水文地質條件。

關鍵詞 瓦斯賦存;地質條件;深度;圍巖;構造

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0170-01

運用瓦斯地質理論，結合地質勘探和礦井生產揭露的瓦斯地質資料，研究了梅田礦區余家寮井田的瓦斯賦存規律。綜合分析了地質構造、頂底板巖性、煤層埋深、巖漿巖等對煤層瓦斯賦存的影響，預測了井田瓦斯含量，根據研究的瓦斯分布規律和瓦斯涌出量規律，可以更有針對性地制定瓦斯治理及施工措施，對煤礦的安全高效生產具有重要意義。

井田距西寧約335 km，公路有西寧-熱水煤礦-礦區和西寧-剛察縣-礦區兩條公路;江倉礦區-西寧有鐵路相通，外部交通十分方便。但整個井田為沼澤濕地，地表分布大小不等、形狀各異的魚鱗狀平底積水洼坑，冬季氣候寒冷，積水洼坑凍結干枯，車輛可勉強通行，井田內交通較為不便。根據鉆孔揭露及區域資料，礦區發育地層由老至新為：本區屬秦祁昆地層區，祁連-北秦嶺地層分區，中祁連小區，木里-熱水地層小區。

不管是瓦斯的生成還是瓦斯的賦存，地質條件是主要的影響因素，影響瓦斯賦存的地質條件主要由煤層的變質程度，滲透率，地質構造，煤層的埋深，水文地質條件，巖漿的活動，沉積環境和煤層頂底板巖性的特征等。在煤化作用過程中，不斷的產生瓦斯，煤層的煤化程度越高，生成的瓦斯量也就越多，因此其他地質條件相同的條件下。煤的變質程度越高，生成的瓦斯含量也就越多。

通過八井田瓦斯含量及地質因素的分析，該井田影響瓦斯含量的主要地質因素如下。

1 煤層的埋藏深度

煤層生成的瓦斯在漫長的地質年代中有著不同的逸散，保存和釋放。在其他地質條件相似的情況下，從化驗數據看，在一定的深度范圍之內，無論是煙煤還是不粘煤，煤中瓦斯的含量隨著煤層埋藏深度的增加而增加，兩者存在正線性關系，瓦斯所占比例（CH4%））也隨著埋藏深度的增大而增大，但是如果埋藏深度繼續增大，瓦斯的含量會趨于飽和（如圖1）。在埋深小于100 m時，瓦斯的含量小于1 ml/kg，而深度達到600 m時，瓦斯的含量明顯高于埋深100 m時的含量，而深度達到1100 m時瓦斯的含量仍逐漸增高。

2 煤層的變質程度

煤層的變質程度（煤級）是評價和預測瓦斯的重要參數，試驗研究和客觀地質事實均表明沒層中瓦斯的含量和煤變質程度密切相關。一般而言煤層的瓦斯含量隨著煤層的變質程度增高而增高。

從圖中可以看出，在同樣的深度下，煤層變質程度高的焦煤瓦斯含量比變質程度較低的不粘煤要高，在八井田內前者瓦斯含量為后者的2倍，而兩種煤類中瓦斯所占的比例幾乎一致。

圖1 煤層埋深與變質程度對瓦斯含量的影響

3 圍巖巖性

一般情況下，煤層圍巖是影響瓦斯分布的重要因素，而圍巖對煤層瓦斯的影響主要決定于隔氣性能，含煤巖系是基底與蓋層的巖性組合，頂板為多孔隙或脆性發育的巖石，容易逸散。八井田煤層頂板多為含碳泥巖、泥巖、粉砂巖，而個別的鉆孔煤層和頂板為突變接觸，煤層頂板為細砂巖、中砂巖等，通過對同一深度煤層的瓦斯含量分析，其與煤層頂板的巖性（礦物顆粒的粒級）有著以下關系（如圖2）。

圖2 頂板巖性對瓦斯含量的影響

4 構造及水文地質條件

從廣義上講，構造因素直接或間接控制著從含煤地層形成至煤層氣生成聚集過程中的每個環節，是所有地質因素中最為重要而直接的控氣因素。

在聚煤期，構造控制著煤系地層和煤層形成發育的特征，控制著煤層氣的煤層條件和形成條件;在聚煤期后，構造特征及其演化通過對構造變形和熱歷史的限定，不僅對煤層生、儲性能產生影響，而且直接控制煤層氣的成藏和后期煤層氣的保存條件，從而決定著特定地區煤層氣資源開發的潛力[1]。構造升降運動可以改變地層的溫壓條件，打破原有煤層氣吸附平衡關系，使吸附氣與游離氣相互轉化，從而影響煤層氣的保存。

通常正斷層一般。

八井田可采煤層均分布在向斜的北翼，其井田北側有F1逆斷層，而逆斷層在形成過程中，破壞了的地層原有壓力的平衡。煤層中瓦斯往外逸散，聚于F1逆斷層附近，而逆斷層為封閉性斷層，在逆斷層附近應該是瓦斯含量較。但由于逆斷層地下水的滲出，瓦斯溶解于水中被帶出地表，在斷層附近瓦斯含量降低。

影響瓦斯分布的地質因素較多，本文只利用現有的化驗數據進行了分析，由于化驗數據較少，只對八井田內部的瓦斯分布規律進行了分析。

參考文獻

[1]王小英.忻州窯井田瓦斯賦存規律研究[J].山西科技，2014（2）：70-71.

[2]楊靜，徐東方.余家寮井田瓦斯賦存規律[J].煤炭與化工，2013（2）：59-60.

[3]張銀海.淺談李糧店井田瓦斯賦存規律[J].中州煤炭，2007（3）：31.

[4]王志驊，湯友誼.井田地質構造對煤層瓦斯賦存控制作用的研究[J].煤炭技術，2011（12）：125-127.

作者簡介

海濤，青海省第四地質礦產勘查院，2010年中國地質大學（武漢）煤及煤層氣工程畢業，從事煤田地質及頁巖氣評價

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