淮南谢家集矿区煤层气地质特征和控气因素研究

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1、淮南谢家集矿区煤层气地质特征和控气因素研究　　摘要：本文结合淮南谢家集煤矿前期煤层瓦斯研究成果及相关资料，综合应用煤层气地质领域相关研究理论和方法从该区影响煤层气含量的地质因素盖层、构造和水文地质作用，分析影响煤层气赋存的控制因素，开展研究区煤层气地质特征研究，为煤层气资源开发和矿井安全生产提供一定的参考。关键字：煤层气；构造；地层；水文地质；控气因素中图分类号：F470.1文献标识码：A文章编号：引言煤层气是一种新型的洁净能源，开发利用这一新型能源对我国经济与社会的可持续发展具有十分重要的现实意义。淮南矿区含煤面积大，煤层层数多、厚度大、煤层连续性

2、好，现己探明和预测煤炭储量近800亿t，其中1000m深度以浅为200亿t，煤层气资源十分丰富，开发前景广阔。从上个世纪90年代初至今，我国煤层气勘探开发取得了实质性的进展，这期间进行的勘探试验过程进一步加深了对煤层气地质特征认识，而且逐渐形成了对煤层气藏的系统化认识。煤层气地质的相关领域的研究不断成熟，并且取得了一定的研究成果。7本文以淮南煤田谢家集矿区(谢一矿、新庄孜矿)为研究区，研究区隶属于淮南矿区，煤层埋藏深度深，上覆岩层透气性低，第四系松散层厚度大，是我国典型的高瓦斯、高地压、高地温以及高瓦斯突出危险的矿区。目前，对于此类高瓦斯低渗煤体的煤

3、层气幵采仍是一大难题，还需进一步的研究。研究区地质背景淮南谢家集煤矿研究区地处八公山东北麓，淮河自北向南斜穿而过，地势平坦，全区地貌呈现西高东低之势。矿区外围为由震旦、寒武、奥陶系岩石出露而成的丘陵地貌，走向与本区地层走向相同。煤系上覆为厚为15~35m的第四纪堆积物。地层研究区属华北地层大区，区内发育的地层自下而上包括上太古界的五河群、霍丘群，古元古界凤阳群，新元古界的青白口系、震旦系，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系，中生界三叠系、侏罗系和白堅系，新生界古近系、新近系和第四系。受地壳运动及古地理沉积作用的影响，本区缺失新元古界长城系、莉县系、

4、古生界上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统以及中生界中一上三叠统，新生界的古近系、新近系和第四系发育不全。区域地质构造7淮南矿区为一近东向展布并向东倾伏的复向斜构造(图2-1)。横切复向斜的NNE、NE方向的鄰庐断裂带和阜阳深断裂分别控制了煤田的东、西边界;中部的武店断层将煤ffl明显划分为东、西两部分，西半部分为主要生产矿区。西半部分在中生代为剥烛区，除东西两端有下古近系分布外、其余较大部分古生界煤系分布地区均直接被总厚小于500m的新近系和第四系覆盖。图21淮南煤田逆冲推覆构造剖面示意图(摘自《淮南矿区瓦斯地质报告》)褶皱构造主要有陈桥一潘集背斜，

5、朱集一唐集背斜，陆塘背斜，谢桥一古沟向斜，尚塘一耿村集向斜。沿矿区南部、北部边缘的复向斜两翼，发育一系列叠瓦式走向逆冲断层。南缘主要有舜耕山断层和阜阳断层;其北缘主要有明龙山断层。西部有颖上陈桥断层切割构造，丁集一潘集北部的F66断层，近似平行潘集背斜走向。构造演化史从淮南矿区区域地质构造发展史来看，煤系之上连续沉积了很厚的石千峰组地层。此外，煤田外围尚有侏罗一白坚系地层发育，煤系被第四系沉积层所覆盖，形成了隐伏煤田。煤系形成之后，地壳运动继续下沉，沉积了71200m以上的石千峰组地层。从中生代三叠纪幵始，地壳一直缓慢的抬升，遭受剥蚀，但强度不大，石

6、千峰组地层保存完好。直至强烈的燕山运动发生，使煤系褶曲，形成复式向斜构造，使八公山、舜耕山、上奋山和内部背斜轴部煤系被暴露，遭受风化剥烛，但大部分区段石千峰地层完好，起盖层作用，使煤系中的瓦斯只能从露头部分逸散。总之，本区构造发展的特点是:煤系被抬升的高度有限，暴露的范围也有限，但风化过程的延续时间较长，经历侏罗、白堅、第三纪的漫长时间，第四纪为松散的沉积物，不起盖层的作用。构造特征区内小型构造比较发育，主要类型有派生断裂、牵引褶曲、层间构造、层滑构造、裂隙构造等。小断层往往发育于大于中型断层的终端，大中型扭性断层之间或数条断层的交汇带附近。小型褶曲

7、常分布大中型断层的终端，主要压扭性断层的上盘以及压扭性断块中。小型构造对煤岩层的厚度、结构、透气性、局部性应力集中等影响较大，也是煤层气赋存和运移的主要影响因素。水文地质特征7淮南煤田位于华北平原南缘，水文地质条件受区域构造及新构造运动控制作用显著，深、浅层地下水差异明显。地表水系发育，对浅层地下水起补给作用。矿区煤系地层内的水文地质条件简单，地下水较闭塞，含水层水动力较弱，地下径流流动缓慢。主要含水层由新生界松散孔隙含水层、煤系地层砂岩裂隙含水层、奥陶系和石炭系太原组石灰岩岩溶裂隙含水层;隔水层主要由第四系粘土和亚粘土隔水层、山西组Ai煤层至太原群

8、第一层灰岩之间的砂岩隔水层组成。1、研究区地下水主要补给源为大气降水，历年地下水动态资料表明，灰岩水动态变化