《瓦斯地质学》word版

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1、瓦斯地质学第一章绪论第一节瓦斯地质学的研究意义一、瓦斯是煤矿安全的第一杀手瓦斯，是一种易燃易爆气体，无色、无味，是威胁煤矿安全生产和矿工生命的最大灾害源。煤炭是我国能源的主体。在我国一次性能源消费结构中，煤炭占70%左右，预计2050年仍将占50%以上，国家《能源中长期发展规划纲要（2004-2020）》确定了我国“坚持以煤炭为主体、电力为中心，油、气和新能源全面发展”的能源战略。煤炭工业是我国的基础产业，其健康、稳定、持续发展是关系国家能源安全的重大问题。二、瓦斯（煤层气）是重要的洁净能源瓦斯（煤层气）是一种

2、洁净、热效率高、污染低的优质能源，可作为民用和工业燃料以及汽车燃料或用于发电，还可用于生产炭黑、甲醛、化肥和其他工业品。煤层气热值达36-40MJ/m3之间（《地球科学大辞典·应用科学卷》）。甲烷（CH4）占90%以上，每1000m3煤层气热能即相当于381.8kg石油和1.4t标准煤。开发利用煤层气（瓦斯）对减少空气污染、保护大气环境有重要意义。甲烷是“温室气体”（CO2、水气、CH4、NO、氟利昂）之一，以原子为基准甲烷的加热效应是CO2的30倍，甲烷排入大气层对臭氧层的破坏能力是CO2的7倍。据统计，我国

3、因煤炭开采向大气排放的瓦斯（甲烷）约为150亿m3。目前，全国煤矿瓦斯排放量占全部工业生产排放甲烷总量的1/3左右。国家安全生产监督管理总局下发的安监总煤装[2007]88号文件《关于加强煤矿瓦斯先抽后采工作的指导意见》指出：煤矿瓦斯先抽后采是治理瓦斯是根本性措施，要尽最大能力对煤层瓦斯进行抽采，努力实现煤炭开采前瓦斯抽采的最大化。三、瓦斯地质理论是瓦斯防治最重要的基础瓦斯是一种地质成因的气体地质体，它是在数千万至数亿年中与煤的演化作用相伴生而形成的，它生于煤层、存储于煤层及其围岩之中。它的生成条件、保存条件、

4、赋存和分布规律都受极其复杂的地质演化作用控制，宏观上涉及板块构造和区域地质演化理论，微观上涉及煤的化学结构。瓦斯在煤层中的赋存状态与煤颗粒、煤分子之间的关系经历过极其复杂的地质历史演化过程，其解吸、运移、流动规律涉及流体力学等方面知识；瓦斯的赋存和分布控制着瓦斯的含量、涌出量和煤层气资源量；地质构造复杂程度控制着煤与瓦斯突出的危险性；构造煤的发育特征控制着瓦斯（煤层气）抽采和瓦斯治理的难度。高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井的瓦斯防治，是世界产煤国家共同面临的国际性技术难题。我国煤矿95%以上的井工开采，开采深度每年

5、平均以近20m的速度增加着。深部开采使得原来的低瓦斯矿井升为高瓦斯矿进，高瓦斯矿井则升为煤与瓦斯突出矿井。我国高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井总数已有5000余对，占我国煤矿总数的一半左右。煤气瓦斯突出机理的研究和认识，目前仍停留在假说阶段，从而导致煤与瓦斯突出灾害防治和事故的处理难度加大。第二节瓦斯地质学的研究对象和内容二、瓦斯地质学的研究内容1、瓦斯赋存机理研究瓦斯赋存机理研究，是世界产煤国家目前共同面监的国际性技术难题。瓦斯赋存分布规律控制瓦斯含量和瓦斯涌出量，构造复杂程度控制煤与瓦斯突出的危险性，构造煤的赋

6、存分布控制瓦斯的抽采难度。2、构造煤与瓦斯突出煤体基础论研究构造煤是煤层受地质构造挤压剪切破坏作用产物。瓦斯突出煤体，是指含高能瓦斯的构造煤体。实践证明：所有的煤与瓦斯突出动力现象均发生在构造煤分布区。瓦斯突出煤体具有瓦斯高含量、高解吸速度、低强度、低渗透性的“两高两低”特性。3、瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理研究目前，我国煤矿瓦斯抽采率只有5%-12%，平均吨煤瓦斯抽采量尚不足1m3，仅为平均煤层瓦斯含量的6%-10%。在含煤地层中，石炭二叠系的煤层经历的地质演化历史时间最长、经历的地质构造运动次数最多，煤产

7、地的地质构造最复杂，煤层破坏程度高、煤层渗透率低、煤化程度高、煤层瓦斯含量高。资源量约为16.98万亿m3，占全国煤层气资源总量的45.9%。4、煤与瓦斯突出的地质控制机理研究几乎所有的煤与瓦斯突出都间接或直接地与地质构造有关。板缘构造活动带、造山带、深层构造陡变带、深大断裂活动带、逆冲推覆构造带、强变形带等，是发生煤与瓦斯突出的敏感地带。瓦斯赋存分布是构造演化作用的结果，构造煤的形成和分布是构造挤压和剪切作用的结果。煤与瓦斯突出动力灾害主要发生的构造复杂区和构造发育区。第三节瓦斯地质学的研究方法和手段2、瓦斯

8、赋存构造逐级控制理论研究现今煤层储存的瓦斯仅占瓦斯生成量的20%以下，80%以上都逸散掉了。其主要原因是煤层形成后在经历构造运动中的拉张裂陷活动会使得煤层瓦斯大量逸散。同时，构造运动引起的煤层深成变质和岩浆热变质作用亦会引起生烃作用。构造挤压、剪切作用常使煤体结构发生不同程度的韧塑性破坏而形成构造煤。构造逐级控制特征控制着不同级别和范围的煤层瓦斯的赋存和分布。瓦斯赋存、构造煤和煤与瓦斯