韩城构造煤储层特性及其瓦斯吸附性能试验研究

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：z』雩丝日期：丝!±：生：￡：．关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位

2、论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：望望日期：2口吩?各If导师签名：重查壑EII蕻I：銎!堡垒：篁万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文韩城构造煤储层特性及其瓦斯吸附性能试验研究摘要构造煤是由于构造运动的影响，煤体结构发生脆裂变形、韧性变形或叠加破坏而出现的煤体结构发生改变的一类煤，同一地区的同一煤层在经历不同时期、不同类型的构造作用影响后产生了不同变形类型的构造煤，主要包括韧性变形、脆性变形和脆韧性过渡性三个系列。

3、相对于原生结构煤而言，构造煤普遍具有瓦斯吸附量大、瓦斯吸附一解吸速率快和渗透率低的特点，使得在构造煤普遍发育地区容易形成瓦斯大量集聚，从而引起煤体力学性态的改变，成为煤与瓦斯突出等事故的易发区。也正是构造煤的这些特性，使得在普遍发育构造煤的地区煤层蕴藏着大量的煤层气资源，伴随煤炭的开采，大量的煤层瓦斯，即煤层气，会随着煤炭资源的开采直接排放到大气中，一方面造成资源浪费，另一方面又污染了环境。因此，如何在保证煤矿安全生产的前提下开发煤层气资源成为一个新的课题。针对以上问题，我们从地质调查、实验室扫描电镜观察和自制实验系统下块状煤样

4、瓦斯吸附一解吸实验为切入点进行分析研究，为韩城矿区构造煤普遍发育区瓦斯综合治理和煤层气合理开采提供了理论依据。本论文主要取得以下进展：(1)我们将以构造地质的视角从现场调查到实验室分析对影响煤层气生成、运移、赋存、富集及后期改造等整个煤层气成藏过程的关键地质因素做出总结。包括①构造动力学、构造演化及控制作用；②沉积作用控制万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文煤储层形成与空间展布形态；③煤层流变、层滑构造等地质及其控制机理。(2)利用自主研制的煤样瓦斯吸附解吸装置，在恒温、相同初始压力条件下，对比研究了韩城矿区的块状原生结构煤和

5、块状不同变形类型构造煤的瓦斯吸附规律，并分析了煤样瓦斯吸附性能的影响因素。结果显示：在平衡状态的瓦斯吸附量方面，构造煤要大于原生结构煤，糜棱煤、碎裂煤和鳞片煤的单位质量瓦斯吸附量分别为原生结构煤的2．11倍、2．26倍和2．52倍。原生结构煤和构造煤的瓦斯吸附速率随时间的变化规律均呈单调递减的曲线形式，吸附的初始阶段，与原生结构煤相比，构造煤的瓦斯吸附速率更快，尤其是在O'--2min时间段内差异明显，随着时间推移差距逐渐缩小。构造煤在更短时间内达到吸附平衡，吸附效率更高。原生结构煤对残余瓦斯“封存”能力要明显强于构造煤。(‘3

6、)以扫描电镜观测分析为手段研究煤体的微观结构，从煤储层孔一裂隙结构、孔隙形态、连通性，孔隙度等微观角度的各个方面揭示煤层瓦斯生成、运移、富集的本质规律。从微观角度揭示了块状原生结构煤和块状不同类型构造煤在瓦斯吸附性能方面的差异性。得出，良好的孔隙和后生裂隙的发育决定了构造煤在吸附性能方面要优于原生结构煤，而大、中、小和微孔不同的发育比例和裂隙结构连通的差异性是影响不同构造煤吸附性能出现差别的主要因素。关键字：构造煤，块煤，吸附能力，微观结构，试验研究II万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文EXPERn删11ALSTUDY0N唧

7、ADSORPTIONCAPACITYANDPETRoPHYSICALFEpm】rRES0FTECTONICCOALINHANC衄_NGAREAABSTRACTTectorilecoaliSformedundertheeffectoftectonicstress，andtheCOalenduretheembrittlement，damage，ductiledeformationorcombinationofa11．Tectonicstressindifferentperiods，differenttypesproduceddiff

8、erenttypesoftectoniccoal．Mainlyincludethreeseries：ductiledeformationan,brittledeformationandbrittleductiletransitionthreeseries．Rel