【精品】《瓦斯地质学》课程综述.doc

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1、《瓦斯地质学》课程综述瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的气体地质体。只耍开采煤炭，就会有瓦斯涌出。瓦斯本身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。因此，瓦斯有了煤矿安全“第一杀手”的称号。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T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。我国地质条件复杂，是受瓦斯灾害威胁

2、最严重的国家Z-o因此，瓦斯治理是实现我国煤矿安全生产的技术保障。《瓦斯地质学》把瓦斯作为地质体，成为一门研究瓦斯形成运移赋存和发牛-瓦斯灾害的地质控制理论的交叉学科，为煤矿安全生产提供了强大的理论保障。一、瓦斯地质学的主要研究内容1、瓦斯赋存机理研究瓦斯赋存机理研究，是世界产煤国家冃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，构造煤的赋存分布控制瓦斯的抽采难度。冃前的煤层瓦斯赋存状态和影响煤与瓦斯突出、瓦斯涌出量、瓦斯含量和瓦斯渗透率等地质条件，是含煤地层经历多次构造运动演化作用的结呆，在宏观

3、上涉及板块构造运动、区域地质演化历史，而在微观上涉及煤的分子结构和化学作用。2、构造煤与瓦斯突岀煤体基础论研究构造煤是煤层受地质构造挤圧剪切破坏作用产物。瓦斯突出煤体，是指含高能瓦斯的构造煤体。实践证明：实践证明：所有的煤与瓦斯突岀动力现象均发生于构造煤分布区。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，因此构造煤控制着瓦斯灾害的发生，影响着瓦斯的治理,亦控制着煤层气的地面开发，是瓦斯地质研究的核心理论Z-o构造煤与瓦斯突岀煤体基础理论，主要指运用构造地质学、地球物理学、流体力学、量子化学、力化学等相关学科知识，研究构造煤力化

4、学成坯作用、构造煤瓦斯多场多和耦合作用、构造煤探测理论和技术等，为瓦斯突出煤体预测、瓦斯治理和煤层气开发提供理论基础。3、瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理研究瓦斯（煤层气）的高效抽采是瓦斯灾害治理的根本性措施Z-o正是由于煤层中赋存着高含量瓦斯且透气性低，才会才造成煤与瓦斯突出危险性。冃前，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In?,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

5、源量约为16.98万亿m3,占全国煤层气资源总量的45.9%。瓦斯的高效抽采是瓦斯灾害治理的根本性措施Z-O需要以煤矿瓦斯抽采地质控制机理为核心，围绕瓦斯富集和渗透性两个科学问题，运用板块构造、区域地质演化和瓦斯赋存构造逐级控制理论，依据中国煤矿地质条件复杂、瓦斯低渗富集区分布面积人、高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井居多的特点，开展瓦斯赋存构造逐级控制理论、瓦斯低渗富集区的成因和分布、瓦斯高渗富集区的成因和分布、瓦斯高富集区低渗煤层甲烷解吸和流动的特性、煤矿瓦斯高效抽采地质控制机理等五个方而的研究，同时耍突破“突岀煤层为煤层气开发禁区”的认知，揭示出低渗煤层可抽

6、性和瓦斯富集构造控制机理,以便为高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井瓦斯井下抽采和煤层气地面开发奠定理论基础。4、煤与瓦斯突出的地质控制机理研究《中国煤层瓦斯分布特征》提出：儿乎所有的煤与瓦斯突岀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耍发生的构造复杂区和构造发育区。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

7、害主要发生在构造复杂区和构造煤复杂区。需耍运用板块构造理论、区域地质演化和瓦斯赋存构造逐级控制理论，重点研究我国58个高瓦斯突出矿区构造演化特征，研究煤与瓦斯突出矿井发生突出的地质机制，研究煤与瓦斯突出危险区的分布规律，研究瓦斯突出煤体的分布规律。二、煤层瓦斯（煤层气）的成因类型从泥炭到褐煤、烟煤再到无烟煤，其分子组成变化如下所示：4C16HI8O5（泥炭）-C57H56OI0（褐煤）+4CO2+3CH4+2H2OC57H56O10（褐煤）一C54H42O5（烟煤）+CO2+2CH4+3H2OC54H42O5（烟煤）->C15HI4（半无烟煤）+CO2+CH

8、4+H2OC15H

9、4O（半无烟煤）->C

10、3H4（