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174 煤盆地中的新生天然气资源 崔洪庆，蒋福兴，李翰忠 (辽宁工程技术大学 资环学院，辽宁 阜新 123000) 摘要：人类长期的采煤活动，打破了地下应力的原始平衡状态，形成了 十分发达的地下裂隙网络，以致含煤盆地中可采与不可采煤层中的煤层气和采 空区瓦斯气等可燃气体，借以发生新的运移，甚至泄漏于地表。在盖层条件具 备的情况下，发生新运移的煤成气可能形成层、带状分布的新生天然气资源。 这种新生天然气既是老煤矿区(甚至废弃矿区)特有的、可供开发利用的气体 矿产，也是造成地质灾害的温室气体。 关键词：煤田；采煤；新能源；新生天然气资源 1新生天然气资源的概念 在恒定的围限压力下，煤层气大多被牢牢地吸附在煤的表面，并以煤体表面吸附、 分子结构吸附、溶于煤层水和游离于煤体微孔隙及裂隙中四种形式保存在煤层中，主要 是煤的吸附作用形成了对煤层气的吸附圈闭。随着煤炭开采的不断进行，可采煤层被大 量采空，吸附圈闭的煤层气大量转变为煤矿瓦斯，积聚于采空区或被排出井外；丢弃在 地下的各类煤柱、残煤、薄煤层和劣质煤层等不可采煤体的原始结构遭到不同程度的破 坏，从而，使大量以吸附状态圈闭其中的煤层气具备了天然解吸条件丽转变成游离气。 岩体的采动和地下水的不断抽排，破坏了地下压力的平衡，使煤矿采空区积聚的瓦斯气 的圈闭条件受到破坏，致使它们与游离出来的煤层气一起，借助予地壳运动、采矿活动 产生的各种裂隙和渗透性、透气性较好的煤岩层，汇聚而成新生天然气资源。 所以，新生天然气资源主要是煤田地下煤层气和采空区瓦斯气在人类长期采煤活动 的影响下，破坏了各自原有的平衡赋存状态，重新运移、汇聚在一起的天然可燃混合气 体资源。 2阜新煤田中的新生天然气资源 对长期采煤活动是否可以导致具工业开采价值的天然气资源，国内外尚无明确报 道。然而，矿区采空区瓦斯的聚集和泄漏现象早已是不争的事实。对阜新盆地的研究进 一步表明，人类的采矿活动很可能导致了阜新盆地新生天然气资源的形成。 崔洪庆等：煤盆地中的新生天然气资源 175 2．1阜新煤田概况和以往的工作 阜新煤田是一个中生代断陷型含煤盆地，有近100年的勘探和开发历史，仅东北煤 田107勘探队和阜新矿务局就有50多年在阜新煤田的勘探和开采经验。据国家”六五” 重点科技攻关课题《阜新煤田煤成气赋存规律及资源评价》的研究成果，阜新煤田阜新 m3／ 组和沙海组中可采与不可采的煤炭总量达61亿t。根据实验结果，按煤气发生率70 t和95 m3／t计算，阜新煤田仅吸附煤层气含薰可达1137亿m3。 “八五”期间，阜新盆地作为当时全国的煤成气开发试点地区，在研究成果的指导 下，施工了参1、新参1、腮、T1、他5个孔，目的是要证实阜新煤田中有没有达到工 000 业气流的煤成气。结果孔孔见气。遗憾的是，孔压太低，日产气小于4 m3，且气井 常遭水侵。当时按常规天然气勘探的传统观点，阜新煤田的“煤成气”被认为“没有开 采价值”。 分析阜新盆地有关成果资料，我们认识到：阜新煤田所谓的“煤成气”或“天然 气”，主要是在采动影响下，多种不同规模的可燃气源经有效的运移并汇聚产生的可燃 混合气。它是一种新生的天然气资源。事实上，人类长期的采煤活动对煤层等气源层的 破裂解吸作用远远超过了煤层气地表井技术对煤体压裂解吸作用的效果，越来越强烈的 影响着煤田地质环境。 阜新盆地有50年的煤炭开采历史，地下形成了大面积的采空区和冒裂带。采矿活 动产生的各种采动裂隙与地壳运动产生的构造断裂、渗透性和透气性较好的煤岩层共同 构成了独特的地下孔隙、裂隙网络。采空区的形成和矿井水的大量抽排，致使阜新盆地 地下压力的平衡被打破，造成在井下丢弃的各类煤柱上的应力集中，使其跨塌或压裂； 地下的薄煤层和劣质煤层等不可采煤体，或因上部煤层的开采减少了上覆岩层的静压力 荷载而得以“解放”，或因下部煤层的开采过程中无数次的放炮震动和自然跨落及地表 不均衡下沉的影响，原始结构遭到不同程度的破坏。