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第七章-矿井地质
煤矿地质学 瓦斯分布 煤层气开发利用现状 我国地质条件复杂,地应力大、构造煤发育、渗透率低; 煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高、煤质松软、透气性差,开采过程中放散速度快,易发生煤与瓦斯突出; 我国煤矿开采深度大,华东地区平均开采深度达到650m,且每年以20~50m的速度下延。 上煤层推测下煤层 断煤交面线的绘制——作图法 例:在-150m顺槽中一点实测正断层上盘煤层断失点F点,测得煤层产状158°∠ 30°;断层面产状202°∠40°;垂直断层走向方向落差为H=17m。求作-150m以下的煤层底板等高线及断煤交面线。 作图步骤: 1:作煤层和断层面等高线 2:连上、下盘断煤交线 3:推出下盘煤层等高线 利用个别煤层断失点产状资料,编制断煤交面线,以便研究断层对巷道开掘的影响,是矿井地质工作经常要做的工作。 N 45° 30° 0m 50m AB AC -150m -200m -250m -300m -350m 17m -150m -200m -250m -300m -350m 17m 17m N 30° 0m 50m AB AC -150m -200m -250m -300m -350m -150m -200m -250m -300m -350m 较大断层 较小断层 瓦斯地质研究 包括:查明有突出危险区的地质情况,提供可能与突出有关的地质资料,编制瓦斯地质测报图件。 具体工作内容有: 矿区地质构造研究: 矿井构造直接关系到煤矿的生产和安全,是引起煤层瓦斯突出的主导因素。深入研究构造发育规律、空间组合特征,构造演化机理及其构造应力场演化,特别近代构造应力场的分布;各种断层封闭特性 ;找出应力集中区作为测报工作的重点地区; 对圈定出的可能储积瓦斯构造,进一步判明与矿井开拓工程的关系,并标定出可能发生突出点的位置。 研究煤层厚度变化特征,分析变化原因,煤体特征,确定变化带位置。 调查鉴定煤层的各分层煤岩和物理特征,确定煤结构的破坏类型,得出可能发生突出的松软分层厚度的最小值(始突厚度),并在煤层等厚线图上标出始突厚度等值线。 测定和统计煤层的瓦斯压力和瓦斯含量,圈出煤层原始瓦斯压力等压线。 研究水灾地质情况,分析水、瓦斯、构造三者之间的关系,判明地下水活动对突出煤层的影响。 调查煤层顶、底板岩石力学性质、成层厚度结构和构造以及遭受地质构造破坏的特征,以便了解其对瓦斯储存与释放的控制作用。 编制煤和瓦斯突出预测图。以煤层底板等高线图为底图,填绘上述各种与突出有关的瓦斯地质资料,并把采掘过程中已发生的突出(包括突出的时间、地点、类型、煤(岩)量、瓦斯量)以及各类巷道等内容标定在图上;也可把突出点填绘到有关采掘工程平面图和地质图上,编出突出点分布图,并以此为底图填绘上述瓦斯地质资料。 五查: 查区内陷落往发育、分布的规律性; 查陷落柱周围煤、岩层中裂隙发育情况及充填物性质; 查煤层遭氧化的情况; 查陷落柱附近的水和瓦斯的变化; 查陷落柱周围的小断裂的发育情况。 五看: 看陷落柱与围岩的接触往面; 看陷落柱内充填物的性质和特征; 看陷落柱周围煤、岩层的产状变化; 看陷落柱内岩块的大小、排列和时代; 看陷落柱与煤层底板的交面线。 五定: 定巷道揭露陷落柱的部位; 定陷落柱的形状; 定陷落柱的规模大小; 定穿透陷落柱的距离; 定处理陷落柱的措施。 将较大断层留在采面之间的煤柱中 发 育 过 程 ▲ 裂隙在煤层气(瓦斯)工业中统称为割理。其含义比较模糊,有时指外生裂隙,有时指内生裂隙,有时又是外生裂隙与内生裂隙的统称。 面割理:两组裂隙中发育最好、延伸较远的一组 端割理:与面割理大角度相交或近于垂直的一组 二元结构 裂隙(割理) 孔隙 三元结构 宏观裂隙 显微裂隙 孔隙 煤基质 煤基质 孔隙 面 裂 隙 端裂隙 显微裂隙 H2o 2 CH44 4 O CH4 O H2o 显微裂隙 微裂隙 小裂隙 中裂隙 大裂隙 宏观裂隙 端裂隙 面裂隙 宏观煤岩类型 宏观煤岩成分 夹矸 大 中 小 微 裂 隙 张 裂 纹 剪 裂 纹 复 合 裂 纹 宏观裂隙 显微裂隙 孔隙 晶间孔隙 溶蚀孔隙 等温吸附线 pad 煤层气井下抽放 目前利用率不足:40% * * 煤矿地质学 中国矿业大学 资源与地球科学学院 朱炎铭 E-mail: yanmingzhu
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