瓦斯地质第一章绪论.pdf

1 瓦斯地质学 瓦 斯 地 质 学瓦 斯 地 质 学 主讲主讲主讲主讲1 1 1 1魏国营魏国营魏国营魏国营教授教授教授教授 主讲主讲主讲主讲2 2 2 2贾天让贾天让贾天让贾天让讲师讲师讲师讲师 总学时总学时总学时总学时32323232学时，课程教学学时，课程教学学时，课程教学学时，课程教学30303030学时，实验学时，实验学时，实验学时，实验2 2 2 2学时学时学时学时 第一章第一章第一章第一章绪论绪论绪论绪论2 2 2 2学时学时学时学时 第二章第二章第二章第二章含煤盆地和瓦斯生成理论含煤盆地和瓦斯生成理论含煤盆地和瓦斯生成理论含煤盆地和瓦斯生成理论4 4 4 4学时学时学时学时 第三章第三章第三章第三章瓦斯赋存构造逐级控制理论瓦斯赋存构造逐级控制理论瓦斯赋存构造逐级控制理论瓦斯赋存构造逐级控制理论6 6 6 6学时学时学时学时 第四章第四章第四章第四章煤层瓦斯赋存与煤储层物性特征煤层瓦斯赋存与煤储层物性特征煤层瓦斯赋存与煤储层物性特征煤层瓦斯赋存与煤储层物性特征4 4 4 4学时学时学时学时 第五章第五章第五章第五章煤体结构与构造煤煤体结构与构造煤煤体结构与构造煤煤体结构与构造煤2 2 2 2学时学时学时学时 第六章第六章第六章第六章瓦斯地质规律和瓦斯预测瓦斯地质规律和瓦斯预测瓦斯地质规律和瓦斯预测瓦斯地质规律和瓦斯预测6 6 6 6学时学时学时学时 第七章第七章第七章第七章编制煤矿三级瓦斯地质图编制煤矿三级瓦斯地质图编制煤矿三级瓦斯地质图编制煤矿三级瓦斯地质图2 2 2 2学时学时学时学时 第八章第八章第八章第八章中国煤层瓦斯分布特征中国煤层瓦斯分布特征中国煤层瓦斯分布特征中国煤层瓦斯分布特征2 2 2 2学时学时学时学时 第九章第九章第九章第九章瓦斯（煤层气）资源评价与抽采技术瓦斯（煤层气）资源评价与抽采技术瓦斯（煤层气）资源评价与抽采技术瓦斯（煤层气）资源评价与抽采技术 在第六章讲在第六章讲在第六章讲在第六章讲 第十章第十章第十章第十章瓦斯地质地球物理响应瓦斯地质地球物理响应瓦斯地质地球物理响应瓦斯地质地球物理响应2 2 2 2学时学时学时学时 第十一章第十一章第十一章第十一章煤矿瓦斯地质信息平台煤矿瓦斯地质信息平台煤矿瓦斯地质信息平台煤矿瓦斯地质信息平台0 0 0 0学时学时学时学时 教学计划教学计划 2 张子敏张子敏张子敏张子敏. . . . 瓦斯地质学瓦斯地质学瓦斯地质学瓦斯地质学[M].[M].[M].[M].徐州中国矿业大学出版徐州中国矿业大学出版徐州中国矿业大学出版徐州中国矿业大学出版 社社社社,2009 ,2009 ,2009 ,2009 张子敏，张玉贵张子敏，张玉贵张子敏，张玉贵张子敏，张玉贵. . . .瓦斯地质规律与瓦斯预测瓦斯地质规律与瓦斯预测瓦斯地质规律与瓦斯预测瓦斯地质规律与瓦斯预测[M].[M].[M].[M].北北北北 京煤炭工业出版社，京煤炭工业出版社，京煤炭工业出版社，京煤炭工业出版社，2005200520052005 张子敏，张玉贵，高建良，等张子敏，张玉贵，高建良，等张子敏，张玉贵，高建良，等张子敏，张玉贵，高建良，等. . . .编制煤矿三级瓦斯编制煤矿三级瓦斯编制煤矿三级瓦斯编制煤矿三级瓦斯 地质图地质图地质图地质图[M].[M].[M].[M].北京煤炭工业出版社，北京煤炭工业出版社，北京煤炭工业出版社，北京煤炭工业出版社，2007200720072007 程裕淇程裕淇程裕淇程裕淇. . . .中国区域地质概论中国区域地质概论中国区域地质概论中国区域地质概论[M].[M].[M].[M].北京地质出版北京地质出版北京地质出版北京地质出版 社，社，社，社，1994199419941994 任纪舜，等任纪舜，等任纪舜，等任纪舜，等. . . .中国大地构造及其演化中国大地构造及其演化中国大地构造及其演化中国大地构造及其演化[M].[M].[M].[M].北京科北京科北京科北京科 学出版社，学出版社，学出版社，学出版社，1980198019801980 参考书目参考书目 第一节第一节第一节第一节 瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义 第二节第二节第二节第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容 第三节第三节第三节第三节 瓦斯地质学研究的方法和手段瓦斯地质学研究的方法和手段瓦斯地质学研究的方法和手段瓦斯地质学研究的方法和手段 第四节第四节第四节第四节 瓦斯地质学的形成和发展趋势瓦斯地质学的形成和发展趋势瓦斯地质学的形成和发展趋势瓦斯地质学的形成和发展趋势 第一章绪论第一章绪论 （2课时）（2课时） 3 第一节第一节第一节第一节 瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义 第二节第二节第二节第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容 第三节第三节第三节第三节 瓦斯地质学研究的方法和手段瓦斯地质学研究的方法和手段瓦斯地质学研究的方法和手段瓦斯地质学研究的方法和手段 第四节第四节第四节第四节 瓦斯地质学的形成和发展趋势瓦斯地质学的形成和发展趋势瓦斯地质学的形成和发展趋势瓦斯地质学的形成和发展趋势 第一章绪论第一章绪论 （2课时）（2课时） 煤炭在我国一次能源消费结构中的比例 煤炭是我国能源的主体，在我国一次能源消费结构中，煤炭是我国能源的主体，在我国一次能源消费结构中，煤炭占煤炭占7070左右左右 20062006年全国原煤产量年全国原煤产量23.2523.25亿吨，增长了亿吨，增长了10.210.2，对保证全国，对保证全国GDP10.7GDP10.7的的 增长起到了决定性的作用，煤炭工业健康、稳定、持续地发展是关系到增长起到了决定性的作用，煤炭工业健康、稳定、持续地发展是关系到 国家能源安全国家能源安全的重大问题的重大问题 我国煤炭生产中还存在着大量不安全因素导致我国煤炭生产中还存在着大量不安全因素导致煤矿灾害频发煤矿灾害频发 一、 煤炭的安全供给直接关系到国家能源安全一、 煤炭的安全供给直接关系到国家能源安全 0 20 40 60 80 100 19401950196019701980199020002010 . 0 5 10 15 20 25 2000200120022003200420052006 煤炭产量亿吨 GDP万亿元 我国煤炭产量与GDP增长的关系 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 4 突出矿井 总数量 突出矿井 总数量 647647对对 二、中国煤矿瓦斯灾害严重二、中国煤矿瓦斯灾害严重 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 高瓦斯矿 井总数量 高瓦斯矿 井总数量 28592859对对 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 二、中国煤矿瓦斯灾害严重二、中国煤矿瓦斯灾害严重 5 我国煤矿我国煤矿9595以上以上属井工开采，煤层地质和开采条件复杂，多种灾害共存，尤其属井工开采，煤层地质和开采条件复杂，多种灾害共存，尤其 是瓦斯灾害事故，伤亡事故多、治理难度大是瓦斯灾害事故，伤亡事故多、治理难度大 20052005年，我国煤炭产量约占全球的年，我国煤炭产量约占全球的3737，事故死亡人数则占近，事故死亡人数则占近8080，煤矿百万吨，煤矿百万吨 死亡率约为美国的死亡率约为美国的7070倍、南非的倍、南非的1717倍、波兰的倍、波兰的1010倍、俄罗斯和印度的倍、俄罗斯和印度的7 7倍倍 我国现有各类矿井我国现有各类矿井2800028000处，其中，高瓦斯、突出矿井占处，其中，高瓦斯、突出矿井占5050左右左右 新中国成立以来我国煤矿共发生新中国成立以来我国煤矿共发生2222起一次死亡百人以上事故起一次死亡百人以上事故，其中，其中2020起为瓦斯起为瓦斯 （煤尘）事故（煤尘）事故，事故起数和死亡人数，分别占，事故起数和死亡人数，分别占9191和和9393 7083 5798 6995 6702 6027 5938 4746 5670 9974 10572 0 3000 6000 9000 12000 1995 1996 1997 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 近年我国煤矿死亡人数 6.096 4.64 4.17 2.811 2.041 3.08 5.07 0 2 4 6 8 2000200120022003200420052006 近年来我国煤矿百万吨死亡率 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 二、中国煤矿瓦斯灾害严重二、中国煤矿瓦斯灾害严重 9, 17 45, 83 煤矿其它 977, 88 138, 12 煤矿其它 26, 58 19, 42 瓦斯其它 487, 50 490, 50 瓦斯其它 煤矿事 故起数 及所占 比例 煤矿瓦 斯事故 起数及 所占比 例 煤矿事 故死亡 人数及 所占比 例 煤矿瓦 斯事故 死亡人 数及所 占比例 煤矿事 故起数 及所占 比例 煤矿瓦 斯事故 起数及 所占比 例 煤矿事 故死亡 人数及 所占比 例 煤矿瓦 斯事故 死亡人 数及所 占比例 仅2004年和2005年，发生了5起一次死亡百人以上的瓦斯（煤尘）爆炸 事故，给人民生命财产带来了巨大损失，在国内外造成严重影响。大 平10.20死148人铜川11.28死166人孙家弯2.14 死214人 2006年，全国煤矿事故死亡4746人，其中瓦斯事故死亡1319人。发生 一次死亡10人以上的特大事故瓦斯灾害事故就达26起，死亡490人，占 煤矿企业一次死亡10人以上事故总起数的57.8％，总人数的50.2％ 仅2004年和2005年，发生了5起一次死亡百人以上的瓦斯（煤尘）爆炸 事故，给人民生命财产带来了巨大损失，在国内外造成严重影响。大 平10.20死148人铜川11.28死166人孙家弯2.14 死214人 2006年，全国煤矿事故死亡4746人，其中瓦斯事故死亡1319人。发生 一次死亡10人以上的特大事故瓦斯灾害事故就达26起，死亡490人，占 煤矿企业一次死亡10人以上事故总起数的57.8％，总人数的50.2％ 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 6 温家宝总理承诺温家宝总理承诺“我们要以对人民高度 负责的精神，切实改善煤炭生产安全状况 我们要以对人民高度 负责的精神，切实改善煤炭生产安全状况” 瓦斯灾害直接妨碍了煤矿安全生产，阻滞了煤炭工业的持续、瓦斯灾害直接妨碍了煤矿安全生产，阻滞了煤炭工业的持续、瓦斯灾害直接妨碍了煤矿安全生产，阻滞了煤炭工业的持续、瓦斯灾害直接妨碍了煤矿安全生产，阻滞了煤炭工业的持续、 健康、稳定发展健康、稳定发展健康、稳定发展健康、稳定发展 煤矿瓦斯灾害危害了社会稳定，使党和国家煤矿瓦斯灾害危害了社会稳定，使党和国家煤矿瓦斯灾害危害了社会稳定，使党和国家煤矿瓦斯灾害危害了社会稳定，使党和国家““““以人为本、关爱以人为本、关爱以人为本、关爱以人为本、关爱 生命生命生命生命””””以及以及以及以及““““建立和谐社会建立和谐社会建立和谐社会建立和谐社会””””的方针不能全面落实的方针不能全面落实的方针不能全面落实的方针不能全面落实 加强瓦斯灾害的防治，才能确保煤炭能源稳定、可靠地供应，加强瓦斯灾害的防治，才能确保煤炭能源稳定、可靠地供应，加强瓦斯灾害的防治，才能确保煤炭能源稳定、可靠地供应，加强瓦斯灾害的防治，才能确保煤炭能源稳定、可靠地供应， 促进国民经济的全面、健康发展促进国民经济的全面、健康发展促进国民经济的全面、健康发展促进国民经济的全面、健康发展 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 三、瓦斯（煤层气）是重要的洁净能源三、瓦斯（煤层气）是重要的洁净能源 煤层气（瓦斯）是一种洁净、热效率高、污染煤层气（瓦斯）是一种洁净、热效率高、污染煤层气（瓦斯）是一种洁净、热效率高、污染煤层气（瓦斯）是一种洁净、热效率高、污染 低的优质能源低的优质能源低的优质能源低的优质能源，，，，可作为民用及工业燃料，以及汽车可作为民用及工业燃料，以及汽车可作为民用及工业燃料，以及汽车可作为民用及工业燃料，以及汽车 燃料，或用于发电，还可用于生产炭黑、甲醛、化燃料，或用于发电，还可用于生产炭黑、甲醛、化燃料，或用于发电，还可用于生产炭黑、甲醛、化燃料，或用于发电，还可用于生产炭黑、甲醛、化 肥及其他工业品；煤层气热值在肥及其他工业品；煤层气热值在肥及其他工业品；煤层气热值在肥及其他工业品；煤层气热值在3640MJ/m3640MJ/m3640MJ/m3640MJ/m 3 3 3 3 之间之间之间之间 （（（（地球科学大辞典地球科学大辞典地球科学大辞典地球科学大辞典应用科学卷）。煤层气属于应用科学卷）。煤层气属于应用科学卷）。煤层气属于应用科学卷）。煤层气属于 天然气的一种，其主要成分（天然气的一种，其主要成分（天然气的一种，其主要成分（天然气的一种，其主要成分（90909090以上）是甲烷以上）是甲烷以上）是甲烷以上）是甲烷 （（（（CHCHCHCH 4 4 4 4 ），俗称），俗称），俗称），俗称“ “瓦斯瓦斯瓦斯瓦斯” ”。它的燃烧热量在。它的燃烧热量在。它的燃烧热量在。它的燃烧热量在33.5MJ/m33.5MJ/m33.5MJ/m33.5MJ/m 3 3 3 3 （（（（8000800080008000大卡大卡大卡大卡/ / / /立方米）以上，每立方米）以上，每立方米）以上，每立方米）以上，每1000 m1000 m1000 m1000 m 3 3 3 3 煤层气相当煤层气相当煤层气相当煤层气相当 于于于于381.8kg381.8kg381.8kg381.8kg石油和石油和石油和石油和1.4 t1.4 t1.4 t1.4 t标准煤（潘文灿，标准煤（潘文灿，标准煤（潘文灿，标准煤（潘文灿，2007.62007.62007.62007.6）。）。）。）。 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 7 三、瓦斯（煤层气）是重要的洁净能源三、瓦斯（煤层气）是重要的洁净能源 中国煤层气资源量丰富，占世界第中国煤层气资源量丰富，占世界第中国煤层气资源量丰富，占世界第中国煤层气资源量丰富，占世界第3 3 3 3位位位位。。。。目前，世目前，世目前，世目前，世 界上发现界上发现界上发现界上发现74747474个国家蕴藏着煤炭，同时也赋存着煤层个国家蕴藏着煤炭，同时也赋存着煤层个国家蕴藏着煤炭，同时也赋存着煤层个国家蕴藏着煤炭，同时也赋存着煤层 气（瓦斯）资源。根据国际能源机构（气（瓦斯）资源。根据国际能源机构（气（瓦斯）资源。根据国际能源机构（气（瓦斯）资源。根据国际能源机构（IEAIEAIEAIEA）估）估）估）估 计，全世界煤层气资源总量可达计，全世界煤层气资源总量可达计，全世界煤层气资源总量可达计，全世界煤层气资源总量可达2.62.62.62.61010101014 141414 m m m m3 3 3 3 。俄罗。俄罗。俄罗。俄罗 斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚均超过斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚均超过斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚均超过斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚均超过 1.01.01.01.01010101013 13 13 13 m m m m3 3 3 3 ，（表，（表，（表，（表1 1 1 1）。）。）。）。 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 表1 世界主要产煤国家煤层气资源 0.180.18南非南非南非南非 3 3 德国德国德国德国 0.180.18印度印度印度印度8 8～～～～14141414澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚 2 2 哈萨克斯哈萨克斯哈萨克斯哈萨克斯 坦坦坦坦 1313～～～～19191919美国美国美国美国 2 2 乌克兰乌克兰乌克兰乌克兰30 30～～～～35353535 中国中国中国中国 2 2 英国英国英国英国6 6～～ ～～76767676 加拿大加拿大加拿大加拿大 3 3 波兰波兰波兰波兰1 17 7 7 7～～ ～～113113113113 俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯 煤层气资源煤层气资源煤层气资源煤层气资源 101012 12 m m 3 3 国家国家国家国家 煤层气资源煤层气资源煤层气资源煤层气资源 101012 12 m m 3 3 国家国家国家国家 中国埋深中国埋深中国埋深中国埋深2000 m2000 m以浅煤层气地质资源量约为以浅煤层气地质资源量约为以浅煤层气地质资源量约为以浅煤层气地质资源量约为3636101012 12 mm 3 3 ，主要分布在华北和西北地区（占资源总量的，主要分布在华北和西北地区（占资源总量的，主要分布在华北和西北地区（占资源总量的，主要分布在华北和西北地区（占资源总量的84.884.8）。）。）。）。 1000 m1000 m以浅、以浅、以浅、以浅、10001000～～～～1500 m1500 m和和和和15001500～～～～2000 m2000 m煤层气地质资煤层气地质资煤层气地质资煤层气地质资 源量分别占全国煤层气资源总量的源量分别占全国煤层气资源总量的源量分别占全国煤层气资源总量的源量分别占全国煤层气资源总量的38.838.8、、、、28.828.8和和和和32.432.4。。。。 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 8 开发利用煤层气（瓦斯），减少空气污染，保护大 气环境。 开发利用煤层气（瓦斯），减少空气污染，保护大 气环境。甲烷是造成环境温室效应甲烷是造成环境温室效应甲烷是造成环境温室效应甲烷是造成环境温室效应3 3 3 3种主要气体（甲种主要气体（甲种主要气体（甲种主要气体（甲 烷、二氧化碳和氟利昂）之一，以原子为基准，甲烷、二氧化碳和氟利昂）之一，以原子为基准，甲烷、二氧化碳和氟利昂）之一，以原子为基准，甲烷、二氧化碳和氟利昂）之一，以原子为基准，甲 烷的加热效应是二氧化碳（烷的加热效应是二氧化碳（烷的加热效应是二氧化碳（烷的加热效应是二氧化碳（COCOCOCO 2 2 2 2 ）的）的）的）的25252525至至至至30303030倍，甲烷倍，甲烷倍，甲烷倍，甲烷 排入大气层，它对臭氧层破坏能力是二氧化碳的排入大气层，它对臭氧层破坏能力是二氧化碳的排入大气层，它对臭氧层破坏能力是二氧化碳的排入大气层，它对臭氧层破坏能力是二氧化碳的7 7 7 7倍。倍。倍。倍。 据统计，我国因煤炭开采向大气排放的瓦斯（甲烷）据统计，我国因煤炭开采向大气排放的瓦斯（甲烷）据统计，我国因煤炭开采向大气排放的瓦斯（甲烷）据统计，我国因煤炭开采向大气排放的瓦斯（甲烷） 约约约约150150150150108 m108 m108 m108 m 3 3 3 3 。目前，全国煤矿瓦斯对空气排放量。目前，全国煤矿瓦斯对空气排放量。目前，全国煤矿瓦斯对空气排放量。目前，全国煤矿瓦斯对空气排放量 占全部工业生产排放甲烷的占全部工业生产排放甲烷的占全部工业生产排放甲烷的占全部工业生产排放甲烷的1/31/31/31/3左右。左右。左右。左右。 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 国家主席胡锦涛强调国家主席胡锦涛强调国家主席胡锦涛强调国家主席胡锦涛强调“ “我们的发展不能以牺牲精神我们的发展不能以牺牲精神我们的发展不能以牺牲精神我们的发展不能以牺牲精神 文明为代价，不能以牺牲生态环境为代价，更不能文明为代价，不能以牺牲生态环境为代价，更不能文明为代价，不能以牺牲生态环境为代价，更不能文明为代价，不能以牺牲生态环境为代价，更不能 以牺牲人的生命为代价以牺牲人的生命为代价以牺牲人的生命为代价以牺牲人的生命为代价” ”。。。。国家安全生产监督管理总国家安全生产监督管理总国家安全生产监督管理总国家安全生产监督管理总 局下发了安监总煤装（局下发了安监总煤装（局下发了安监总煤装（局下发了安监总煤装（2007200720072007））））188188188188号号号号“ “关于加强煤矿关于加强煤矿关于加强煤矿关于加强煤矿 瓦斯先抽后采工作的指导意见瓦斯先抽后采工作的指导意见瓦斯先抽后采工作的指导意见瓦斯先抽后采工作的指导意见” ”，指出煤矿瓦斯先，指出煤矿瓦斯先，指出煤矿瓦斯先，指出煤矿瓦斯先 抽后采是治理瓦斯的根本性措施，要对煤层瓦斯尽抽后采是治理瓦斯的根本性措施，要对煤层瓦斯尽抽后采是治理瓦斯的根本性措施，要对煤层瓦斯尽抽后采是治理瓦斯的根本性措施，要对煤层瓦斯尽 最大能力抽采，努力实现煤炭开采前瓦斯抽采的最最大能力抽采，努力实现煤炭开采前瓦斯抽采的最最大能力抽采，努力实现煤炭开采前瓦斯抽采的最最大能力抽采，努力实现煤炭开采前瓦斯抽采的最 大化。大化。大化。大化。 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 9 中国大陆是小个板块中国大陆是小个板块中国大陆是小个板块中国大陆是小个板块 四、中国煤矿瓦斯灾害严重的原因地质构造复杂四、中国煤矿瓦斯灾害严重的原因四、中国煤矿瓦斯灾害严重的原因地质构造复杂地质构造复杂 萨彦-额尔古纳断褶 系 吉黑断褶带 断褶 带 塔里木地块区 天山-兴安岭断褶系 中朝地块区 昆仑-祁连-秦岭断褶系 华南断褶带 青 藏 印 支 块 褶 区 印度地块 西伯利亚地 块 滨 太 平 洋 扬子地 块 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 30 40 长春 沈阳 哈尔滨 呼和浩特 北京 天津 乌鲁木齐 拉萨上海 广 州 福州 南昌 西安 合 肥 武 汉 郑 州 银川 济南 太平洋板块 菲律宾海板块 印度板块 西伯利亚板 块 0400800Km 8090 100110120130140150 80 90100110120130 板块运动 方向 -4--6 -2--40--20-22-55-10 10 20 20 30 40 四、中国煤矿瓦斯灾害严重的原因地质构造复杂四、中国煤矿瓦斯灾害严重的原因四、中国煤矿瓦斯灾害严重的原因地质构造复杂地质构造复杂 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 10 四、中国煤矿瓦斯灾害严重的原因构造煤发育、透 气性低 四、中国煤矿瓦斯灾害严重的原因四、中国煤矿瓦斯灾害严重的原因构造煤发育、透构造煤发育、透 气性低气性低 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 区 斯 0 44 0k m 0500 km 上海 海南岛 海南 南 海 东沙群岛 台湾岛 香港 赤尾屿 钓鱼岛 台北 福州 广州 澳门 南宁 贵阳 长沙 南昌 武汉 西安 合肥 杭州 南京 地 扬下 子 区 斯 瓦 高 两淮 豫东 区 斯 瓦 高 西 豫 区斯瓦 鄂高 瓦 区 赣 浙 闽 沿 海 低 瓦 斯 区 湘 粤 桂 东 西 湘 西 黔 东 桂 中 高 山 巴 南 高 瓦 斯 区 低 瓦 斯 区 地盆 川 南 海 南海诸岛 广州 内 蒙 黑 吉 辽 中 东 部 哈尔滨 东 部 低 瓦 斯 区 高 瓦 斯 区 沈阳 长春 海渤 津 天 斯 瓦 高 北京 冀 东 豫 北 低 瓦 斯 济南 鲁 苏 北 低 瓦 斯 区 区 州郑 区 斯 瓦 庄 家 石 原太 高 西 山 辽 燕 山阴 鄂 尔 多 斯 盆 地 高 银川 区 拉萨 准 噶尔 低 瓦 斯 区 塔 里木 北 低瓦斯 区 区 斯 瓦 低 山 天 乌鲁木齐 斯 瓦 低山 连 祁 缘 北 木 达 柴 区 斯 瓦 低 南 西 川 中 滇 龙 门 山 四 西宁 兰州 昆明 成都 川南黔北黔 西高瓦斯区 西 区域边界 较高渗透性煤层带 低渗透性煤层带 大 区 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅰ Ⅱ1 Ⅱ2 Ⅲ1 Ⅲ2 Ⅲ3 Ⅳ1 Ⅳ2 Ⅴ1 Ⅰ1 Ⅰ1 逆冲推覆断裂带 板块结合断裂带 地壳拼接断裂带 走滑断裂带 瓦 斯 区 张子敏 主编、闫江伟 清绘 2008.12 30 40 140120110100908070 110120 40 130 100 中国煤储层瓦斯渗透性区域分布图 30 中渗透性煤层带 准噶尔 - 兴安活动带包括准噶尔、锡林浩特、 嫩江、佳木斯等地块 构造单元划分 Ⅰ西伯利亚板块 Ⅰ1 Ⅱ塔里木-华北板块 Ⅱ1 Ⅱ2 塔里木板块 华北板块 Ⅲ华南板块 Ⅲ1 Ⅲ2 Ⅲ3 扬子地块 南华活动带 松潘 - 甘孜活动带 Ⅳ藏滇板块 Ⅳ1 Ⅳ2 羌中南 - 唐古拉 - 保山地块 冈底斯 - 腾冲活动带 Ⅴ印度板块 Ⅴ1喜马拉雅逆冲板片 极低渗透性煤层带 五、瓦斯地质理论是瓦斯防治的必要基础五、瓦斯地质理论是瓦斯防治的必要基础五、瓦斯地质理论是瓦斯防治的必要基础 －－－－－－－－瓦斯是地质成因的瓦斯是地质成因的瓦斯是地质成因的瓦斯是地质成因的瓦斯的根扎在地质上瓦斯的根扎在地质上瓦斯的根扎在地质上瓦斯的根扎在地质上 （（（（1 1 1 1）瓦斯是生于煤层、存储于煤层或围岩中的气体）瓦斯是生于煤层、存储于煤层或围岩中的气体）瓦斯是生于煤层、存储于煤层或围岩中的气体）瓦斯是生于煤层、存储于煤层或围岩中的气体 地质体地质体地质体地质体 （（（（2 2 2 2）瓦斯的生成条件、保存条件、赋存和分布规律）瓦斯的生成条件、保存条件、赋存和分布规律）瓦斯的生成条件、保存条件、赋存和分布规律）瓦斯的生成条件、保存条件、赋存和分布规律 都受着极其复杂的地质演化作用的控制都受着极其复杂的地质演化作用的控制都受着极其复杂的地质演化作用的控制都受着极其复杂的地质演化作用的控制 （（（（3 3 3 3）地质构造复杂程度控制着煤与瓦斯突出危险）地质构造复杂程度控制着煤与瓦斯突出危险）地质构造复杂程度控制着煤与瓦斯突出危险）地质构造复杂程度控制着煤与瓦斯突出危险 性；构造煤的发育特征控制着瓦斯（煤层气）抽采和性；构造煤的发育特征控制着瓦斯（煤层气）抽采和性；构造煤的发育特征控制着瓦斯（煤层气）抽采和性；构造煤的发育特征控制着瓦斯（煤层气）抽采和 瓦斯防治的难度瓦斯防治的难度瓦斯防治的难度瓦斯防治的难度 （（（（4 4 4 4）开煤矿就会瓦斯，瓦斯灾害的发生，涉及到复）开煤矿就会瓦斯，瓦斯灾害的发生，涉及到复）开煤矿就会瓦斯，瓦斯灾害的发生，涉及到复）开煤矿就会瓦斯，瓦斯灾害的发生，涉及到复 杂的地质因素、开采因素和人为因素。杂的地质因素、开采因素和人为因素。杂的地质因素、开采因素和人为因素。杂的地质因素、开采因素和人为因素。 第一节瓦斯地质学研究的意义第一节瓦斯地质学研究的意义 11 第一节第一节第一节第一节 瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义 第二节第二节第二节第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容 第三节第三节第三节第三节 瓦斯地质学研究的方法和手段瓦斯地质学研究的方法和手段瓦斯地质学研究的方法和手段瓦斯地质学研究的方法和手段 第四节第四节第四节第四节 瓦斯地质学的形成和发展趋势瓦斯地质学的形成和发展趋势瓦斯地质学的形成和发展趋势瓦斯地质学的形成和发展趋势 第一章绪论第一章绪论 一、瓦斯地质学的研究对象一、瓦斯地质学的研究对象一、瓦斯地质学的研究对象一、瓦斯地质学的研究对象 瓦斯地质学是研究瓦斯的形成、运移、赋瓦斯地质学是研究瓦斯的形成、运移、赋瓦斯地质学是研究瓦斯的形成、运移、赋瓦斯地质学是研究瓦斯的形成、运移、赋 存和发生瓦斯灾害的地质控制理论的一门交叉存和发生瓦斯灾害的地质控制理论的一门交叉存和发生瓦斯灾害的地质控制理论的一门交叉存和发生瓦斯灾害的地质控制理论的一门交叉 学科。学科。学科。学科。 二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容 1 1 瓦斯赋存机理研究瓦斯赋存机理研究瓦斯赋存机理研究瓦斯赋存机理研究 研究不同级别范围内的瓦斯赋存分布规律研究不同级别范围内的瓦斯赋存分布规律研究不同级别范围内的瓦斯赋存分布规律研究不同级别范围内的瓦斯赋存分布规律 及控制因素。及控制因素。及控制因素。及控制因素。 第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容 12 二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容 2 2 2 2 构造煤和瓦斯突出煤体基础理论研究构造煤和瓦斯突出煤体基础理论研究构造煤和瓦斯突出煤体基础理论研究构造煤和瓦斯突出煤体基础理论研究 （（（（1 1 1 1）定义）定义）定义）定义构造煤构造煤构造煤构造煤是煤层受地质构造挤压剪切破坏是煤层受地质构造挤压剪切破坏是煤层受地质构造挤压剪切破坏是煤层受地质构造挤压剪切破坏 作用的产物。作用的产物。作用的产物。作用的产物。 瓦斯突出煤体瓦斯突出煤体瓦斯突出煤体瓦斯突出煤体是指含高能瓦斯的构造煤体。是指含高能瓦斯的构造煤体。是指含高能瓦斯的构造煤体。是指含高能瓦斯的构造煤体。 （（（（2 2 2 2）研究意义构造煤控制着瓦斯灾害的发生，影）研究意义构造煤控制着瓦斯灾害的发生，影）研究意义构造煤控制着瓦斯灾害的发生，影）研究意义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。响着瓦斯的治理，亦控制着煤层气的地面开发。响着瓦斯的治理，亦控制着煤层气的地面开发。响着瓦斯的治理，亦控制着煤层气的地面开发。 （（（（3 3 3 3）构造煤和瓦斯突出煤体基础理论，主要是指运）构造煤和瓦斯突出煤体基础理论，主要是指运）构造煤和瓦斯突出煤体基础理论，主要是指运）构造煤和瓦斯突出煤体基础理论，主要是指运 用构造地质学、地球物理学、流体力学、量子化学、用构造地质学、地球物理学、流体力学、量子化学、用构造地质学、地球物理学、流体力学、量子化学、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，研究力化学等相关学科知识，研究力化学等相关学科知识，研究力化学等相关学科知识，研究构造煤力化学成烃作用构造煤力化学成烃作用构造煤力化学成烃作用构造煤力化学成烃作用、、、、 构造煤瓦斯多场多相耦合作用、构造煤探测理论和技构造煤瓦斯多场多相耦合作用、构造煤探测理论和技构造煤瓦斯多场多相耦合作用、构造煤探测理论和技构造煤瓦斯多场多相耦合作用、构造煤探测理论和技 术等术等术等术等，为瓦斯突出煤体预测、瓦斯治理和煤层气开发，为瓦斯突出煤体预测、瓦斯治理和煤层气开发，为瓦斯突出煤体预测、瓦斯治理和煤层气开发，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。提供理论基础。提供理论基础。提供理论基础。 第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容 二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容 3 3 3 3 瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理研究瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理研究瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理研究瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理研究 以以以以煤矿瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理煤矿瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理煤矿瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理煤矿瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理为核心，围绕为核心，围绕为核心，围绕为核心，围绕瓦瓦瓦瓦 斯富集和渗透性斯富集和渗透性斯富集和渗透性斯富集和渗透性两个科学问题，运用板块构造、区域地质演化两个科学问题，运用板块构造、区域地质演化两个科学问题，运用板块构造、区域地质演化两个科学问题，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、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、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、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大、高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井瓦斯低渗富集区分布面积大、高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井瓦斯低渗富集区分布面积大、高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井瓦斯低渗富集区分布面积大、高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井 居多的特点，开展居多的特点，开展居多的特点，开展居多的特点，开展瓦斯赋存构造逐级控制理论瓦斯赋存构造逐级控制理论瓦斯赋存构造逐级控制理论瓦斯赋存构造逐级控制理论、、、、瓦斯低渗富集瓦斯低渗富集瓦斯低渗富集瓦斯低渗富集 区的成因和分布区的成因和分布区的成因和分布区的成因和分布、、、、瓦斯高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、、、、瓦斯高富集瓦斯高富集瓦斯高富集瓦斯高富集 低渗煤层甲烷解吸和流动的特性低渗煤层甲烷解吸和流动的特性低渗煤层甲烷解吸和流动的特性低渗煤层甲烷解吸和流动的特性、、、、煤矿瓦斯（煤层气）高效抽煤矿瓦斯（煤层气）高效抽煤矿瓦斯（煤层气）高效抽煤矿瓦斯（煤层气）高效抽 采地质控制机理采地质控制机理采地质控制机理采地质控制机理等五个方面研究，同时要突破等五个方面研究，同时要突破等五个方面研究，同时要突破等五个方面研究，同时要突破“ “突出煤层为煤突出煤层为煤突出煤层为煤突出煤层为煤 层气开发禁区层气开发禁区层气开发禁区层气开发禁区” ”的认知，揭示出低渗煤层可抽性和瓦斯富集构的认知，揭示出低渗煤层可抽性和瓦斯富集构的认知，揭示出低渗煤层可抽性和瓦斯富集构的认知，揭示出低渗煤层可抽性和瓦斯富集构 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。抽采和煤层气地面开发奠定理论基础。抽采和煤层气地面开发奠定理论基础。抽采和煤层气地面开发奠定理论基础。 第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容 13 二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容二、瓦斯地质学的研究内容 4 4 4 4 煤与瓦斯突出的地质控制机理研究煤与瓦斯突出的地质控制机理研究煤与瓦斯突出的地质控制机理研究煤与瓦斯突出的地质控制机理研究 运用板块构造理论、区域地质演化和瓦斯赋存构运用板块构造理论、区域地质演化和瓦斯赋存构运用板块构造理论、区域地质演化和瓦斯赋存构运用板块构造理论、区域地质演化和瓦斯赋存构 造逐级控制理论，重点研究我国造逐级控制理论，重点研究我国造逐级控制理论，重点研究我国造逐级控制理论，重点研究我国58585858个个个个高瓦斯突出矿区高瓦斯突出矿区高瓦斯突出矿区高瓦斯突出矿区 构造演化特征构造演化特征构造演化特征构造演化特征，研究，研究，研究，研究煤与瓦斯突出矿井发生突出的地煤与瓦斯突出矿井发生突出的地煤与瓦斯突出矿井发生突出的地煤与瓦斯突出矿井发生突出的地 质机制质机制质机制质机制，研究，研究，研究，研究煤与瓦斯突出危险区的分布规律煤与瓦斯突出危险区的分布规律煤与瓦斯突出危险区的分布规律煤与瓦斯突出危险区的分布规律，研究，研究，研究，研究 瓦斯突出煤体的分布规律瓦斯突出煤体的分布规律瓦斯突出煤体的分布规律瓦斯突出煤体的分布规律。。。。 第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容 第一节第一节第一节第一节 瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义瓦斯地质学研究的意义 第二节第二节第二节第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容瓦斯地质学研究的对象和内容 第三节第三节第三节第三节 瓦斯地质学研究的方法和手段瓦斯地质学研