瓦斯地质图编制方法.ppt

1,讲授主要内容,第一讲瓦斯地质规律,第二讲瓦斯地质图编制方法,2,1瓦斯地质规律,煤炭形成后在长期的地质历史时期，受成煤作用和构造演化控制，形成不同的煤体结构及储层物性特征，使瓦斯（煤层气）的生成、赋存、运移，以及在煤炭开采过程中的涌出方式遵循一定的规律，即瓦斯地质规律。瓦斯地质规律包括瓦斯生成的地质条件、瓦斯保存的地质条件、瓦斯赋存特征、矿区、井田构造变形特征及复杂程度、不同方向的断裂、褶皱构造及其挤压、拉张、剪切应力场的演化历史、煤层结构破坏及构造煤的发育程度等，这些都是影响煤层瓦斯含量、矿井瓦斯涌出量、煤与瓦斯突出危险性、煤与瓦斯突出强度和瓦斯抽放利用条件的重要地质因素。搞清它们之间的关系就搞清了瓦斯地质规律,3,1瓦斯地质规律,,4,1瓦斯地质规律,1.1瓦斯地质规律研究的重要理论（1）瓦斯赋存构造逐级控制理论瓦斯赋存和分布是构造历史演化作用的结果，受构造复杂程度和构造应力场特征的控制。要厘清矿井构造，必须厘清矿区构造；要厘清矿区构造，必须厘清区域构造及其大地构造位置。只有如此，才能理清不同级别范围的瓦斯地质规律。（2）构造煤形成和分布理论构造煤低强度、低渗透性、高吸附特性和快速解吸瓦斯的能力是造成煤与瓦斯突出的地质基础，也是造成构造煤发育区抽采困难的根本原因。构造煤的形成和分布是构造历史演化作用的结果。构造煤形成历史反演和构造煤形态和空间展布规律是瓦斯地质规律研究的关键。,5,1瓦斯地质规律,1.2瓦斯赋存的一般规律1、煤层埋深及产状与瓦斯赋存具有线性关系随着煤层埋藏深度的增加，甲烷所占比例增大，瓦斯含量增大。一般出露地表的煤层瓦斯容易逸出，而且空气也向煤层渗透，因而煤层中含有CO2，N2等气体，瓦斯含量少。在同一理深下，煤层倾角越小，煤层瓦斯含量越高。我国许多矿井浅部水平为低瓦斯矿井，随着水平延伸升级为高瓦斯矿井，到深部水平升级为突出矿井，从宏观定性说明瓦斯含量、涌出量随着埋深增加，成正相关关系。,6,1瓦斯地质规律,1.2瓦斯赋存的一般规律1、煤层埋深及产状与瓦斯赋存具有线性关系,平顶山八矿己4采区绝对瓦斯涌出量与标高回归分析,7,1瓦斯地质规律,1.2瓦斯赋存的一般规律1、煤层埋深及产状与瓦斯赋存具有线性关系,平顶山八矿扩大采区绝对瓦斯涌出量与标高回归分析,8,1瓦斯地质规律,1.2瓦斯赋存的一般规律2、地质构造及组合对瓦斯赋存影响明显褶曲类型和褶皱复杂程度对瓦斯赋存均有影响。封闭的背斜有利于瓦斯的储存，是良好的储气构造或称圈闭构造。简单的向斜盆地构造，其瓦斯排放条件往往是比较困难的。高沼矿区基本分布在向斜轴部，背斜鞍部、鼻状构造的倾斜端及“S”型背斜转折端等，,9,1瓦斯地质规律,1.2瓦斯赋存的一般规律2、地质构造及组合对瓦斯赋存影响明显断层的开放与封闭性决定于下列条件（1）断层的性质和力学性质。一般张性正断层属开放型，而压性或压扭性逆断层封闭条件较好。（2）断层与地面或冲积层的联通情况。规模大且与地表相通或与松散冲积层相连的断层一般为开放型。（3）断层将煤层断开后，煤层与断层另一盘接触的岩层性质。若透气性好则利于瓦斯排放。（4）断层带的特征。如断层的充填情况、紧闭程度，裂隙发育情况不同，开放、封闭性也有差别。,10,1瓦斯地质规律,1.2瓦斯赋存的一般规律2、地质构造及组合对瓦斯赋存影响明显重力滑动构造有利于瓦斯释放。逆冲推覆构造增加了煤层上覆岩层的厚度，且挤压作用降低了岩层的透气性，有利于瓦斯的保存。,11,1瓦斯地质规律,1.2瓦斯赋存的一般规律3、岩浆侵入活动改变瓦斯赋存状态岩浆侵入含煤岩系、煤层，使煤、岩层产生胀裂及压缩。岩浆的高温烘烤可使煤的变质程度升高。另外，岩浆岩体有时使煤层局部被覆盖或封闭，有时因岩脉蚀变带裂隙增加，造成风化作用加强，逐渐形成裂隙通道。所以，在某些条件下岩浆侵入煤层有增加瓦斯生成量、保存瓦斯的作用，在某些条件下又有使瓦斯逸散的可能。因此，在研究岩浆岩对煤层瓦斯的影响时，要结合地质背景作具体分析。,12,1瓦斯地质规律,1.2瓦斯赋存的一般规律4．煤层和围岩的透气性影响逸散煤系地层岩性组合及其透气体对煤层瓦斯含量有重大影响。煤层及其围岩的透气性大、瓦斯易逸散，瓦斯含量小；反之，瓦斯易于保存，煤层的瓦斯含量大。,13,1瓦斯地质规律,1.2瓦斯赋存的一般规律5、地下水活动降低煤层瓦斯含量地下水与瓦斯共存于含煤岩系及围岩之中，它们的共性是均为流体，运移和赋存都与煤层和岩层的孔隙、裂隙通道有关。由于地下水的运移，一方面驱动着裂隙和孔隙中瓦斯的运移，另一方面又带动了溶解于水中的瓦斯一起流动。因此，地下水的活动有利于瓦斯的逸散；同时，水吸附在煤体裂隙和孔隙的表面，还减弱了煤对瓦斯的吸附能力。,14,1瓦斯地质规律,1.3构造煤赋存规律1、推覆构造、重力滑动构造伴生顺煤层剪切带，形成广泛分布的构造煤顺煤层剪切带是指沿煤层发育的，剪切面与煤层以小角度相交或者近于平行的剪切带。它是层面断层bedingfualts或顺层断层的一种，过去称之为顺层滑动构造。这种大规模的顺煤剪切带的走向、倾向和倾角和煤层是近于一致的。形成广泛分布、规模较大的构造煤。剪切带沿煤层发育，其位置可以在煤层上部，煤层下部，煤层中部或者整个煤层，其发育层位表现为一个顺层剪切煤层破坏带．一个煤层中可以发育一条剪切带，也可以是多条．在后一种情况下，剪切带可以相互交织，形成比较复杂的滑面结构。,15,1瓦斯地质规律,1.3构造煤赋存规律2、切层断层在断层带形成构造煤切层断层使构造煤呈现带状分布，构造煤厚度的增加和分布的范围，与断层性质、断层落差有关。切层小型正断层仅在断面和断层下降盘一侧形成薄层构造煤。,16,1瓦斯地质规律,1.3构造煤赋存规律3、褶曲构造伴生顺煤层剪切带褶曲形成的过程中由于不同岩层之间的位移量存在差别，会在某一个岩层中产生剪切滑动或层间滑动，即形成顺煤层剪切带。在同一煤层中，剪切优先选择以镜质组为主的光亮充分层中。在一个构造层内，顺煤层剪切带一般多发生在两组岩层强度差异性较大的界面附近，煤层是弱面，滑动构造常选择在煤层顶板或底板。,17,1瓦斯地质规律,1.4地质构造带及尖灭部位为构造应力集中带在断层带，尤其是逆断层带，仍存在较大的残余构造应力。在地质构造尖灭部位，虽然应力的集中度不足以形成构造，但也发生了应力集中。因为没有形成构造，集中应力没有得到释放，且长期存在。煤层厚度变薄或变厚的地区，也属构造应力集中应力带。,18,1瓦斯地质规律,1.4地质构造带及尖灭部位为构造应力集中带煤与瓦斯压出表现出明显的区域性1向斜轴部附近。2向斜轴和另一断裂或褶曲交汇地区。3向斜轴部的局部隆起区域。（4小断层群及顶板或底板凸起凹陷群区域。（5）煤厚及倾角突然、急剧变化区。,19,1瓦斯地质规律,1.5高应力区、高瓦斯区、构造煤发育区的复合部位是突出危险区国内外突出案例表明，高应力区、构造煤发育区和瓦斯富集区的叠加区是突出危险区。,20,2.1瓦斯地质图编图原理矿区瓦斯地质图是在深入研究区域地质演化、矿区构造演化及其构造分布特征的基础上，查清区域构造、矿区构造对井田构造的控制，对构造复杂区的控制，对构造煤发育规律的控制，并做到构造逐级控制，从而查清构造对煤层瓦斯赋存、分布特征的控制规律，查清矿区、矿井瓦斯（煤层气）地质规律。结合大量的瓦斯地质工作、瓦斯地质测试资料，大量的瓦斯涌出、瓦斯突出、瓦斯含量实测和预测资料，在编制全矿区所有矿井瓦斯地质图的基础上，编制矿区瓦斯地质图，编制瓦斯涌出量等值线、瓦斯含量等值线，划分瓦斯（煤层气）资源量评价区块，划分煤与瓦斯区域突出危险性分级。为矿区瓦斯综合治理和瓦斯（煤层气）开发、利用提供重要的依据，为矿区制定煤炭、煤层气开发规划提供重要的参考。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,21,2.2煤矿瓦斯地质图编制重要依据1煤矿安全规程2防治煤与瓦斯突出细则（防治煤与瓦斯突出规定）3AQ1018-2006矿井瓦斯涌出量预测方法4AQ1024-2006煤与瓦斯突出矿井鉴定规范5AQ1025-2006矿井瓦斯等级鉴定规范6AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采基本指标7AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范8AQ1046-2007地勘时期煤层瓦斯含量测定方法9AQ1047-2007煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法10DZ/T0216煤层气资源/储量规范11矿井瓦斯地质图编制方法,2煤矿瓦斯地质图编制方法,22,2.3矿区瓦斯地质图编制1地理底图选用110000或相应比例尺的矿区煤层底板等高线图、煤田地质图、构造纲要图、地形地质图和各矿井15000采掘工程平面图和相应的煤层底板等高线图为地理底图。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,23,2.3矿区瓦斯地质图编制2瓦斯内容及方法矿区瓦斯地质图是反映矿区瓦斯地质规律、瓦斯致灾、瓦斯预测、瓦斯（煤层气）资源评价及抽采技术条件等真实情况的技术图件。（1）矿区瓦斯地质图必须对全矿区进行煤与瓦斯区域突出危险性预测；按表1图例标注煤与瓦斯突出预测参数，如瓦斯压力测点等；按表1图例标注所有瓦斯突出点及其资料；按表1图例标注突出危险区、威胁区界线。（2）矿区瓦斯地质图必须对全矿区瓦斯涌出规律进行研究，按表1图例标注回采工作面瓦斯涌出量点，编绘瓦斯涌出量实测、预测等值线，编绘煤层瓦斯压力实测、预测等值线，其中要有0.74MPa等值线。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,24,2.3矿区瓦斯地质图编制3瓦斯内容及方法（3）矿区瓦斯地质图必须对全矿区瓦斯（煤层气）资源量进行评价，标注瓦斯含量测试点，编绘瓦斯含量等值线，划分瓦斯资源量评价区块，按表1图例填绘煤层气资源量。（4）矿区瓦斯地质图必须表示构造煤的发育特征和分布规律，要求所有煤巷按表1图例绘制构造煤厚度变化小柱状图，编绘测井曲线解释构造煤厚度小柱状图，明确表示构造煤厚度分布规律。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,25,2煤矿瓦斯地质图编制方法,26,2.4矿井瓦斯地质图编制1地理底图选用15000矿井采掘工程平面图和煤层底板等高线图作为地理底图，要求地理底图的选取应能反应最新的瓦斯地质信息。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,27,2.4矿井瓦斯地质图编制2瓦斯内容和方法（1）瓦斯涌出量点掘进工作面绝对瓦斯涌出量点，回采工作面绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量点，每月筛选一个数据，按表1图例、表2和表3填绘；（2）瓦斯涌出量等值线绝对瓦斯涌出量等值线又分实测线和预测线；（3）瓦斯压力等值线煤层瓦斯压力等值线分为实测等值线和预测等值线，其中要有0.74MPa等值线,按表1图例和表5填绘；,2煤矿瓦斯地质图编制方法,28,2.4矿井瓦斯地质图编制2瓦斯内容和方法（4）瓦斯涌出量区划根据矿井瓦斯涌出特征，一般是级差5m3/min，按表1图例填绘不同的面色，表示瓦斯涌出量区划级别；但对大型、特大型矿井，产量高、瓦斯涌出量大的矿井，绝对瓦斯涌出量等量差可适当增加。（5）瓦斯含量点和瓦斯含量等值线；,2煤矿瓦斯地质图编制方法,29,2.4矿井瓦斯地质图编制2瓦斯内容和方法（6）瓦斯突出危险性预测参数瓦斯压力P，瓦斯放散初速度ΔP，煤的坚固性系数f值，瓦斯突出危险性综合指标K值，钻屑瓦斯解吸指标Δh2，钻孔最大瓦斯涌出初速度qmax，钻孔最大钻屑量Smax等；（7）瓦斯突出危险性区划根据预测结果，将井田范围划分为突出危险区、突出威胁区和无突出区;（8）矿井瓦斯资源量根据瓦斯含量、煤炭储量，分块段计算。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,30,2.4矿井瓦斯地质图编制3矿井瓦斯地质图编图资料收集、整理要求1地质资料（1）矿井地质勘探精查或详查报告、矿井生产修编地质报告（地质说明书）；（2）矿井采掘工程平面图、煤层底板等高线图、构造纲要图、井上下对照图、地层综合柱状图；（3）采掘工作面地质说明书和相关图件；（4）煤巷编录的构造煤厚度、测井曲线解释、物理方法探测构造煤厚度；,2煤矿瓦斯地质图编制方法,31,2.4矿井瓦斯地质图编制3矿井瓦斯地质图编图资料收集、整理要求1地质资料（5）断层、褶皱、陷落柱、火成岩和顶底板砂泥岩分界线等；按表1图例和表10、表14填绘；（6）所有的钻孔柱状图和勘探线剖面图，按表1图例标注；（7）三维地震勘探资料。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,32,2.4矿井瓦斯地质图编制3矿井瓦斯地质图编图资料收集、整理要求2瓦斯资料（1）建矿以来掘进、回采工作面瓦斯日报表、瓦斯抽采台帐、风量报表、产量报表、采掘月进尺等资料，统计出各回采、掘进工作面的瓦斯绝对涌出量和相对涌出量；（2）瓦斯含量资料地质勘探钻孔取样测定的瓦斯含量和生产阶段取样测定的瓦斯含量；（3）瓦斯抽采资料详细收集煤层预抽瓦斯和采掘过程中抽采的瓦斯量、所有的瓦斯抽采设计方案和瓦斯抽采台帐；（4）瓦斯压力测试数据；,2煤矿瓦斯地质图编制方法,33,2.4矿井瓦斯地质图编制3矿井瓦斯地质图编图资料收集、整理要求2瓦斯资料（5）煤巷掘进测试的瓦斯突出预测参数，钻屑瓦斯解吸指标Δh2，钻孔最大瓦斯涌出初速度qmax，钻孔最大钻屑量Smax，瓦斯放散初速度ΔP，煤的坚固性系数f值，瓦斯突出危险综合指标K值；（6）煤与瓦斯突出点资料。统计建矿以来的所有煤与瓦斯突出点资料，并描述其发生过程和突出位置、作业工序等详细资料。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,34,2煤矿瓦斯地质图编制方法,35,4.5采、掘工作面瓦斯地质图编制1地理底图选用12000或11000采掘工作面工程平面图作为地理底图。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,36,2.5采、掘工作面瓦斯地质图编制2瓦斯内容和方法（1）瓦斯涌出量点回采工作面绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量，掘进工作面绝对瓦斯涌出量，每月分别筛选3个数据；（2）掘进工作面绝对瓦斯涌出量随采掘进程的变化曲线图；（3）瓦斯含量点、瓦斯压力点；（4）瓦斯放散初速度ΔP、煤的坚固性系数f值、瓦斯突出危险性综合指标K值；,2煤矿瓦斯地质图编制方法,37,2.5采、掘工作面瓦斯地质图编制2瓦斯内容和方法（5）煤与瓦斯突出预测预报指标钻孔最大瓦斯涌出初速度qmax、最大钻屑量smax和钻屑瓦斯解吸指标Δh2随采、掘进程的变化曲线图，突出预测指标R值变化曲线图。（6）瓦斯突出点；（7）瓦斯突出危险性区划根据预测结果，将突出煤层划分为突出危险区、突出威胁区和无突出区。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,38,2.5采、掘工作面瓦斯地质图编制3采掘工作面瓦斯地质图编图资料收集、整理要求1地质资料地质资料收集要齐全，不但要收集本工作面的资料，还要收集相邻工作面的地质资料，具体包括以下内容（1）矿井采掘工程平面图；（2）矿井地质精查报告、矿井生产补充勘探报告（地质说明书）；（3）工作面地质说明书和相邻掘进、回采工作面地质说明书；（4）构造煤厚度变化资料；,2煤矿瓦斯地质图编制方法,39,2.5采、掘工作面瓦斯地质图编制3采掘工作面瓦斯地质图编图资料收集、整理要求2瓦斯资料（1）采掘工作面瓦斯日报表、风量报表、产量报表、采掘月进尺；（2）瓦斯含量测试数据包括本工作面瓦斯含量测试数据和临近工作面瓦斯含量测试数据；（3）工作面瓦斯突出预测指标瓦斯压力P，瓦斯放散初速度ΔP，煤的坚固性系数f值，瓦斯突出危险性综合指标K值，钻屑瓦斯解吸指标Δh2，钻孔最大瓦斯涌出初速度qmax和钻孔最大钻屑量Smax。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,40,2.5采、掘工作面瓦斯地质图编制3采掘工作面瓦斯地质图编图资料收集、整理要求2瓦斯资料（4）瓦斯抽采资料工作面预抽和随采掘进程抽采的瓦斯资料，瓦斯抽采设计资料和瓦斯抽采台帐，按表11统计；（5）煤与瓦斯突出点资料收集突出点位置断层、褶皱要素及构造煤厚度、火成岩、陷落柱等地质资料。根据以上收集的瓦斯地质资料清单，整理瓦斯涌出量、瓦斯含量、瓦斯突出危险性预测参数和煤与瓦斯突出点资料。要求统计数据真实、可靠。,2煤矿瓦斯地质图编制方法,41,2煤矿瓦斯地质图编制方法,42,2.6矿井瓦斯地质图编制说明书编写提纲前言1矿井概况1.1交通位置及隶属关系1.2井型、开拓方式及生产能力1.3瓦斯1.4煤层1.5煤质特征1.6岩浆岩1.7水文地质特征2地质构造及控制特征研究2.1矿区地质构造演化及分布特征2.2井田地质构造及分布特征2.3构造煤发育及分布特征2.4地质构造对瓦斯赋存的控制3矿井瓦斯地质规律研究3.1断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响3.2顶底板岩性对瓦斯赋存的影响3.3岩浆岩分布对瓦斯赋存的影响,2煤矿瓦斯地质图编制方法,43,2.6矿井瓦斯地质图编制说明书编写提纲3.4煤层埋深及上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响3.5岩溶陷落柱对瓦斯赋存的影响3.6瓦斯含量分布及预测研究4矿井瓦斯涌出量预测4.1矿井瓦斯涌出资料统计及分析4.2矿井瓦斯抽采资料统计及分析4.3矿井回采工作面瓦斯涌出量预测4.3.1分源预测法预测瓦斯涌出量4.3.2瓦斯地质统计法预测瓦斯涌出量5煤与瓦斯区域突出危险性预测5.1煤与瓦斯突出危险性参数测定及统计5.2煤与瓦斯突出危险性影响因素分析5.3煤与瓦斯区域突出危险性预测6煤层气资源量计算6.1资源量计算方法6.2资源量计算及参数的确定6.3资源量计算结果及评价,2煤矿瓦斯地质图编制方法,44,2.6矿井瓦斯地质图编制说明书编写提纲7矿井瓦斯地质图编制7.1编图资料7.2编图内容和表示方法8结论和建议参考文献附图附表（矿井瓦斯地质图统计表）,2煤矿瓦斯地质图编制方法,45,2.7矿区瓦斯地质图说明书编写提纲0概述0.1矿区概况0.2研究内容0.3研究成果1矿区构造演化及瓦斯赋存构造逐级控制特征1.1区域构造、构造应力场演化及控制特征1.2矿区大地构造位置、构造应力场及控制特征2矿区瓦斯地质规律与瓦斯赋存分布特征2.1矿区瓦斯地质规律2.2矿区瓦斯赋存分布特征3矿区瓦斯地质图4矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测4.1矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测4.1.1井田地质构造特征4.1.2矿井瓦斯地质规律4.1.3瓦斯含量预测4.1.4瓦斯涌出量预测4.1.5煤与瓦斯区域突出危险性预测4.1.6矿井瓦斯地质图,2煤矿瓦斯地质图编制方法,46,4.7矿区瓦斯地质图说明书编写提纲5矿区瓦斯（煤层气）资源量评价5.1矿井瓦斯（煤层气）资源量评价5.2矿区瓦斯（煤层气）资源量评价6结论,2煤矿瓦斯地质图编制方法,47,2煤矿瓦斯地质图编制方法,,,,,,48,2煤矿瓦斯地质图编制方法,49,2煤矿瓦斯地质图编制方法,50,2煤矿瓦斯地质图编制方法,51,4煤矿瓦斯地质图编制方法,52,2煤矿瓦斯地质图编制方法,53,2煤矿瓦斯地质图编制方法,54,2煤矿瓦斯地质图编制方法,55,2煤矿瓦斯地质图编制方法,56,2煤矿瓦斯地质图编制方法,57,2煤矿瓦斯地质图编制方法,58,2煤矿瓦斯地质图编制方法,59,2煤矿瓦斯地质图编制方法,60,2煤矿瓦斯地质图编制方法,