影响江仓矿区八井田瓦斯赋存的地质因素

海涛+刘立波+贺领兄

摘 要 瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的气体地质体，因此煤与瓦斯是亲密不分的。青海省江仓矿区是该省份的主要含煤地区，主要以炼焦用煤为主，本文主要以化验数据为主，分析影响该地区瓦斯分布的主要地质因素为：煤层埋深深度、煤层顶底板的岩性特征、构造及水文地质条件。

关键词 瓦斯赋存;地质条件;深度;围岩;构造

中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0170-01

运用瓦斯地质理论，结合地质勘探和矿井生产揭露的瓦斯地质资料，研究了梅田矿区余家寮井田的瓦斯赋存规律。综合分析了地质构造、顶底板岩性、煤层埋深、岩浆岩等对煤层瓦斯赋存的影响，预测了井田瓦斯含量，根据研究的瓦斯分布规律和瓦斯涌出量规律，可以更有针对性地制定瓦斯治理及施工措施，对煤矿的安全高效生产具有重要意义。

井田距西宁约335 km，公路有西宁-热水煤矿-矿区和西宁-刚察县-矿区两条公路;江仓矿区-西宁有铁路相通，外部交通十分方便。但整个井田为沼泽湿地，地表分布大小不等、形状各异的鱼鳞状平底积水洼坑，冬季气候寒冷，积水洼坑冻结干枯，车辆可勉强通行，井田内交通较为不便。根据钻孔揭露及区域资料，矿区发育地层由老至新为：本区属秦祁昆地层区，祁连-北秦岭地层分区，中祁连小区，木里-热水地层小区。

不管是瓦斯的生成还是瓦斯的赋存，地质条件是主要的影响因素，影响瓦斯赋存的地质条件主要由煤层的变质程度，渗透率，地质构造，煤层的埋深，水文地质条件，岩浆的活动，沉积环境和煤层顶底板岩性的特征等。在煤化作用过程中，不断的产生瓦斯，煤层的煤化程度越高，生成的瓦斯量也就越多，因此其他地质条件相同的条件下。煤的变质程度越高，生成的瓦斯含量也就越多。

通过八井田瓦斯含量及地质因素的分析，该井田影响瓦斯含量的主要地质因素如下。

1 煤层的埋藏深度

煤层生成的瓦斯在漫长的地质年代中有着不同的逸散，保存和释放。在其他地质条件相似的情况下，从化验数据看，在一定的深度范围之内，无论是烟煤还是不粘煤，煤中瓦斯的含量随着煤层埋藏深度的增加而增加，两者存在正线性关系，瓦斯所占比例（CH4%））也随着埋藏深度的增大而增大，但是如果埋藏深度继续增大，瓦斯的含量会趋于饱和（如图1）。在埋深小于100 m时，瓦斯的含量小于1 ml/kg，而深度达到600 m时，瓦斯的含量明显高于埋深100 m时的含量，而深度达到1100 m时瓦斯的含量仍逐渐增高。

2 煤层的变质程度

煤层的变质程度（煤级）是评价和预测瓦斯的重要参数，试验研究和客观地质事实均表明没层中瓦斯的含量和煤变质程度密切相关。一般而言煤层的瓦斯含量随着煤层的变质程度增高而增高。

从图中可以看出，在同样的深度下，煤层变质程度高的焦煤瓦斯含量比变质程度较低的不粘煤要高，在八井田内前者瓦斯含量为后者的2倍，而两种煤类中瓦斯所占的比例几乎一致。

图1 煤层埋深与变质程度对瓦斯含量的影响

3 围岩岩性

一般情况下，煤层围岩是影响瓦斯分布的重要因素，而围岩对煤层瓦斯的影响主要决定于隔气性能，含煤岩系是基底与盖层的岩性组合，顶板为多孔隙或脆性发育的岩石，容易逸散。八井田煤层顶板多为含碳泥岩、泥岩、粉砂岩，而个别的钻孔煤层和顶板为突变接触，煤层顶板为细砂岩、中砂岩等，通过对同一深度煤层的瓦斯含量分析，其与煤层顶板的岩性（矿物颗粒的粒级）有着以下关系（如图2）。

图2 顶板岩性对瓦斯含量的影响

4 构造及水文地质条件

从广义上讲，构造因素直接或间接控制着从含煤地层形成至煤层气生成聚集过程中的每个环节，是所有地质因素中最为重要而直接的控气因素。

在聚煤期，构造控制着煤系地层和煤层形成发育的特征，控制着煤层气的煤层条件和形成条件;在聚煤期后，构造特征及其演化通过对构造变形和热历史的限定，不仅对煤层生、储性能产生影响，而且直接控制煤层气的成藏和后期煤层气的保存条件，从而决定着特定地区煤层气资源开发的潜力[1]。构造升降运动可以改变地层的温压条件，打破原有煤层气吸附平衡关系，使吸附气与游离气相互转化，从而影响煤层气的保存。

通常正断层一般。

八井田可采煤层均分布在向斜的北翼，其井田北侧有F1逆断层，而逆断层在形成过程中，破坏了的地层原有压力的平衡。煤层中瓦斯往外逸散，聚于F1逆断层附近，而逆断层为封闭性断层，在逆断层附近应该是瓦斯含量较。但由于逆断层地下水的渗出，瓦斯溶解于水中被带出地表，在断层附近瓦斯含量降低。

影响瓦斯分布的地质因素较多，本文只利用现有的化验数据进行了分析，由于化验数据较少，只对八井田内部的瓦斯分布规律进行了分析。

参考文献

[1]王小英.忻州窑井田瓦斯赋存规律研究[J].山西科技，2014（2）：70-71.

[2]杨静，徐东方.余家寮井田瓦斯赋存规律[J].煤炭与化工，2013（2）：59-60.

[3]张银海.浅谈李粮店井田瓦斯赋存规律[J].中州煤炭，2007（3）：31.

[4]王志骅，汤友谊.井田地质构造对煤层瓦斯赋存控制作用的研究[J].煤炭技术，2011（12）：125-127.

作者简介

海涛，青海省第四地质矿产勘查院，2010年中国地质大学（武汉）煤及煤层气工程毕业，从事煤田地质及页岩气评价

工作。endprint

摘 要 瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的气体地质体，因此煤与瓦斯是亲密不分的。青海省江仓矿区是该省份的主要含煤地区，主要以炼焦用煤为主，本文主要以化验数据为主，分析影响该地区瓦斯分布的主要地质因素为：煤层埋深深度、煤层顶底板的岩性特征、构造及水文地质条件。

关键词 瓦斯赋存;地质条件;深度;围岩;构造

中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0170-01

运用瓦斯地质理论，结合地质勘探和矿井生产揭露的瓦斯地质资料，研究了梅田矿区余家寮井田的瓦斯赋存规律。综合分析了地质构造、顶底板岩性、煤层埋深、岩浆岩等对煤层瓦斯赋存的影响，预测了井田瓦斯含量，根据研究的瓦斯分布规律和瓦斯涌出量规律，可以更有针对性地制定瓦斯治理及施工措施，对煤矿的安全高效生产具有重要意义。

井田距西宁约335 km，公路有西宁-热水煤矿-矿区和西宁-刚察县-矿区两条公路;江仓矿区-西宁有铁路相通，外部交通十分方便。但整个井田为沼泽湿地，地表分布大小不等、形状各异的鱼鳞状平底积水洼坑，冬季气候寒冷，积水洼坑冻结干枯，车辆可勉强通行，井田内交通较为不便。根据钻孔揭露及区域资料，矿区发育地层由老至新为：本区属秦祁昆地层区，祁连-北秦岭地层分区，中祁连小区，木里-热水地层小区。

不管是瓦斯的生成还是瓦斯的赋存，地质条件是主要的影响因素，影响瓦斯赋存的地质条件主要由煤层的变质程度，渗透率，地质构造，煤层的埋深，水文地质条件，岩浆的活动，沉积环境和煤层顶底板岩性的特征等。在煤化作用过程中，不断的产生瓦斯，煤层的煤化程度越高，生成的瓦斯量也就越多，因此其他地质条件相同的条件下。煤的变质程度越高，生成的瓦斯含量也就越多。

通过八井田瓦斯含量及地质因素的分析，该井田影响瓦斯含量的主要地质因素如下。

1 煤层的埋藏深度

煤层生成的瓦斯在漫长的地质年代中有着不同的逸散，保存和释放。在其他地质条件相似的情况下，从化验数据看，在一定的深度范围之内，无论是烟煤还是不粘煤，煤中瓦斯的含量随着煤层埋藏深度的增加而增加，两者存在正线性关系，瓦斯所占比例（CH4%））也随着埋藏深度的增大而增大，但是如果埋藏深度继续增大，瓦斯的含量会趋于饱和（如图1）。在埋深小于100 m时，瓦斯的含量小于1 ml/kg，而深度达到600 m时，瓦斯的含量明显高于埋深100 m时的含量，而深度达到1100 m时瓦斯的含量仍逐渐增高。

2 煤层的变质程度

煤层的变质程度（煤级）是评价和预测瓦斯的重要参数，试验研究和客观地质事实均表明没层中瓦斯的含量和煤变质程度密切相关。一般而言煤层的瓦斯含量随着煤层的变质程度增高而增高。

从图中可以看出，在同样的深度下，煤层变质程度高的焦煤瓦斯含量比变质程度较低的不粘煤要高，在八井田内前者瓦斯含量为后者的2倍，而两种煤类中瓦斯所占的比例几乎一致。

图1 煤层埋深与变质程度对瓦斯含量的影响

3 围岩岩性

一般情况下，煤层围岩是影响瓦斯分布的重要因素，而围岩对煤层瓦斯的影响主要决定于隔气性能，含煤岩系是基底与盖层的岩性组合，顶板为多孔隙或脆性发育的岩石，容易逸散。八井田煤层顶板多为含碳泥岩、泥岩、粉砂岩，而个别的钻孔煤层和顶板为突变接触，煤层顶板为细砂岩、中砂岩等，通过对同一深度煤层的瓦斯含量分析，其与煤层顶板的岩性（矿物颗粒的粒级）有着以下关系（如图2）。

图2 顶板岩性对瓦斯含量的影响

4 构造及水文地质条件

从广义上讲，构造因素直接或间接控制着从含煤地层形成至煤层气生成聚集过程中的每个环节，是所有地质因素中最为重要而直接的控气因素。

在聚煤期，构造控制着煤系地层和煤层形成发育的特征，控制着煤层气的煤层条件和形成条件;在聚煤期后，构造特征及其演化通过对构造变形和热历史的限定，不仅对煤层生、储性能产生影响，而且直接控制煤层气的成藏和后期煤层气的保存条件，从而决定着特定地区煤层气资源开发的潜力[1]。构造升降运动可以改变地层的温压条件，打破原有煤层气吸附平衡关系，使吸附气与游离气相互转化，从而影响煤层气的保存。

通常正断层一般。

八井田可采煤层均分布在向斜的北翼，其井田北侧有F1逆断层，而逆断层在形成过程中，破坏了的地层原有压力的平衡。煤层中瓦斯往外逸散，聚于F1逆断层附近，而逆断层为封闭性断层，在逆断层附近应该是瓦斯含量较。但由于逆断层地下水的渗出，瓦斯溶解于水中被带出地表，在断层附近瓦斯含量降低。

影响瓦斯分布的地质因素较多，本文只利用现有的化验数据进行了分析，由于化验数据较少，只对八井田内部的瓦斯分布规律进行了分析。

参考文献

[1]王小英.忻州窑井田瓦斯赋存规律研究[J].山西科技，2014（2）：70-71.

[2]杨静，徐东方.余家寮井田瓦斯赋存规律[J].煤炭与化工，2013（2）：59-60.

[3]张银海.浅谈李粮店井田瓦斯赋存规律[J].中州煤炭，2007（3）：31.

[4]王志骅，汤友谊.井田地质构造对煤层瓦斯赋存控制作用的研究[J].煤炭技术，2011（12）：125-127.

作者简介

海涛，青海省第四地质矿产勘查院，2010年中国地质大学（武汉）煤及煤层气工程毕业，从事煤田地质及页岩气评价

工作。endprint

摘 要 瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的气体地质体，因此煤与瓦斯是亲密不分的。青海省江仓矿区是该省份的主要含煤地区，主要以炼焦用煤为主，本文主要以化验数据为主，分析影响该地区瓦斯分布的主要地质因素为：煤层埋深深度、煤层顶底板的岩性特征、构造及水文地质条件。

关键词 瓦斯赋存;地质条件;深度;围岩;构造

中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0170-01

运用瓦斯地质理论，结合地质勘探和矿井生产揭露的瓦斯地质资料，研究了梅田矿区余家寮井田的瓦斯赋存规律。综合分析了地质构造、顶底板岩性、煤层埋深、岩浆岩等对煤层瓦斯赋存的影响，预测了井田瓦斯含量，根据研究的瓦斯分布规律和瓦斯涌出量规律，可以更有针对性地制定瓦斯治理及施工措施，对煤矿的安全高效生产具有重要意义。

井田距西宁约335 km，公路有西宁-热水煤矿-矿区和西宁-刚察县-矿区两条公路;江仓矿区-西宁有铁路相通，外部交通十分方便。但整个井田为沼泽湿地，地表分布大小不等、形状各异的鱼鳞状平底积水洼坑，冬季气候寒冷，积水洼坑冻结干枯，车辆可勉强通行，井田内交通较为不便。根据钻孔揭露及区域资料，矿区发育地层由老至新为：本区属秦祁昆地层区，祁连-北秦岭地层分区，中祁连小区，木里-热水地层小区。

不管是瓦斯的生成还是瓦斯的赋存，地质条件是主要的影响因素，影响瓦斯赋存的地质条件主要由煤层的变质程度，渗透率，地质构造，煤层的埋深，水文地质条件，岩浆的活动，沉积环境和煤层顶底板岩性的特征等。在煤化作用过程中，不断的产生瓦斯，煤层的煤化程度越高，生成的瓦斯量也就越多，因此其他地质条件相同的条件下。煤的变质程度越高，生成的瓦斯含量也就越多。

通过八井田瓦斯含量及地质因素的分析，该井田影响瓦斯含量的主要地质因素如下。

1 煤层的埋藏深度

煤层生成的瓦斯在漫长的地质年代中有着不同的逸散，保存和释放。在其他地质条件相似的情况下，从化验数据看，在一定的深度范围之内，无论是烟煤还是不粘煤，煤中瓦斯的含量随着煤层埋藏深度的增加而增加，两者存在正线性关系，瓦斯所占比例（CH4%））也随着埋藏深度的增大而增大，但是如果埋藏深度继续增大，瓦斯的含量会趋于饱和（如图1）。在埋深小于100 m时，瓦斯的含量小于1 ml/kg，而深度达到600 m时，瓦斯的含量明显高于埋深100 m时的含量，而深度达到1100 m时瓦斯的含量仍逐渐增高。

2 煤层的变质程度

煤层的变质程度（煤级）是评价和预测瓦斯的重要参数，试验研究和客观地质事实均表明没层中瓦斯的含量和煤变质程度密切相关。一般而言煤层的瓦斯含量随着煤层的变质程度增高而增高。

从图中可以看出，在同样的深度下，煤层变质程度高的焦煤瓦斯含量比变质程度较低的不粘煤要高，在八井田内前者瓦斯含量为后者的2倍，而两种煤类中瓦斯所占的比例几乎一致。

图1 煤层埋深与变质程度对瓦斯含量的影响

3 围岩岩性

一般情况下，煤层围岩是影响瓦斯分布的重要因素，而围岩对煤层瓦斯的影响主要决定于隔气性能，含煤岩系是基底与盖层的岩性组合，顶板为多孔隙或脆性发育的岩石，容易逸散。八井田煤层顶板多为含碳泥岩、泥岩、粉砂岩，而个别的钻孔煤层和顶板为突变接触，煤层顶板为细砂岩、中砂岩等，通过对同一深度煤层的瓦斯含量分析，其与煤层顶板的岩性（矿物颗粒的粒级）有着以下关系（如图2）。

图2 顶板岩性对瓦斯含量的影响

4 构造及水文地质条件

从广义上讲，构造因素直接或间接控制着从含煤地层形成至煤层气生成聚集过程中的每个环节，是所有地质因素中最为重要而直接的控气因素。

在聚煤期，构造控制着煤系地层和煤层形成发育的特征，控制着煤层气的煤层条件和形成条件;在聚煤期后，构造特征及其演化通过对构造变形和热历史的限定，不仅对煤层生、储性能产生影响，而且直接控制煤层气的成藏和后期煤层气的保存条件，从而决定着特定地区煤层气资源开发的潜力[1]。构造升降运动可以改变地层的温压条件，打破原有煤层气吸附平衡关系，使吸附气与游离气相互转化，从而影响煤层气的保存。

通常正断层一般。

八井田可采煤层均分布在向斜的北翼，其井田北侧有F1逆断层，而逆断层在形成过程中，破坏了的地层原有压力的平衡。煤层中瓦斯往外逸散，聚于F1逆断层附近，而逆断层为封闭性断层，在逆断层附近应该是瓦斯含量较。但由于逆断层地下水的渗出，瓦斯溶解于水中被带出地表，在断层附近瓦斯含量降低。

影响瓦斯分布的地质因素较多，本文只利用现有的化验数据进行了分析，由于化验数据较少，只对八井田内部的瓦斯分布规律进行了分析。

参考文献

[1]王小英.忻州窑井田瓦斯赋存规律研究[J].山西科技，2014（2）：70-71.

[2]杨静，徐东方.余家寮井田瓦斯赋存规律[J].煤炭与化工，2013（2）：59-60.

[3]张银海.浅谈李粮店井田瓦斯赋存规律[J].中州煤炭，2007（3）：31.

[4]王志骅，汤友谊.井田地质构造对煤层瓦斯赋存控制作用的研究[J].煤炭技术，2011（12）：125-127.

作者简介

海涛，青海省第四地质矿产勘查院，2010年中国地质大学（武汉）煤及煤层气工程毕业，从事煤田地质及页岩气评价

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