浅议水文地质条件对煤层气赋存的控制

吴建辉

摘要：1978年我国开始实行对外开放的基本国策，对外打开市场，从国际上引进了先进的生产技术和管理经验，这大大的推动了我国的经济建设和发展，提高了人们的物质文化生活水平。2001年，我国再一次加大对外开放的程度，加入了世界贸易组织，在国际舞台上的地位更加稳固，这一系列措施都推动了我国各行各业的不断创新和发展。作为资源强国，长久以来我国在各种能源额储备和开发方面都存在着优势，特别是煤炭资源，其相关的煤层气等资源是宝贵的能源，其开采和利用过程有许多影响因素，我国政府为此对其投入了大量的人力、物力和财力资源。本文主要对当下水文地质条件对煤层气赋存的控制进行研究和分析，并提出若干建议，仅供大家参考。

关键词：水文地质；煤层气；赋存条件；控制因素

随着我国社会主义市场经济的持续快速发展，对于能源的需求也在与日俱增，特别是煤层气能源，其作为一种产生于煤层中的非常宝贵的天然气原料，是非常优质的矿生资源，在对其进行开发和利用的过程中会受到周围水文地质条件的严重影响，因此，如何对水文地质条件进行合理的把控，保证煤层气资源的可开发成为现阶段有关部门考虑的重点问题。

一、水利运移逸散作用

对于煤层气来说，水利运移逸散对其赋存的控制作用是十分明显的，其主要在煤矿层界面导水性能相对较强的地方，在断层面会出现很多的裂缝和裂痕，通过这些裂痕和裂缝将每层和地下水紧密的联系在一起，通过一系列的运转和活动，地下水渗透到煤层中，随之在其中发生运移和逸散。本文通过对相关文献资料的查阅和实地考察，发现这种水利运移逸散对煤层气赋存的控制形式在我国大多数地区都可以实现。

（一）下伏灰岩岩溶裂含水径流对于煤层气赋存的控制作用

在我国的华北地区，煤炭资源较为丰富，煤层气资源也比较广泛。但是在很多气候较为干旱的地区，煤炭资源和煤层气资源较少，因此在煤炭的开发过程中经常会出现干裂和断裂现象，下浮灰岩岩溶裂现象经常出现在华北地区煤炭相对比较贫乏的地区，比较典型的地区有山东西南部、西北部和山西西部等等，较为典型的煤矿就是位于河北省境内的峰峰煤矿。

峰峰煤矿位于断裂构造的发育地带，加之气候较为干旱，因此在其开发过程中，地下水逐渐和断裂区的走向平衡，造成其水流过强，下伏灰岩岩溶裂含水径流对煤层气产生了非常强大的水利作用，随着进行强烈的运移活动，造成煤层气的大量逸散，最终导致峰峰煤矿的整体煤层气含量减少。

（二）中灰岩岩溶裂含水径流对煤层气赋存的控制作用

中灰岩岩溶裂含水径流对于煤层气赋存的控制作用也是十分明显的，其主要体现在高度的水动力系统通过煤矿中的断裂面对煤层发生强烈的运移活动，最终造成煤层气的含量减少。这一情况大多出现在我国的西北地区，最为显著的就是位于山西的韩城煤矿，其在开采的过程中，由于强烈的水文地质运动，造成该地区煤层气通过煤层之间的裂痕不断逸散，整体煤层气含量较低。

（三）上覆新生界含水径流对煤层气赋存的控制作用

对于煤层气产生的上覆新生界地区，其会产生非常多的松散气孔，地下水通过这些气孔深入到煤层气中，逐渐在其中进行运移和逸散。由于上覆新生界区域中产生的气孔中所含地下水的厚度可以达到600米左右，加之其透气性和扩散性较好，造成运移活动剧烈，煤层气含量逐渐降低。

二、水利封闭控气对于煤层气的控制作用

所谓的水利封闭控气作用就是指在煤矿资源中，有很多断裂地区并不能导水，它们大多数是断裂发育较为宽缓的单斜地区或者是向斜地区，在这些地区中，由于其含水量和水纹运动较为轻缓，因此整体水利运移和逸散活动较少，地下水的水流较小，大多数只能以重力驱动和净水挤压的形式运动，这些都在很大程度上对煤层气进行了保护，因此在这些地区，煤层气的资源比较丰富。就目前我国煤炭资源的分布情况来看，煤层气较为丰富的地区在山西晋城和其周围的华北地区，本文主要以山西晋城的潘庄井田煤矿为例，对此情况进行介绍。

潘庄井田煤矿地处在地质结构比较简单的区域，其地貌呈现出一种单斜的形式，煤层气资源较为丰富，地下水资源相对匮乏，水文地质活动相对较少，煤矿的地质裂缝和裂痕也相对较少，落差最大的地区也不过10米左右，这些都为煤层气的广泛存在和发展创造了有力的条件。

（一）含水层和煤层分布与现状

在这些煤层气较为丰富的地区，地下水的流向与煤层气的运动方向是相反的，因此在水文地质运动的过程中，会对煤层气造成一定的拦截作用，这使得煤层气资源难以流失，非常有利于煤层气的保存，本文主要以开滦矿区为例，来对此种情况进行说明。开滦煤矿的地质条件有利于煤层气的保存和发展，其处在一种开平向斜不对称的地区，地下水通过东西走向的角度互相补充，与其煤矿中所存储的煤层气的运动方向恰恰相反，保证了煤层气的质量和含量。

（二）煤系上覆含水层

另外一种煤层气含量较为丰富的煤矿矿区就是指那些新生界含水流区域比较封闭状态的地区，在这些区域，地下水和含水层在活动的过程中会对煤层气的流失造成一定的拦截作用，很好的保证煤层气的含量。

结语：

我国国土面积960万平方千米，各类自然资源都十分丰富，煤矿资源作为我国重要的能源之一，长久以来党和政府在对其本身和相关产品的开发方面注入了很多的经费、投入了很大的精力，煤层气作为煤矿地区存在的十分宝贵的资源，应该更加合理的对其进行保护和开发，促进其可持续健康发展。

参考文献：

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