韓金平 陽(yáng) 勇

(1.貴州省煤田地質(zhì)局,貴州 550008;2.貴州省煤田地質(zhì)局,貴州 550008)

清鎮(zhèn)市流長(zhǎng)勘查區(qū)8、9、13號(hào)煤層瓦斯分布規(guī)律探討

韓金平1陽(yáng) 勇2

(1.貴州省煤田地質(zhì)局,貴州 550008;2.貴州省煤田地質(zhì)局,貴州 550008)

本文通過收集、統(tǒng)計(jì)8、9、13號(hào)煤層大量瓦斯地質(zhì)資料，歸納了煤層瓦斯在平面上主要為氮?dú)狻託鈳?，勘查區(qū)內(nèi)沼氣帶、氮?dú)鈳в辛阈欠植?。橫向上以大于10.0ml/g.r分布為主，僅在斷層帶附近有小于10.0ml/g.r分布，縱向上一般隨著埋藏深度的增加而增加。本文從圍巖、埋深及暴露程度、構(gòu)造和水文地質(zhì)方面分述了影響瓦斯分布規(guī)律的因素。

瓦斯 分布規(guī)律 流卡勘查區(qū)

1 概況

勘查區(qū)位于大威嶺背斜北東段北西翼，總體構(gòu)造形態(tài)呈單斜構(gòu)造，僅在北東方向有波狀起伏，略呈寬緩向斜，軸部不明顯。北部產(chǎn)狀，僅在北東方向F11、F15附近傾向呈南西向(210°～260°，一般240°)，傾角3°～20°，一般10°。勘查區(qū)地層總體傾向北西(NW)270°～350°，一般320°。主斷層4條(F1、F2、F8、F9)，在勘查區(qū)內(nèi)呈“X”狀，大致將勘查區(qū)分割成東、南、西、北四個(gè)三角形斷塊。本區(qū)總體為一單斜構(gòu)造，地層在走向及傾向上有一定程度的起伏變化，但地層產(chǎn)狀比較平緩，褶皺不發(fā)育。區(qū)內(nèi)雖然斷層較為發(fā)育，但規(guī)律性較為明顯，構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。

勘查區(qū)內(nèi)出露地層有二疊系中統(tǒng)(P2)茅口組(P3m)、二疊系上統(tǒng)(P3)龍?zhí)督M(P3l)、長(zhǎng)興組(P3c)，下統(tǒng)(T1)大冶組(T1d)、安順組(T1a)，三疊系上統(tǒng)(T2)關(guān)嶺組(T2g)，第四系(Q)。其中龍?zhí)督M為勘查區(qū)內(nèi)含煤地層。龍?zhí)督M平均厚為243.37m，含煤11～16層，一般為12層。煤層總厚，平均8.94m，含煤系數(shù)3.67%?？辈閰^(qū)含可采煤層4層，編號(hào)為6、8、9、13號(hào)煤層，煤層總厚平均6.40m，可采系數(shù)2.6%。

2 瓦斯成分及含量

2.1 瓦斯自燃成分

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，8號(hào)煤層CH4+含量為37.33%～87.13%，平均為63.55%，9號(hào)煤層CH4+含量為31.02%～88.45%，平均為73.01%，13號(hào)煤層CH4+含量為14.09%～89.77%，平均為64.27%；8號(hào)煤層N2含量為11.64%～46.64%，平均為26.26%，9號(hào)煤層N2含量為9.87%～41.31%，平均為20.39%，13號(hào)煤層N2含量為8.91%～33.17%，平均為22.00%；8號(hào)煤層CO2含量為0.50%～33.07%，平均為8.52%，9號(hào)煤層CO2含量為0.52%～48.43%，平均為4.79%，13號(hào)煤層CO2含量為0.55%～65.89%，平均為12.01%。詳見表1。

2.2 瓦斯含量

8、9、13號(hào)煤層瓦斯含量見表1。從表中數(shù)據(jù)可知：8號(hào)煤層CO2平均含量1.61mL/g·daf，9號(hào)煤層CO2平均含量0.77mL/g·daf，13號(hào)煤層CO2平均含量2.15mL/g·daf；8號(hào)煤層CH4+(重?zé)N)平均含量11.62mL/g·daf，9號(hào)煤層CH4+(重?zé)N)平均含量12.56mL/g·daf，13號(hào)煤層CH4+(重?zé)N)平均含量12.45mL/g·daf。四層可采煤層CH4+(重?zé)N)平均含量均大于8mL/g·daf，總體上井田內(nèi)8、9、13號(hào)煤層為富甲烷煤層。

表1 瓦斯?jié)舛扔?jì)含量分析成果統(tǒng)計(jì)表

圖1 8號(hào)煤層瓦斯分帶圖

圖2 9號(hào)煤層瓦斯分帶圖

圖3 13號(hào)煤層瓦斯分帶圖

3 瓦斯分布規(guī)律

3.1 瓦斯在平面上的分布規(guī)律

瓦斯組成由淺至深劃分為：

氮?dú)鈳В篊H4：0～20%，N2：80%～100%，CO2：0～20%

氮?dú)?沼氣帶：CH4：20%～80%，N2：20%～80%，CO2：0～20%。

沼氣帶：CH4：80%～100%，N2：0～20%，CO2：0～20%。

根據(jù)瓦斯樣測(cè)試結(jié)果與圖1、2、3，流長(zhǎng)勘查區(qū)內(nèi)8號(hào)煤層中西小部分位于沼氣帶；其余部分為氮?dú)?沼氣帶；勘查區(qū)內(nèi)9號(hào)煤層中西部分及南部小部分位于沼氣帶；其余部分為氮?dú)?沼氣帶；勘查區(qū)內(nèi)13號(hào)煤層北部小部分位于沼氣帶；其余部分為氮?dú)?沼氣帶；勘查區(qū)內(nèi)8、13號(hào)煤層氮?dú)鈳в辛阈欠植肌?/p>

3.2 瓦斯在橫向上的分布規(guī)律

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，從現(xiàn)有資料分析，井田內(nèi)主要可采煤層8號(hào)煤層瓦斯含量在10～20mL/g較高地區(qū)主要分布在勘查區(qū)西南部一帶；可采煤層9號(hào)煤層在勘查區(qū)東北部和中部一帶，瓦斯含量普遍較低；可采煤層13號(hào)勘查區(qū)中部地區(qū)瓦斯含量一般小于8mL/g，瓦斯含量相對(duì)較低，其余部分比較高，見圖4、5、6。

3.3 瓦斯在縱向上的分布規(guī)律

本區(qū)煤層無瓦斯風(fēng)氧化帶，同一煤層隨深度的增加、標(biāo)高的降低，瓦斯含量有增加的趨勢(shì)；標(biāo)高每降低100m，可燃?xì)怏w含量約增加2.44mL/g·可燃質(zhì)(瓦斯增長(zhǎng)率)；瓦斯梯度41.00m/(mL/g·可燃質(zhì))，即可燃?xì)怏w每增加1mL/g·可燃質(zhì)，則標(biāo)高相應(yīng)降低41.00m。但變化不明顯；同一鉆孔不同煤層的瓦斯含量變化在縱向上無明顯規(guī)律可循。

4 影響瓦斯分布規(guī)律的因素

4.1 圍巖

煤系上覆地層為二疊統(tǒng)大隆、長(zhǎng)興組、下三疊統(tǒng)大冶組、安順組，巖性為灰?guī)r、燧石灰?guī)r、砂泥巖等；下伏地層為中二疊統(tǒng)茅口組，巖性為灰?guī)r。上覆、下伏地層與煤系地層均未連續(xù)沉積。且8、9、13號(hào)煤層的頂板巖性一般為淺灰～深灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、灰?guī)r、細(xì)砂巖，偶見粉砂質(zhì)泥巖。底板巖性為深灰色薄至中厚層狀粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖?？梢?、9、13號(hào)煤層圍巖巖石致密，巖層完整，裂隙不發(fā)育，阻氣性及保氣性較好，致使勘查區(qū)內(nèi)煤層瓦斯含量較高。

圖4 8號(hào)煤層瓦斯含量等值線圖

圖5 9號(hào)煤層瓦斯含量等值線圖

圖6 13號(hào)煤層瓦斯含量等值線圖

4.2 埋深及暴露程度

因?yàn)楸緟^(qū)煤層無瓦斯風(fēng)氧化帶，所有上覆基巖較厚，封蓋條件較好，所以本勘查區(qū)內(nèi)瓦斯含量較高，同時(shí)，煤層瓦斯含量與埋深有較大的影響，如303的6號(hào)煤層為589.36m，瓦斯含量為10.73mL/g·ad，在深部108鉆孔6號(hào)煤層1050.16m，瓦斯含量為14.78mL/g·ad。

4.3 構(gòu)造

勘查區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，位于大威嶺背斜北東段北西翼，總體構(gòu)造形態(tài)呈單斜構(gòu)造，僅在北東方向有波狀起伏，略呈寬緩向斜，軸部不明顯?？辈閰^(qū)地層總體傾向北西(NW)。主斷層4條(F1、F2、F8、F9)，在勘查區(qū)內(nèi)呈“X”狀，大致將勘查區(qū)分割成東、南、西、北四個(gè)三角形斷塊，其它斷層大多是它們的次生或派生斷層，以閉合斷層為主，有利于瓦斯的賦存，導(dǎo)致井田內(nèi)煤層呈富甲烷煤層，并在閉合煤層間為較高瓦斯含量分布，在張性斷層間為較低瓦斯分布。如F2閉合斷層附近J806孔8號(hào)煤層瓦斯含量為19.95mL/g·ad，而F1張性斷層附近402孔8號(hào)煤層瓦斯含量?jī)H為5.50mL/g·ad。

4.4 水文地質(zhì)

水文地質(zhì)條件是瓦斯儲(chǔ)藏條件之一。流長(zhǎng)勘查區(qū)內(nèi)煤系上覆有厚約850m的下三疊統(tǒng)碳酸巖巖溶含水性，下伏為厚約500m的下二疊統(tǒng)茅口組碳酸巖巖溶含水性，與6煤層緊密相鄰的龍?zhí)渡隙渭s97m與13號(hào)煤層緊密相鄰的龍?zhí)督M下段約75m為隔水層，煤系地層受到上、下含(隔)水層的封蓋機(jī)封堵，煤層瓦斯受到高壓阻止了氣體逃逸而聚集，使勘查區(qū)內(nèi)煤層瓦斯含量較高。

[1] 劉柱，黃培，韓金平,等.貴州省清鎮(zhèn)市流長(zhǎng)勘查區(qū)煤炭勘查報(bào)告[R].貴州貴陽(yáng)：貴州省煤田地質(zhì)局一一三隊(duì)，2014.

[2] 敖春林.畢節(jié)市王家壩井田煤層氣賦存特征與開發(fā)利用前景[J].中國(guó)煤田地質(zhì)，2006,18(3):31-33.

(責(zé)任編輯 丁 聰)

Probe into Gas Distribution Law of No. 8, 9 and 13 Coal Seams in the Liuchang Exploration Area of Qingzhen City

HAN Jinping, YANG Yong

(Coal Mine Exploration of Guizhou Province, Guizhou 550008)

The paper concludes the distribution of CBM with the nitrogen—methane belt mainly in the plane and the methane and nitrogen belt sporadically in the exploration area by collecting and making statistics of a large quantity of gas geological data of No.8, 9 and 13 coal seams, horizontally, the CBM distribution of more than 10.0ml/g.r is taken as the main and that of less than 10.0ml/g.r only near the fault zone and vertically, CBM rising with the increase of burial depth in general. The paper states the factors affecting the gas distribution law in the aspects of surrounding rock, burial depth and degree of exposure, structure and hydrogeology.

Gas;distribution law;Liuchang exploration area

韓金平，女，研究生，地質(zhì)工程師，從事煤田地質(zhì)和煤層氣地質(zhì)勘察評(píng)價(jià)工作。