常村井田瓦斯赋存构造控制特征与瓦斯预测

论文摘要

瓦斯是一种气体地质体,是地质作用的产物。现今煤层瓦斯的赋存状态、影响煤与瓦斯突出和瓦斯涌出量大小的地质条件,是含煤地层经受复杂地质演化作用的结果。因此研究构造演化及其对瓦斯赋存的控制作用具有十分重要的意义。本论文运用板块构造理论、瓦斯赋存构造逐级控制理论,借鉴前人的研究成果,分析了太行山形成的动力学背景及其形成过程;研究了沁水盆地地质演化史（构造演化史,山西组沉积埋藏、热演化、煤化-生烃史）;研究了区域构造对矿区构造的控制作用、矿区构造演化及其对瓦斯赋存的影响;在此基础上,结合常村煤矿丰富的瓦斯地质资料,分析了井田构造分布特征、成因及其对瓦斯赋存的控制特征,划分瓦斯地质单元,预测各单元的瓦斯含量和瓦斯涌出量。研究认为潞安矿区在晋获断裂带和沁水坳陷核部的武乡-阳城坳褶带的控制下,由东向西,矿区构造变形由NE、NEE向的正断层演变为NNE、近SN向逆断层和宽缓的褶曲。矿区在构造演化过程中,经受多期次构造应力场的改造,由于应力场的转变,原来的NNENEE向的断裂反转为正断层,并形成一系列的地垒地堑构造,加之太行山快速隆起,此时NNENEE向断层成为主要的泄气通道,瓦斯得到大量的释放。而NNW向和近SN向断裂由于挤压、剪切活动较强,对瓦斯释放较少,在深部将会控制煤与瓦斯突出危险区的分布。井田东部,以NNENEE的断裂和阶梯式断块为主,控制了瓦斯的赋存;而井田西部则以近SN向的背斜、向斜和逆断层为主,控制了瓦斯的分布和煤与瓦斯突出的危险性。并以此把井田划分为6个瓦斯地质单元,合理确定了井田3#煤层瓦斯风化带下限,建立了各瓦斯地质单元瓦斯含量分布的数学模型,确定煤层上覆基岩厚度是整个井田瓦斯赋存的主控因素。在瓦斯含量预测的基础上,分析了井田内各瓦斯地质单元内的瓦斯涌出量。本研究为矿区矿井规划、通风设计、煤层气抽采利用和煤与瓦斯突出危险性预测提供参考。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 概述
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容和思路
• 1.4 研究技术路线
• 2 区域构造及控制特征
• 2.1 引言
• 2.2 太行山构造应力场特征及造山过程
• 2.2.1 太行山地质结构特征
• 2.2.2 太行山造山带动力学背景
• 2.2.3 太行山造山带造山过程
• 2.3 沁水盆地构造应力场分析及演化
• 2.3.1 区域构造应力场
• 2.3.2 盆地构造演化
• 2.3.3 沉积埋藏史
• 2.3.4 热演化史
• 2.3.5 煤化作用及成藏期次
• 3 矿区构造对瓦斯赋存的控制
• 3.1 引言
• 3.2 矿区地质概况
• 3.2.1 地层
• 3.2.2 矿区构造特征
• 3.3 矿区构造演化特征
• 3.4 区域构造对矿区的控制
• 3.5 矿区构造对瓦斯赋存的影响
• 4 矿井构造对瓦斯赋存的控制
• 4.1 引言
• 4.2 矿井地质概况
• 4.2.1 含煤地层和煤层
• 4.2.2 矿井地质构造特征
• 4.2.3 水文地质特征
• 4.3 褶曲对瓦斯赋存的控制
• 4.3.1 褶曲分布特征
• 4.3.2 褶曲成因分析
• 4.3.3 褶曲对瓦斯的控制
• 4.4 断层对瓦斯赋存的控制
• 4.4.1 断层分布特征
• 4.4.2 断层成因分析
• 4.4.3 断层对瓦斯的控制
• 4.5 陷落柱对瓦斯赋存的控制
• 4.5.1 陷落柱分布特征
• 4.5.2 陷落柱成因分析
• 4.5.3 陷落柱对瓦斯的控制
• 4.6 矿井瓦斯地质单元划分
• 5 瓦斯含量和瓦斯涌出量预测
• 5.1 引言
• 5.2 瓦斯风化带确定
• 5.3 不同瓦斯地质单元瓦斯含量预测
• 5.4 不同瓦斯地质单元瓦斯涌出量预测
• 5.4.1 Ⅲ、Ⅳ单元瓦斯涌出量预测
• 5.4.2 Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ单元瓦斯涌出量预测
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 6.3 工作展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集