本文選題：煤層瓦斯賦存　切入點：蓋層封閉性　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本文以宿臨礦區(qū)許疃煤礦33采區(qū)紅層下伏32煤層、83下采區(qū)紅層下伏82煤層及其上覆的地層為主要研究對象。從巖樣的擴散性能及滲透作用兩個方面評價煤層上覆煤系地層巖樣、紅層巖樣及第四系松散層巖樣對煤層瓦斯的封閉性能。采用吸附勢理論分析煤層瓦斯含量隨埋藏深度的變化趨勢,并預(yù)測埋藏深度對應(yīng)下的煤層瓦斯含量,結(jié)合許疃煤礦煤層埋藏史及生氣史,得出地質(zhì)歷史時期煤層含氣量的變化規(guī)律。根據(jù)以上研究成果及區(qū)域內(nèi)煤層瓦斯數(shù)據(jù)分析研究33采區(qū)及83下采區(qū)紅層下伏煤層瓦斯賦存規(guī)律,得出以下結(jié)論:1)煤層瓦斯通過上覆蓋層的散失主要分為擴散散失及滲流散失,為評價上覆蓋層對瓦斯的封閉性能,在實驗室內(nèi)對巖樣進(jìn)行擴散系數(shù)及滲透率實驗。采用鉆孔地層數(shù)據(jù)求取煤系地層的綜合擴散系數(shù)及平均滲透率,33采區(qū)和83下采區(qū)煤系地層的綜合擴散系數(shù)分別為2.49358×10-8 cm2/s、1.74658×10-8 cm2/s,而紅層的綜合擴散系數(shù)為3.06942×10-6 cm2/s,第四紀(jì)松散層的滲透率為2.59016×10-6 cm2/s;33采區(qū)和83下采區(qū)煤系地層的平均滲透率分別為0.0706 mD、0.0490mD,紅層的滲透率為0.1454 mD,第四紀(jì)松散層的滲透率為0.1609 mD。由以上實測數(shù)據(jù)可知:紅層及松散層對煤層瓦斯的封閉性能較差,煤系地層對煤層瓦斯賦存起到封閉作用。2)在研究吸附勢與吸附空間之間的吸附特征曲線時,發(fā)現(xiàn)當(dāng)K=1.5時特征吸附曲線的擬合度最好,達(dá)到0.98659。當(dāng)K=1.5時,反推出的預(yù)測量與實際吸附量的平均相對誤差較小,為4.4008%、4.6746%。在煤層埋藏最淺時,煤層瓦斯含量隨著煤層埋藏深度的增加,其煤層瓦斯吸附量呈現(xiàn)先快速增加后逐漸減小的趨勢,在埋藏深度達(dá)到1000m作用時,其煤層瓦斯吸附量達(dá)到最大值。埋深1000 m以淺,煤層瓦斯吸附量增加的幅度逐漸較小,如深度從200 m加深到300m時,煤層瓦斯吸附量增加了13.638 m3/t;深度從9000 m加深到1000 m時,其煤層瓦斯吸附量僅僅增加了0.216 m3/t。埋深1000 m以深,煤層瓦斯吸附量逐漸較小。3)依據(jù)煤層埋藏史及煤層瓦斯吸附量隨埋藏深度的關(guān)系,研究許疃煤礦煤層氣(瓦斯)成藏演化史。從二疊紀(jì)中晚期含植物地層沉積,到三疊紀(jì)時期煤層埋藏最深,這段時間內(nèi)煤層受高溫高壓條件下變質(zhì)程度開始加深,煤層瓦斯生成量逐漸增大。后期煤系地層開始抬升,到古近紀(jì)的早期,部分煤系地層內(nèi)的煤層遭到剝蝕,煤層開始形成古瓦斯風(fēng)化帶,在這一階段煤層瓦斯演化分為兩部分:煤層埋藏深度在1000 m以下時,煤層瓦斯量隨著煤層的抬升而增加;埋藏深度在1000 m以淺時,煤層對瓦斯的吸附能力開始減弱,瓦斯由吸附態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài),游離態(tài)瓦斯開始大量散失,在煤層埋藏最淺時煤層瓦斯量最小。從古近紀(jì)時期到至今,期間煤層受到多次構(gòu)造作用的影響,但煤層埋藏深度一直大于古近紀(jì)早期煤層埋藏最淺時的深度,又沒有有效氣源的補給,后期沉積地層(紅層、松散層)對煤層瓦斯的封閉性能較差,煤層瓦斯一直處于散失階段,煤層內(nèi)瓦斯含氣量會低于含煤盆地沉降前時的含氣量。4)許疃煤礦33采區(qū)及83下采區(qū)紅層下伏煤層瓦斯數(shù)據(jù)顯示煤層瓦斯含量與煤層上覆地層有效厚度的關(guān)系更為密切:在33采區(qū)煤層內(nèi)瓦斯含量與地層有效厚度的擬合度為0.96455,與標(biāo)高的擬合度為0.93161;在83下采區(qū)煤層內(nèi)瓦斯含量與煤層上覆地層有效厚度的擬合度為0.89556,與標(biāo)高的擬合度僅為0.54984。并采用紅層下3235及3237工作面瓦斯相對涌出量及33采區(qū)非紅層下伏煤層瓦斯賦存規(guī)律資料進(jìn)行驗證,驗證其規(guī)律性較好。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行紅層下采區(qū)煤層突出危險性劃分,按瓦斯壓力安全線法預(yù)測危險區(qū)域。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD712.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1585020