瓦斯含量及其控制因素ppt课件.ppt

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1、瓦斯含量及其控制因素倪小明博士河南理工大学能源学院山西焦煤集团瓦斯地质培训班8/15/20211报告提纲基本概念瓦斯的生成瓦斯含量的主要影响因素结语8/15/20212煤层瓦斯含量的基本概念煤层瓦斯含量：单位质量煤中所含有的瓦斯体积。煤层原始瓦斯含量：煤层未受采动影响处于原始赋存状态时，单位质量煤中所含有的瓦斯体积。煤层残存瓦斯含量：煤层受采动影响涌出一部分瓦斯后，单位质量煤中所含有的瓦斯体积。煤的可解吸瓦斯含量：原始瓦斯含量与残存瓦斯含量之差。煤的瓦斯容量：瓦斯压力升高，单位质量煤中所能吸附瓦斯的最大体积。8/15/20213瓦斯的生

2、成成因类型早期（原生）生物甲烷（earlyorprimarybeogenicgas）：泥炭向煤（Ro<0.3%)过渡时，由细菌活动形成形成条件:埋藏浅地温低<56oC煤级低Ro<0.3%8/15/20214热成因甲烷（thermogenicgas):在主要煤化阶段热活动形成生气阶段镜质体反射率（Ro％）原生生物甲烷<0.3早期热成因甲烷0.5~0.8湿气大量生成0.6~0.8热成因甲烷开始强烈生成0.8~1.0凝析油开始裂解成甲烷1.0~1.35最大量热成因甲烷生成1.2~2.0湿气生成死亡线1.80热成因甲烷生成死亡线3.0次生生物甲烷

3、0.3~1.5瓦斯的生成成因类型热成因气生成阶段8/15/20215次生（晚期）生物甲烷（secondaryorlatebeogenicgas):煤在热成熟之后，由细菌活动形成生成条件：①煤级：褐煤～低挥发分烟煤（Ro=0.3%~1.5%)②地温低，<56oC③煤层的渗透性较好④盆地边缘有足够的大气降水补给⑤细菌被地下水搬运的有效性K、Na离子是细菌生长的基本元素，其浓度直接影响甲烷菌的生长和发育；矿化度<4000×10-6的水介质中，产甲烷菌发育良好；甲烷菌体内K+Na离子浓度之和为20000×10-6时，会抑制它的新陈代谢活动。瓦斯的

4、生成成因类型8/15/20216瓦斯的生成热成因甲烷的生成量不同煤级煤的产气率相差很大等变质煤不同显微组分的产气率也是不同的。在等变质煤显微组分中：壳质组的产气率最高，镜质组次之，惰质组最低煤生气能力热模拟褐煤的产气率：20～68m3/t无烟煤的产气率：217～510m3/t8/15/202178/15/20218瓦斯的生成成因总结瓦斯生成生物成因原生生物气温度、时间、压力、地质构造、环境的函数岩浆、热液等埋深、时间热成因无机成因混合成因次生生物气原生热成因次生热成因生气量多生气量渐变生物、地下水原生生物气生物、地下水构造运动次生生物气8

5、/15/20219瓦斯含量的主要影响因素温度压力等条件储盖层等地质要素力构热力场造动力场动水场地质演化基本地质要素8/15/202110瓦斯含量的主要影响因素含煤岩系沉积环境1.聚煤沉积环境控制煤层分布及厚度变化，从而控制瓦斯分布三角洲、滨海平原沉积环境煤层厚冲积平原、浅海环境沉积煤层薄华南晚二叠世龙潭期沉积环境三角洲环境89对矿井中，高沼和突出矿井87对；滨海环境115对矿井中，高沼和突出矿井87对；冲积平原矿井，低沼矿井。8/15/202111瓦斯含量的主要影响因素含煤岩系沉积环境2.聚煤期前后沉积环境演化对瓦斯赋存影响环境演化决定下

6、覆、上覆地层厚度、岩性组合和厚度(1)聚煤期前后平静水体环境有利瓦斯赋存(2)聚煤期前后冲积环境沉积不利于瓦斯赋存沉积细碎屑岩、页岩、硅质岩、泥灰岩沉积组碎屑岩、砾岩，透气性好8/15/202112瓦斯含量的主要影响因素含煤岩系沉积环境滨海相三角洲(滨海平原)相滨海(内湖)相山间河流、洪积相河流、河漫相扇三角洲相深水湖泊相滨海平原相滨海冲积平原相山前冲积平原相洪积、冲积平原相有利于瓦斯保存不利于瓦斯保存3.沉积相组合对瓦斯赋存影响8/15/202113瓦斯含量的主要影响因素煤的变质程度在煤化作用过程中，不断地产生瓦斯，煤化程度越高，生成的

7、瓦斯量越多。因此，在其它因素相同的条件下，煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量越大。煤的变质程度不仅影响瓦斯的生成量，还在很大程度上决定着煤对瓦斯的吸附能力。吸附瓦斯量(cm3/g)石墨长焰煤褐煤无烟煤不同变质程度煤对瓦斯的吸附能力示意图挥发份(%)(1)煤变质程度越高，产出量越大；(2)煤变质程度增高，气体渗透率下降，沿煤层向地表方向运移变慢；(3)煤变质程度增高，煤吸附能力增加，煤层中可以滞留更多的气体。8/15/202114瓦斯含量的主要影响因素煤的变质程度煤级Ro（%）孔容ml/g孔隙结构（%）大孔中孔小孔微孔气煤0.79-0.890.

8、024611.197.6826.1654.97肥煤0.910.027315.49.927.147.6焦煤1.37-1.510.02722.215.8526.6535.3瘦煤1.69-1.80.