目前我国综合力量发展迅速,能源开发利用的合理性是不可或缺的关键,煤田作为最基本的动力来源,已成为有关部门关注的焦点。科学地学习地质构造对于更安全合理地开采煤炭具有非常重要的现实意义。煤田所在地区的地质条件常常很复杂,地层的不规则运动导致煤层的地质结构发生各种变化。这些变化达到某个极限时,随着瓦斯的形成,这些结构会对煤层产生各种影响和变形,并导致煤层的形成。这是形成瓦斯的首要条件,随着煤层的演化,瓦斯的构成也在发生变化。本文简要分析了我国煤田瓦斯特征的征和地质构造,论述了地质构造与瓦斯的主要关系。
一、瓦斯特质和我国煤田地质构造
1.瓦斯的特质
首先,瓦斯气体沉积的主要成分是甲烷,这是古代植物遗骸降解为碳的过程中相伴产生的物质。甲烷在生成煤碳的时间里,通过生物化学的热解作用来粘固和吸取游离状态的瓦斯,瓦斯储藏在煤层和固岩中,是天然的属于极为优质的化工和能源原料。
游离模式:是一种自由的状态,根据瓦斯气体的形态也称之为游离模式,在这种状态下的瓦斯气体是穿梭在煤碳的孔隙和裂缝中。瓦斯气体状态是以自由气体存在。自由气体量的大小主要取决于煤碳的孔隙度,在相同的气体压力下碳孔隙度大于自由气体的量。
吸附模式:气体吸附模式包括吸附在煤炭表面上的瓦斯气体和瓦斯气体进入微孔碳内部,吸引状态下的瓦斯是作用于孔踪表面的固体分子引力下,瓦斯分子紧密靠在孔隙的表面,其形状是一层薄薄的吸附层,吸收的空间则受到固体分子在孔隙面的引力效应影响。
2.煤田的地质构造
煤炭层中产生的气体量、煤田气含量的分布以及煤层瓦斯向地表的输送的原因归根到底取决于煤田的地质历史条件。在河北省开平煤田东环区,煤碳散煤层直接被150-600米的第四个冲积层掩埋,表明碳层瓦斯在沉积第四系冲击层之前已释放了漫长的地质时代。测量结果表明,在680-700米的深度,碳层的瓦斯气体含量仅为1,4-2,2m'/t。
3.煤田的变质程度
煤层瓦斯气体含量一般随着变质程度的增加而增加。 然而,当煤炭从无烟煤过渡到超级无烟煤时,煤炭的气体吸附能力会急剧下降,煤炭瓦斯含量几乎为零。 鄂尔多斯市盆地东-二叠纪层在埋藏深度等基本地质条件相同的情况下,由北向南变质程度增加,煤层气含量增加,焦作市、湘东区、 晋城 阳泉湘中等国内为数不多的煤炭层瓦斯富集区落分布在高变质地区,反映了其对煤炭含量的影响。
4.煤层围岩的性质
地质构造条件对煤碳层不平等气体含量的影响是复杂的。因为它与地质发展史、构造热演化史和构造形态特征密切相关。就构造形式而言,封闭的地质结构有助于气体密封和碳层气体含量的增加,开放的地质结构导致气体排放,使碳层的瓦斯气体含量减少,气体结构:在封闭(基岩覆盖)和半封闭后倾角过渡区,随着碳层瓦斯气体的运输增加和气体排放的减少,增加了瓦斯气体输送的阻力,使同一深度的瓦斯气体浓度高于两翼形结构,而旋转角度降低了瓦斯气体浓度。这是由于供应瓦斯气体范围的逐步缩小和瓦斯运输渠道的逐步扩大。故障结构:故障碳层瓦斯气体含量可具有两种截然不同的性质,断开了碳层排放气体通道,在此断层附近,煤层瓦斯气体浓度降低;
二、煤田地质构造与瓦斯的关系
1.煤田变质程度与瓦斯的关系
瓦斯的积累主要取决于煤层的孔隙度和煤层形成的时间。煤层形成的年代越高,含量越多,现代煤层形成的距离越近,含量就越少。此外,孔隙度取决于地形,华南地区煤层的孔隙度明显低于华北地区煤层的孔隙度。气体释放所需的时间通常为负年。在一千年左右,煤层需要充分沉积,但经过一定程度的研究,在一百五十至一百六十米的煤层中已经积累了大量的气体,这个例子表明变质作用的数量决定了气体的储存量。变质的程度是一个长期的过程。例如,储存在煤田内的煤炭转移至无烟煤后,气体的吸附容量会下降,而无烟煤转移至超级无烟煤后,吸附容量会发生进一步的变化。 气体的吸附能力有时会决定煤田的储存量。 如果吸附能力大幅下降,煤炭的瓦斯储量也会大幅减少,从而降至零。 这将确保日常采矿作业的安全,确保相关施工者的生命安全,提高煤田企业的安全管理能力,提高煤田企业的经济效益。 鄂尔多斯市位于我国东北部,盆地的地形特征主要反映在盆地地形上。 煤层埋得越深,气体含量增加的幅度就越大。 鄂尔多斯市至少受盆地地形和结构的影响,认为我国煤层含量高的地区主要集中在东北、西北等高原盆地地区,焦作市、晋城市等地,煤层变质作用和含油气量呈正相关关系。
2.煤层结构深度与瓦斯的关系
煤层结构的深度与气体含量密切相关,气体含量随煤层灰质结构的变化而变化。灰质结构越多,含气量就越大,灰质结构越少,含气量就越低。因此,检测煤层结构中的瓦斯气体含量、灰质和煤炭浓度是不可避免的重要因素。他们将瓦斯储量放入灰质的高温炉中进行了精炼和燃烧测定,结果表明,温度越高,瓦斯储量的挥发性越高。间接证明了煤层的瓦斯储量会根据瓦斯储存的煤田的深度呈线性增长的假设。地层越深,温度越高,灰质结构就越多,煤气含量就越多。这是因为高温会产生一定的瓦斯吸附能力,瓦斯在高温化学结构中很活跃,容易产生沉积。当然,考虑到我国幅员辽阔,这个结论不能一概而论。例如,在有梯形地质构造的南部煤矿,气体含量与煤层结构深度之间没有明显的联系。因为这种变化只适用于高原盆地、地质构造等地,不会影响梯形的地质构造。
结束语
我国各种突出矿区煤田中的断层和褶皱都是分形的,根据分形法则,煤田的中断层和褶皱分形维数数与矿区的突出危险性近似,突出程度严重,结构分形维数越高: 考虑到断层和褶皱对煤矿的影响,这是一个更有效的气体预测指标。本文是对地质构造的分形特征与瓦斯突出之间关系的探索性研究。 根据以往的资料,有必要不断丰富和完善油气突出预测实践。根据地质构造、煤炭破坏程度、气体涌出量等因素,对突出机理的理解将会加深 提高突出预测的准确性。
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