常村井田瓦斯赋存构造控制特征与瓦斯预测

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。