焦坪矿区4-2号煤层瓦斯赋存规律研究

焦坪矿区属我国少见的煤、油、气共生矿区,矿井瓦斯涌出量大,且随着采掘活动的进行波动范围大,是制约煤矿安全、高效生产的主要因素。从瓦斯地质的角度出发,研究主采4-2号煤层瓦斯赋存特征,是矿区瓦斯防治的重要保证。 本文通过对煤层及其围岩物性参数、生产及实验测定瓦斯资料的系统分析,研究焦坪矿区南部(陈家山及下石节井田)瓦斯赋存基本特征。根据区域构造演化理论,研究构造及其演化对瓦斯赋存的控制规律。得出以下结论:(1)区内瓦斯分布与主要褶皱的展布具有明显一致性;(2)向斜轴部瓦斯含量较大,背斜则反之;(3)矿区所处的鄂尔多斯盆地为刚性稳定地块,一定程度上抵消了构造变动对其影响,是以本区构造以宽缓褶皱为主,但多期构造变动使得区内小断层、裂隙发育;(4)顶板岩层裂隙导致直接顶无法形成对煤层的有效封盖,但同时使得老顶成为良好的储气层。煤层与直接顶、老顶一起构成了统一的含气层。 在此基础上,运用灰色关联理论对矿区实际进行分析,得出各影响因素与瓦斯含量的关联度及关联序。确定出煤层顶板含油强度、反映沉积建造的顶板煤系厚度和直罗组底部砂岩厚度,以及反映沉积环境变化的顶板砂泥比是影响瓦斯含量的主要因素。 应用地理信息系统方法对煤层瓦斯含量及其分布进行预测,将GIS的多层叠加技术与模糊数学评价方法相结合,建立基于GIS的瓦斯含量预测方法。首先依据模糊数学的思想建立模糊评判体系,在GIS平台下实现数据的处理、建库,然后将GIS多图层叠加技术溶入到评价系统,建立瓦斯含量GIS评价系统。最后在系统下完成对研究区瓦斯含量及分布的预测。