煤层瓦斯风化带的确定方法[1]
江 西 煤 炭 科 技 2001年 第1期
Ξ
技 术
煤层瓦斯风化带的确定方法经 验
王 涛
(江西煤田地质局, 江西南昌330001)
摘 要:在煤层气勘探开发中, 为能较准确地计算煤层气资源量, 就必须合理地确定瓦斯风化带。本
文以丰城矿区石上、曲江井田为例介绍了确定煤层瓦斯带的方法。
关键词:瓦斯风化带; 瓦斯含量; 资源量; 回归方程
中图分类号:TD712. 3 文献标识码:A-() -03
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1 , 在地表常因瓦斯大量的逸散造成瓦斯含量、瓦斯成分中甲烷比例双低的特征。为了能更好地反映煤层瓦斯的分布规律和便于进行煤层瓦斯含量值的预测, 煤田地质、煤矿井瓦斯地质工作者提出了瓦斯风化带的划分问题。
1987年全国储量委员会颁发的《煤炭资源地质
勘探规范说明》关于瓦斯风化带划分的标准如表1:
表1 瓦斯分带划分标准表
瓦斯分带二氧化碳———氮气带氮气———沼气带
沼气带
指标(%)
CH 480,C O 2
4 实施大煤炭战略, 必须大力弘扬“安源精神”, 建设企业文化
设和改革的历史进程中, 都能坚持团结、遵守纪律, 保持工人阶级队伍的团结性和纪律性; 萍乡煤矿经数代安源煤矿工人前仆后继, 艰苦奋斗, 以煤为本,
企业文化是反映企业经济和价值取向的标志。多种经营, 全面发展, 从小到大, 现已成为拥有17亿它是企业成员的共同意志、共同追求和共同情感所资产的重点国有企业; 数代安源工人不断地开拓进形成的价值观念体系。煤炭企业, 有着极为丰富的文化底蕴, 安源工人为中国革命的胜利建立了不可磨灭的功绩, 共和国的旗帜上有安源工人血染的风采。萍乡矿务局曾经把“义无反顾、开拓进取、艰苦创业、再造辉煌”作为他们的企业精神, 基本反映了数代安源工人的精神品质。今天, 我们要把安源精神作为集团公司企业精神的核心, 我以为“义无反顾、团结守纪、艰苦奋斗、开拓创新”能更全面地反映数代安源煤矿工人的精神品质。每当重要的历史时刻, 他们都能坚持真理, 认定正确的政治方向, 做到义无反顾, 保持政治的坚定性; 在革命斗争、经济建
收稿日期:2000-12-02
取, 创造了一个又一个辉煌的业绩, 他们不仅生产煤炭, 而且拥有机械、客车、客车空调、火工、电力、建材、建筑、轻化、林木、科技咨询和商贸服务等10多个行业, 充分地体现了安源工人的进取性。用安源工人的这些精神去塑造江西省煤炭集团公司的企业文化, 去净化每个员工的心灵, 去统一企业员工的共同意志, 那么江西省煤炭集团公司在不久的将来就一定可以大大地发展我们的事业, 增强我们的实力, 实现“大煤炭”的战略思想。我们这支强大的舰队就一定可以在市场经济的海洋中胜利远航。
(编辑 胡中祺)
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沼气含量小于70%～80%, 一般称为瓦斯逸散计算, 后两种煤层均要计算煤层气的资源量。所谓瓦带或瓦斯风化带, 其深度一般100～300m , 个别可达斯风化带, 应是煤层中的煤层气含量指标达不到计量
3
500～800m 。瓦斯风化带下界的沼气含量, 一般为标准的范围。显然瓦斯含量4m Πt 是较合适的指标32m Πt ・燃。值。另外, 根据江西煤田地质勘探工作中所获煤层气
3
李金根据苏联顿巴斯和库兹巴斯煤化学组成的资料证实, 当煤层气含量小于4m Πt 时, 煤层瓦斯成分研究, 将煤层瓦斯成分变化由浅到深划分为二氧化中甲烷的含量所占比例均小于80%。因此我们认为
3
碳—氮气带、氮气带、氮气—沼气带、沼气带4个带, 划分瓦斯风化带的指标, 采用沼气含量值4m Πt 更为
3
并称前3个带为瓦斯风化带(1949年) , 其指标与表1适宜。如, 当有些矿区煤层的沼气含量大于4m Πt , 甚
3
相近。至可达9. 40m Πt 时, 但沼气在瓦斯成分中的比例低于
以上两种方案, 均主要是依据瓦斯成分来进行瓦80%, 若按瓦斯成分为指标来确定其为瓦斯风化带, 显斯风化带的划分。但是, 多数煤层气地质工作者认为, 然是很不合理的(表2) 。
3
可将煤层气的富气性划分为3级:平均含量小于4m Πt
3古瓦斯风化带是煤层气赋存的一个的贫甲烷煤层、平均含量4～8m Πt 的含甲烷煤层、平2
3
均含量大于8m Πt 的富甲烷煤层。前者不参加资源量重要特征
表2 江西部分煤矿区瓦斯含量测试成果表
矿井名称(孔号) 巨源 601
601 704 704 中林 7. 8-2 9-2 7. 8-1 6-6 6-6 林溪 004 905
煤层编号
9
7797B 4B 4B 4B 4B 4B 4B 采样深度(m )
83792. 81793. 16707. 28665. 85284. 28206. 93263. 15282. 76283. 56397. 76(m 3Πt )
CH 467
285. 439. 486. 075. 778. 494. 960. 566. 339. 677. 301. 3120. 0. 410. 360. 910. 130. 720. 900. 901. 540. 701. 340. 901. 16N 0. 120. 421. 575. 694. 362. 590. 870. 754. 590. 110. 180. 993. 17CH 4所占比例
%) [***********]1188877923 以往我们较多地注意了煤层埋藏深度与瓦斯含量间的关系, 利用其关系计算出瓦斯含量梯度, 并广
表3 丰城矿区B 4煤层瓦斯含量测试成果表
井田名称
孔号
红层底砾岩至B 4
甲烷及烷烃
泛地应用于煤矿区瓦斯含量的预测。但有些矿区, 煤层顶地层厚度(m ) 含量(m 3Πt )
在成煤后受构造运动的影响, 形成了在坳陷处煤层曲江2701235. 623. 67
2501331. 942. 36下沉, 并继续接受沉积, 在隆起处煤层被抬升遭剥
25021113. 8817. 88
蚀。煤层气被逸散。当该处又下降再接受沉积时,
2103294. 032. 59
若上覆岩层为隔气层, 煤层气被封闭; 若为透气层, 1704112. 960. 73
1301195. 090. 99煤层又与其相接融, 透气层则可成为煤层气逸散的
石上907120. 301. 59
通道, 进而形成瓦斯风化带。为了将其与现今暴露1902215. 384. 90
地表的煤层瓦斯风化带相区别, 可称其为古瓦斯风
化带。因此就出现了富含甲烷煤层, 埋藏在800～ 在勘探区的深部或勘探程度较低的勘探区, 当900m 处, 瓦斯含量却不高的现象, 如丰城矿区曲江、采样点密度较小时, 可采用煤层瓦斯含量与煤层瓦
斯含量关系最为密切的地质因素间建立的回归方程石上井田这一特征就表现得甚明显(表3) 。
来确定。下面以丰城矿区石上、曲江井田为例, 简述
3 瓦斯风化带的确定方法介绍其方法。
3. 1 建立回归方程
在勘探区的浅部, 当勘探工程控制程度较高, 采样
由表3可看出, 两井田的煤层瓦斯含量与红层底砾
工程点密度较大时, 可直接利用各采样点的煤层瓦斯含
岩至B 4煤层顶之岩层厚度关系密切, 回归方程为:
量资料, 用“内插法”直接圈出煤层瓦斯风化带的边界。・10・
γ=0. 98 (1) 石上井田У=-1. 3+0. 027H
γ=0. 98 (2) 曲江井田У=-1. 998+0. 0176H 3
式中 У—煤层瓦斯含量 (m Πt ) H —红层底砾岩至B 4煤层顶之地层厚度 (m )
γ— 相关系数
3. 2 利用回归方程求出风化带之边界
(2) 两式可计算出当У=4m 3Π由(1) 、t 时的H
α= α= 图1中, tg
ααtg
β=tg
∴
α= αβtg
=αtg βtg
x =
α+tg βtg
值, 曲江和石上井田的H 值分别为H 曲=340m 、H 石=196m 。再由H 值, 利用三角函数关系, 可依次计算出
风化带之边界(图1)
。
α=又∵ αtg
α=() ∴ =
α+tg βtg αtg α+tg β………3tg α—式中 煤层剥蚀线至风化带边界之平距α—红层底砾岩地层倾角β— 煤层倾角
H —红层底砾岩至B 煤层顶地层厚度。
20=, (3:
曲(图2)
。石
图2 丰城矿区瓦斯风化带分布示意图
由于化学风化营力和气的循环多是沿裂隙或沿
着煤层及其围岩渗透性较高部分渗入到地层中, 所以, 有时在同一深度上, 风化程度往往是不同的, 各
参考文献:
瓦斯带之间并无明显的界线, 而是呈交错状态。就
[1] 全国矿产储量委员会・煤炭资源地质勘探规范・1987
是在同一水平上, 也同样存在着瓦斯带过渡的现象。
[2] 叶建平等・中国煤层气资源・中国矿业大学出版社,1998
但对于符合瓦斯分带规律性的煤矿区, 对于合理确定煤层瓦斯风化带有着一定的科学和实践意义。因为知道了不同深度处瓦斯含量和化学成分之变化, 就可以了解在那一个深度上接近沼气带, 预先采取
(编辑 郭正义 吴纯峰) 防治措施。另一方面也可依据回归方程, 来进行煤
层瓦斯含量的预测。
文中部分资料, 由我局一九五队龚荣林同志提供, 在此深表感谢。
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