煤層地質(zhì)學(xué)精選(九篇)
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第1篇：煤層地質(zhì)學(xué)范文
關(guān)鍵詞:瓦斯地質(zhì);安全工程;課程體系;優(yōu)化
1瓦斯地質(zhì)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
我國煤炭和煤層氣資源豐富，但由于地質(zhì)條件復(fù)雜，煤礦瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重，煤層氣資源開發(fā)利用較少。[1]煤層瓦斯是地質(zhì)成因的，受地質(zhì)條件的控制，為了解決煤礦瓦斯災(zāi)害和煤層氣資源開發(fā)技術(shù)瓶頸，河南理工大學(xué)在上世紀(jì)60年代在全國率先開展瓦斯地質(zhì)研究，經(jīng)過幾代人的努力，開創(chuàng)了瓦斯地質(zhì)學(xué)科，首創(chuàng)了瓦斯地質(zhì)理論，形成了較為完備的瓦斯地質(zhì)理論體系，為我國煤炭工業(yè)安全生產(chǎn)和煤層氣開發(fā)做出了巨大的貢獻(xiàn)。在瓦斯地質(zhì)學(xué)科逐步完善的歷程中，通過開設(shè)各種培訓(xùn)班，研究生班和博士、碩士研究生學(xué)位教育等各種形式培養(yǎng)了大批瓦斯地質(zhì)專門人才；如1985年經(jīng)煤炭部教育司批準(zhǔn)我校招收瓦斯地質(zhì)研究生班，培養(yǎng)了一批瓦斯地質(zhì)專家；1982年原煤炭工業(yè)部組織開展全國煤礦瓦斯地質(zhì)編圖工作和2009年國家能源局組織開展新一輪全國煤礦瓦斯地質(zhì)編圖工作，通過各種形式培訓(xùn)班，對工程技術(shù)人員普及了瓦斯地質(zhì)專業(yè)知識；研究生學(xué)位教育方面，招收少量的瓦斯地質(zhì)理論與應(yīng)用方向的碩士、博士研究生，培養(yǎng)了較高層次的瓦斯地質(zhì)人才；但在本科層次瓦斯地質(zhì)人才培養(yǎng)方面，基本屬于空白。河南理工大學(xué)為了滿足煤礦安全生產(chǎn)實(shí)際需要，使安全工程專業(yè)本科畢業(yè)生具備瓦斯地質(zhì)基本知識，在安全工程專業(yè)課程的基礎(chǔ)上加入了瓦斯地質(zhì)學(xué)課程。盡管如此，很長一段時(shí)間瓦斯地質(zhì)專門人才培養(yǎng)仍主要停留在碩士研究生、博士研究生的層次上。這樣的培養(yǎng)層次，一是瓦斯地質(zhì)方面的人才不能滿足我國煤礦安全生產(chǎn)形勢的需要，二是由于缺失本科階段瓦斯地質(zhì)知識結(jié)構(gòu)、基本理論的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使得博士、碩士研究生層次瓦斯地質(zhì)方向人才培養(yǎng)困難和生源不足。因此，進(jìn)行本科層次瓦斯地質(zhì)人才的培養(yǎng)意義重大。為了滿足我國煤礦急需培養(yǎng)大量的瓦斯地質(zhì)人才的實(shí)際和我校瓦斯地質(zhì)學(xué)科的未來發(fā)展，河南理工大學(xué)從2011級開始在安全工程專業(yè)的基礎(chǔ)上開設(shè)了瓦斯地質(zhì)方向本科班，進(jìn)行本科層次瓦斯地質(zhì)人才培養(yǎng)，目前已畢業(yè)兩屆。
2瓦斯地質(zhì)方向?qū)I(yè)課程體系建設(shè)意義
課程體系是一所院校根據(jù)自己的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行的有計(jì)劃、有系統(tǒng)的課程安排。安排合理的課程內(nèi)容既能反映出學(xué)科的主要知識，又要符合知識發(fā)展的規(guī)律、時(shí)代的要求與前沿；合理安排各門課程之間的結(jié)構(gòu)，調(diào)整課程開設(shè)的先后順序，促使各門課程之間銜接有序，使學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，獲得某一專業(yè)所具備的知識與能力，以達(dá)到培養(yǎng)人才的目的。因此，課程體系是教育教學(xué)的重要依據(jù)，受教育者的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)與其所學(xué)專業(yè)的課程體系有著密切的聯(lián)系，有什么樣的課程體系就會(huì)有什么樣的學(xué)生素質(zhì)。[2]合理的課程體系能培養(yǎng)出素質(zhì)全面的人才，課程體系是人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在人才培養(yǎng)的過程中起著重要作用。[3-5]瓦斯地質(zhì)學(xué)科是河南理工大學(xué)的旗幟和標(biāo)桿，進(jìn)行瓦斯地質(zhì)人才培養(yǎng)，加強(qiáng)瓦斯地質(zhì)專業(yè)的建設(shè)對保持瓦斯地質(zhì)學(xué)科領(lǐng)先地位和發(fā)展后勁意義重大。為了瓦斯地質(zhì)學(xué)科人才培養(yǎng)和未來發(fā)展，2011年，河南理工大學(xué)在本科層次上依托安全工程專業(yè)專門新開設(shè)了瓦斯地質(zhì)方向，為瓦斯地質(zhì)人才培養(yǎng)開辟了新的途徑。該方向開設(shè)初期，瓦斯地質(zhì)方向課程體系主要基于國內(nèi)煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)和煤層氣勘探開發(fā)需求以及參考安全、地質(zhì)、采礦等相關(guān)專業(yè)的課程體系進(jìn)行了設(shè)置。瓦斯地質(zhì)方向經(jīng)過6年的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施，以及畢業(yè)生到用人單位后的反饋信息和相關(guān)高校的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，本專業(yè)方向課程設(shè)置方面存在專業(yè)課程特色不鮮明、部分課程開設(shè)順序銜接不合理、部分課程課時(shí)分配不合理、部分課程出現(xiàn)內(nèi)容重復(fù)等突出問題，影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。因此，優(yōu)化專業(yè)方向課程設(shè)置，建設(shè)合理的安全工程專業(yè)瓦斯地質(zhì)方向課程體系對培養(yǎng)瓦斯地質(zhì)專門人才，繼續(xù)保持河南理工大學(xué)在瓦斯地質(zhì)方面的優(yōu)勢和特色具有重要意義。
3瓦斯地質(zhì)方向課程體系優(yōu)化思路、目標(biāo)
以“素質(zhì)是前提、能力是關(guān)鍵、知識是載體”的新型人才觀為指導(dǎo)，按照培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、創(chuàng)新性、復(fù)合型”高素質(zhì)人才和注重學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的要求，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，堅(jiān)持瓦斯地質(zhì)學(xué)科特色，采用走訪、問卷調(diào)查等方法了解用人單位對瓦斯地質(zhì)方向人才要求，探討瓦斯地質(zhì)專門人才應(yīng)具備的基本知識、素質(zhì)和能力,從教育學(xué)、人才學(xué)和瓦斯地質(zhì)發(fā)展的角度系統(tǒng)分析瓦斯地質(zhì)專門人才的基本特征，建立瓦斯地質(zhì)專門人才知識、能力、素質(zhì)相對應(yīng)的該專業(yè)方向知識體系框架；以該專業(yè)方向知識體系框架為基礎(chǔ)，在原有課程體系的基礎(chǔ)上通過與瓦斯地質(zhì)相關(guān)專業(yè)（主要包括采礦、地質(zhì)、安全）有關(guān)專家、學(xué)者和現(xiàn)場工程技術(shù)人員進(jìn)行會(huì)議交流、討論，確定專業(yè)特色課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)選修課程，以及相對應(yīng)的工程實(shí)踐內(nèi)容、教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等，并與現(xiàn)場積極聯(lián)系，建立瓦斯地質(zhì)工程實(shí)習(xí)基地；以理論課程和實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主題，根據(jù)課程內(nèi)容、難易程度、與瓦斯地質(zhì)的相關(guān)度，討論分析各門課程的銜接關(guān)系和課程教授的主要內(nèi)容，確定各課程的開設(shè)時(shí)間、開設(shè)學(xué)時(shí)等。最終構(gòu)建瓦斯地質(zhì)方向的課程體系，優(yōu)化瓦斯地質(zhì)方向培養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)如下培養(yǎng)目標(biāo)：（1）掌握安全科學(xué)、安全工程及技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本知識，掌握礦井開采、巖石力學(xué)、礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、煤地質(zhì)學(xué)、瓦斯地質(zhì)學(xué)、礦井瓦斯抽采、煤層氣勘探開發(fā)、地質(zhì)勘探工程等方面的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識和專業(yè)技能。（2）培養(yǎng)出“厚基礎(chǔ)、寬口徑、創(chuàng)新性、復(fù)合型”的高素質(zhì)人才，適應(yīng)國內(nèi)外能源礦山、煤層氣、頁巖氣發(fā)展需求，具備到能源礦山、煤層氣和頁巖氣等相關(guān)單位進(jìn)行煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)天然氣的地面勘探開發(fā)，煤礦瓦斯地質(zhì)、瓦斯抽采、瓦斯災(zāi)害防治等各類設(shè)計(jì)、施工及安全管理所需的專業(yè)知識和專業(yè)素養(yǎng)，同時(shí)具備從事其他安全領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計(jì)與施工、管理、監(jiān)察以及教育培訓(xùn)等工作。（3）實(shí)現(xiàn)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、人才培養(yǎng)目標(biāo)的良好匹配，保證人才培養(yǎng)方案中課程設(shè)置整體優(yōu)化的要求，提升新形勢下學(xué)生的創(chuàng)新意識、工程實(shí)踐能力和就業(yè)競爭力。
4瓦斯地質(zhì)方向課程體系優(yōu)化設(shè)置
河南理工大學(xué)安全工程專業(yè)根據(jù)社會(huì)需求和自身優(yōu)勢，設(shè)立了瓦斯地質(zhì)等4個(gè)專業(yè)方向。按照課程體系建設(shè)優(yōu)化思路和目標(biāo)，以河南理工大學(xué)安全工程專業(yè)整體要求和瓦斯地質(zhì)方向的優(yōu)勢、特色，構(gòu)建了以通識教育課程模塊、專業(yè)公共課程模塊、方向?qū)I(yè)課程模塊（包括方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程）、實(shí)踐環(huán)節(jié)課程模塊為框架的瓦斯地質(zhì)方向合理的課程體系（圖1），優(yōu)化了課程之間內(nèi)在邏輯性，減少了課程間的重復(fù)與脫漏。該方向課程體系總學(xué)分194，其中通識教育課程模塊總學(xué)分98.5，公共專業(yè)課程模塊總學(xué)分26.5，方向?qū)I(yè)課程模塊總學(xué)分38（見表1），實(shí)踐環(huán)節(jié)課程模塊總學(xué)分31（不含課內(nèi)實(shí)驗(yàn)）。通識教育課程模塊：是傳授自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能的，對學(xué)生全面發(fā)展具有基礎(chǔ)性、通用性和長效性作用的課程。[5]河南理工大學(xué)安全工程專業(yè)下設(shè)的4個(gè)方向設(shè)置相同的通識課程，總學(xué)分98.5，包括思想政治類、軍訓(xùn)體育類、外語類、計(jì)算機(jī)類、數(shù)學(xué)類、理化類等[6]，以必修課為主。公共專業(yè)課程模塊：是河南理工大學(xué)安全工程專業(yè)所設(shè)立4個(gè)專業(yè)方向都要求開設(shè)的專業(yè)課程模塊，是使學(xué)生掌握安全科學(xué)、安全技術(shù)及工程的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能的必備的課程，同時(shí)體現(xiàn)安全工程專業(yè)特色。共設(shè)置11門課程，課時(shí)256，學(xué)分26.5，全為必修課程。方向?qū)I(yè)課程模塊：包括方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程和方向?qū)I(yè)課程。方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程是學(xué)生掌握該方向?qū)I(yè)知識、學(xué)習(xí)專業(yè)科學(xué)技術(shù)、發(fā)展個(gè)人能力的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，是提高學(xué)生最基本的職業(yè)素養(yǎng)的一類課程，該類課程對于后續(xù)方向?qū)I(yè)課程的具有重要的支撐作用，課程的設(shè)置的好壞，對學(xué)生專業(yè)理論和專業(yè)技能的掌握影響較大，由必修和選修兩類組成，總學(xué)分15學(xué)分，其中必修課4門，學(xué)時(shí)144，學(xué)分9，選修課6門，學(xué)時(shí)192，學(xué)分12，限選6學(xué)分；方向?qū)I(yè)課程是與專業(yè)基礎(chǔ)課有直接聯(lián)系的，是學(xué)生適應(yīng)未來從事的職業(yè)、工作環(huán)境所必須學(xué)習(xí)的課程，由必修和選修兩類組成，總學(xué)分23，其中必修課程3門，學(xué)時(shí)128，學(xué)分8，選修課11門，學(xué)時(shí)336，學(xué)分21，限選15學(xué)分。方向?qū)I(yè)課程模塊的課程設(shè)置來看，方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課以必修課程為主，目的為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，方向?qū)I(yè)課程增加了較多的選修課程，目的是為了能適應(yīng)未來需求和多元的工作環(huán)境（見表1）。實(shí)踐環(huán)節(jié)課程模塊：實(shí)踐教學(xué)課程是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力以及綜合素質(zhì)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是高校課程體系的必要組成部分。[6]通過實(shí)踐教學(xué)，可促進(jìn)學(xué)生鞏固和加深理論知識，提高運(yùn)用知識分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)分析、工程設(shè)計(jì)、科學(xué)研究等專業(yè)技能，增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和對未來工作的適應(yīng)能力。[7]河南理工大學(xué)安全工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)課程設(shè)置中，除了思想政治理論課實(shí)踐教學(xué)、軍訓(xùn)、工程基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐、畫法幾何與工程制圖課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等實(shí)踐教學(xué)課程外，結(jié)合本專業(yè)方向特點(diǎn)，特別增設(shè)了地質(zhì)基礎(chǔ)實(shí)習(xí)、煤礦瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理生產(chǎn)實(shí)習(xí)，并建立了登封地質(zhì)實(shí)習(xí)、鶴壁生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐實(shí)習(xí)基地；并針對本方向?qū)I(yè)特色，開設(shè)了瓦斯地質(zhì)、礦井瓦斯防治技術(shù)和礦井通風(fēng)與除塵等特色課程的課程設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)方向理論知識和專業(yè)技能的學(xué)習(xí)和理解，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識。另外，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際和科研項(xiàng)目，對課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，減少了演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際的綜合性、設(shè)計(jì)性和科研型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維。在畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的選擇上，要求結(jié)合煤礦企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行選題，使學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力?？倢W(xué)分為31個(gè)，學(xué)時(shí)為33周，貫穿于大學(xué)四年的每個(gè)學(xué)期。
5結(jié)束語
課程體系是人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在人才培養(yǎng)的過程中起著重要作用。瓦斯地質(zhì)方向課程體系的改革、優(yōu)化應(yīng)以現(xiàn)代大學(xué)理念和新型人才觀為指導(dǎo)，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，同時(shí)堅(jiān)持專業(yè)特色，在以后的教學(xué)實(shí)踐中不斷進(jìn)行補(bǔ)充、完善，培養(yǎng)高素質(zhì)瓦斯地質(zhì)專門人才，為煤礦減災(zāi)抗災(zāi)、煤層氣規(guī)模性開發(fā)提供人才智力支撐。
參考文獻(xiàn)
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第2篇：煤層地質(zhì)學(xué)范文
關(guān)鍵詞：煤層氣；試井；破裂壓力；滲透率；儲(chǔ)層壓力；貴州
引言
試井是認(rèn)識和評價(jià)煤層氣藏的重要手段，也是獲得煤儲(chǔ)層信息最主要、最有效的技術(shù)方法之一。煤層氣試井技術(shù)源于常規(guī)油氣，但由于煤儲(chǔ)層自身的特殊性，決定了常規(guī)油氣試井技術(shù)在煤層氣井的應(yīng)用受到限制，有的技術(shù)甚至不能采用，有些方法需要改進(jìn)[1]。實(shí)踐證明，注入/壓降試井適合我國的煤層氣試井方法[2]，可以獲得煤層的儲(chǔ)層壓力、滲透率及地應(yīng)力等重要參數(shù)。文章將通過貴州某礦區(qū)的煤層氣試井結(jié)果，分析該地區(qū)的煤層氣資源開發(fā)潛力。
1 區(qū)域地質(zhì)背景
貴州省煤及煤層氣資源十分豐富，全省預(yù)測2000m以淺煤炭資源量2463億噸，居全國第5位，2000m以淺、含氣量大于4立方米/噸可采煤層氣地質(zhì)資源量31511.59億立方米，占全國煤層氣資源總量的22%左右，同樣評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下的煤層氣資源量位列全國各省區(qū)第二[3]。研究礦區(qū)位于貴州省黔西南州北部烏蒙山區(qū)，揚(yáng)子地臺南西緣，區(qū)內(nèi)煤炭資源豐富，理論儲(chǔ)量172億噸，其中800m以淺資源量約35億噸，居黔西南之首。區(qū)內(nèi)煤炭資源主要分布于普安縣南部的青山向斜內(nèi)，中部的舊普安向斜東端、碧痕營背斜西端及北部晴隆向斜北西翼有少量分布。沉積環(huán)境海陸交互，二疊系龍?zhí)督M為該縣主要含煤地層。巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層、泥質(zhì)灰?guī)r為主，夾薄層菱鐵礦，其中含煤12～55層，可采及局部可采煤層4～8層，一般為瘦煤、貧瘦煤、貧煤及無煙煤。
統(tǒng)計(jì)資料顯示[4]，研究區(qū)煤層氣資源豐富，煤層含氣量一般大于8立方米/噸，介于5.33～26.47立方米/噸之間，平均12.18立方米/噸，且隨著埋深的增加有增加的趨勢，煤層氣資源理論勘探開發(fā)潛力巨大。
2 煤層氣注入/壓降試井結(jié)果
貴州省煤田地質(zhì)局一一三隊(duì)煤層氣試井測試組在研究區(qū)對2口井（A井、B井）7個(gè)煤層（A井3#、9#、12#、17#、19#，B井18#、19#）進(jìn)行了注入/壓降試井測試。測試結(jié)果見表1。
表1 貴州某礦區(qū)煤層注入/壓降試井結(jié)果
3 煤層氣注入/壓降試井結(jié)果分析
3.1 破裂壓力
破裂壓力由微破裂試驗(yàn)獲得，即通過向目標(biāo)煤層注水，依此產(chǎn)生一個(gè)壓裂煤層的瞬時(shí)壓力脈沖，在確認(rèn)煤層被壓裂后井底關(guān)井，采用壓力計(jì)記錄井底壓力隨時(shí)間的變化規(guī)律獲得[5]。破裂壓力小利于低滲儲(chǔ)層壓裂改造，但小于鉆井時(shí)泥漿的靜液柱壓力時(shí)，可能引起井漏，不利于鉆井成型。研究區(qū)煤層破裂壓力到最高達(dá)27.75MPa，介于10.28～27.75MPa之間，遠(yuǎn)高于鉆井時(shí)泥漿的靜液柱壓力，利于鉆孔鉆進(jìn)成型，不利于后期儲(chǔ)層改造。
3.2 試井滲透率
試井滲透率反應(yīng)試井液體在煤儲(chǔ)層中流動(dòng)的難易程度，也間接反應(yīng)了煤層氣開發(fā)的難易程度。一般而言，試井滲透率越高，煤層氣在煤儲(chǔ)層中流動(dòng)越容易，越有利于煤層氣的開發(fā)，反正，則不利于煤層氣的開發(fā)。研究區(qū)內(nèi)煤儲(chǔ)層試井滲透性普遍較低，且滲透性變化很大，低至0.000173×10-3μm2，最高也不過0.0152×10-3μm2，平均0.0053×10-3μm2，隨著埋深的增加，煤儲(chǔ)層滲透率有降低趨勢，不利于煤層氣資源開發(fā)。
3.3 儲(chǔ)層壓力
儲(chǔ)層壓力是煤儲(chǔ)層孔隙內(nèi)流體所承受的壓力，又稱原始儲(chǔ)層壓力，即儲(chǔ)層被開采前，處于壓力平衡狀態(tài)時(shí)測得的儲(chǔ)層壓力，一般隨著煤層埋深的增加而增加。儲(chǔ)層壓力越大，越有利于煤層氣資源的開發(fā)。研究區(qū)煤儲(chǔ)層壓力較高，介于3.85～10.24MPa之間，平均7.67MPa，儲(chǔ)層壓力系數(shù)均大于1，介于1.17～1.63之間，平均1.27，屬高異常壓力[6]，利于煤層氣資源開發(fā)。
4 結(jié)束語
研究區(qū)煤層氣資源豐富，較高的煤層破裂壓力和煤儲(chǔ)層壓力利于鉆孔鉆進(jìn)成型和煤層氣資源開發(fā)，理論上勘探開發(fā)潛力巨大。然而，區(qū)內(nèi)煤儲(chǔ)層試井滲透性普遍較低，不利于煤層氣的流動(dòng)，將嚴(yán)重制約煤層氣資源開發(fā)，而較高的煤層破裂壓力也不利于后期儲(chǔ)層改造，同時(shí)，由于構(gòu)造發(fā)育、地形起伏大、交通不便等不利條件的制約，研究區(qū)煤層氣勘探開發(fā)具有一定難度，勘探開發(fā)應(yīng)慎重進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
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第3篇：煤層地質(zhì)學(xué)范文
關(guān)鍵詞:補(bǔ)作勘查區(qū);高嶺石泥巖;夾矸;煤層對比
中圖分類號:P618
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1009-2374(2009)18-0180-02
煤巖層對比是煤田地質(zhì)勘查的一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)工作,直接關(guān)系到含煤地層層序、構(gòu)造判斷、煤層穩(wěn)定性研究、煤質(zhì)煤類確定及資源量計(jì)算等方方面面,直接關(guān)系到地質(zhì)勘查報(bào)告的質(zhì)量。尤其在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、多煤層及煤層穩(wěn)定性較差地區(qū),搞好此項(xiàng)工作尤為重要。
煤巖層對比方法很多,目前常用的有標(biāo)志層、古生物、層間距、煤質(zhì)、煤層頂?shù)准懊簬r層物性特征等對比方法,一般是各種方法進(jìn)行綜合對比。本文就貴州省納雍補(bǔ)作井田煤層中高嶺石泥巖夾石在煤層對比中的作用,談一點(diǎn)粗淺認(rèn)識。
一、井田地質(zhì)概況
(一)井田范圍及概況
補(bǔ)作勘查區(qū)位于貴州省納雍縣張家灣鎮(zhèn)境內(nèi)。其范圍北起F1及F3號斷層,南止F17號斷層;西自水公河向斜軸,東至龍?zhí)睹航M底界。走向長15.5km,平均寬4.2km,面積約65km2。該區(qū)已完成普查施工,共布設(shè)勘探線9條,施工鉆孔32個(gè),鉆探總進(jìn)尺18075.21m,并進(jìn)行了相應(yīng)的地質(zhì)填圖、測井、水文地質(zhì)及采樣化驗(yàn)等工作。勘查工程布置情況,如圖1所示:
(二)含煤地層
該區(qū)含煤地層為二迭系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)。主要由灰色至黑灰色細(xì)砂巖、、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層組成,間夾數(shù)層生物碎屑灰?guī)r。含煤43～57層,其中編號煤層35層,煤層總厚24.31～42.24m,平均總厚為30.91m,含煤系數(shù)為10.2%,其中計(jì)量可采煤層7層。含煤地層厚度為277.00～350.00m,平均302.56m。
龍?zhí)督M可根據(jù)巖性、巖相和古生物特征,分為三段:上段(K2～K5)含主要煤層5層(2、5、6、7、9號),是主要可采煤層的富集地段,為海陸交互相沉積,其中灰?guī)r標(biāo)志層多。中段(K5～K7)含主要煤層5層(13、14、16、17、20號),屬過渡相(三角洲)沉積,以產(chǎn)植物化石為主,海相標(biāo)志層少。下段(K7～底界),含主要煤層4層(23、29、32、33號),其上部標(biāo)志層少,下部屬瀉湖-潮坪相沉積,標(biāo)志層較多,但中上部標(biāo)志層少。
龍?zhí)督M地層層序、煤層及標(biāo)志層編號,如圖2所示:
二、高嶺石泥巖賦存特點(diǎn)
(一)分布特點(diǎn)
補(bǔ)作勘查區(qū)高嶺石泥巖在龍?zhí)督M中分布較廣,絕大多數(shù)作為煤層夾石賦存,在垂向上,自上而下2、7、13、27、29、32、34號等煤層均有高嶺石夾石。少數(shù)高嶺石泥巖呈薄層狀?yuàn)A于灰?guī)r或泥巖間(如標(biāo)五)。單層厚度一般為1～10cm,有時(shí)與泥巖、粉砂質(zhì)泥巖伴生。
(二)巖性特征
宏觀特征:一般呈灰、淺灰色、暗灰紫色,少數(shù)呈黃綠色。鱗片狀、結(jié)晶狀或凍膠狀,具滑感。標(biāo)五灰?guī)r中高嶺石泥巖夾層,含大量白云母片。風(fēng)化后呈粘土狀。作為煤層夾石時(shí),其中常含少量植物根部化石。夾于灰?guī)r或海相泥巖中的高嶺石泥巖,有時(shí)含少量腕足等動(dòng)物化石。
微觀特征:主要成份為高嶺石,含量40%～50%,呈細(xì)小鱗片狀分布。其次為巖屑、菱鐵礦、水云母。巖屑含量變化大,巖屑大部分蝕變?yōu)榧?xì)小鱗片狀,巖屑由泥質(zhì)粘土組成,呈砂粒狀(粒度0.06～0.2mm),含量有時(shí)高達(dá)53%(29煤夾石)。水云母含量一般常在15%以下,呈細(xì)小鱗片狀分布。菱鐵礦多呈不規(guī)則的球粒狀、放射狀不均勻分布,其含量有時(shí)高達(dá)30%(13煤夾石)。煤層中高嶺石夾石一般含少量炭質(zhì)(2%～5%)和黃鐵礦(一般
區(qū)中不同層位的高嶺石泥巖夾石,其宏觀特征和組分含量均不相同,如13號煤夾石,呈暗紫色、結(jié)晶狀,巖屑含量少,菱鐵礦含量高(30%),屬菱鐵礦化水云母高嶺石粘土巖。而29號煤夾石,則呈灰-灰紫色、凍膠狀,致密,巖屑含量高(52%),屬巖屑砂質(zhì)高嶺石粘土巖。而標(biāo)五中高嶺石夾層,呈黃綠色,鱗片狀,富含白云母片,蒙脫石化,屬白云母蒙脫石化粘土巖。
三、高嶺石泥巖夾石在煤層對比中的作用
勘探資料表明,該區(qū)高嶺石泥巖夾石橫向上較穩(wěn)定,具有一定等時(shí)性,其中,以13、29號煤高嶺石泥巖夾石和標(biāo)五灰?guī)r中夾層穩(wěn)定性最好。
13號煤層中夾一層暗紫色、結(jié)晶狀高嶺石泥巖,似砂糖狀,區(qū)內(nèi)分布較廣,大部分鉆孔均可見及,一般厚5～10cm。13號煤位于龍?zhí)督M中段,該段煤層多,以植物化石為主,海相標(biāo)志層極少,故13號煤中高嶺石泥巖夾石,則是對比該煤層的良好標(biāo)志。
29號煤層為一復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層,夾石2～7層,其中,頂部1～2層為灰、灰紫色凍膠狀高嶺石泥巖,一般單層厚10～15cm,全區(qū)發(fā)育,十分穩(wěn)定,是對比29號煤的良好標(biāo)志。
標(biāo)五中高嶺石泥巖夾層:位于標(biāo)五(硅質(zhì)灰?guī)r)的下部,灰白、黃綠色鱗片狀高嶺石泥巖,常蒙脫石化,富含白云母片,十分特征,厚2～10cm。橫向上十分穩(wěn)定,不僅在補(bǔ)作井田,而且在織納煤田都廣泛分布,是一區(qū)域性等時(shí)面,是對比標(biāo)五和劃分中、上段的良好標(biāo)志。
四、高嶺石泥巖夾石成因初探
煤層中高嶺石泥巖夾石,其上下圍巖均為煤層,其中常含植物根部化石,其沉積古地理環(huán)境應(yīng)為沼澤或泥炭沼澤中的沉積產(chǎn)物。其物質(zhì)來源可能多樣,一種是母巖風(fēng)化分解時(shí)游離出來的SiO2與Al2O3,呈膠體狀被水流搬運(yùn)到沼澤中凝聚形成。另一種可能是鋁硅酸鹽礦物風(fēng)化殘余形成高嶺土后,被水流搬運(yùn)至沼澤或泥炭沼澤中,機(jī)械沉積而形成于泥炭之中。
此外,少量高嶺石泥巖夾石可能與火山灰有關(guān),如7號煤中高嶺石泥巖夾石,呈結(jié)晶狀,在織金地區(qū)其中發(fā)現(xiàn)有β石英,部分呈尖針狀,似未經(jīng)過搬運(yùn)或搬運(yùn)距離不遠(yuǎn),可能屬火山灰飄落沉積所致。尤其是標(biāo)五中高嶺石泥巖夾層,位于灰?guī)r之中,具蒙脫石化,富含白云母,有時(shí)含少量腕足類化石,應(yīng)為淺海環(huán)境中生成的,其厚度雖薄,但分布十分廣泛,至勘查區(qū)西側(cè)馬中嶺一帶,標(biāo)五灰?guī)r尖滅了,而該層高嶺石泥巖仍然存在,可能為火山灰的產(chǎn)物。
五、結(jié)語
貴州省納雍補(bǔ)作勘查區(qū)的含煤地層中,高嶺石泥巖夾石(層)分布較廣,其單層厚度雖薄(一般數(shù)厘米),但在一定范圍內(nèi)具有等時(shí)性,有的橫向分布很廣;而且不同層位的高嶺石泥巖夾石,巖性(顏色、結(jié)構(gòu)、成分等)差異明顯。因此,在煤巖層對比中,作為煤層自身特征的一部分,是一個(gè)重要對比手段,尤其是在以陸相沉積為主,海相標(biāo)志層少的多煤層地區(qū),顯得更為重要。但在煤層對比中,不能割裂開來,必須進(jìn)行各種方法綜合對比,互相補(bǔ)充,相互印證,才能收到較好的效果。
參考文獻(xiàn)
[1]武漢地質(zhì)學(xué)院煤田教研室.煤田地質(zhì)學(xué)[M].地質(zhì)出版社,1985.
第4篇：煤層地質(zhì)學(xué)范文
關(guān)鍵詞：放射性；煤田；測井
1 地質(zhì)條件
鶴崗某煤田勘探區(qū)，地質(zhì)背景從下到上為基底地層、煤系地層、第三系、第四系，煤系地層以白堊系下統(tǒng)城子河組（K1c）為主，所見地層巖石主要為礫巖、砂礫巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。
2 煤層物性特征
煤是一種能快速燃燒的有機(jī)巖，由多種復(fù)雜的化合物組成。其主體是有機(jī)質(zhì)，另外還有無機(jī)成分，在煤的有機(jī)成分中，碳含量最多。無機(jī)成分包括水分、礦物質(zhì)、灰分。本勘探區(qū)，煤層變質(zhì)程度為中等程度，一般為氣煤，在煤巖層接觸處電阻率值曲線界限清晰，呈陡升形態(tài)。煤的天然放射性含量很少，自然伽瑪異常為低值，但隨著灰分的增加自然伽瑪值增大。煤的密度小于煤系地層所有的巖石，伴隨煤灰分增加，密度值增大。聲波時(shí)差高低值決定于骨架、孔隙度、孔隙中的流體性質(zhì)，碳和甲烷的聲波時(shí)差都大，所以煤層的時(shí)差值也很大。
3 巖層物性特征
砂巖由碎屑巖組成，包括礫巖、砂礫巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。不同粒度的碎屑巖，其物性特點(diǎn)也不同。其次構(gòu)成砂巖的物質(zhì)成分、膠結(jié)物、分選性、孔隙度及充填孔隙的液體的性質(zhì)，決定了砂巖的電阻率、天然放射性含量、密度及對聲波的傳播速度。組成砂巖的顆粒越粗，膠結(jié)越致密，電阻率越高。自然伽瑪強(qiáng)度和砂巖泥質(zhì)含量有關(guān)，砂巖顆粒越粗，孔隙度越小，泥質(zhì)含量越少，放射性強(qiáng)度越低。組成泥巖的顆粒很微小，直徑小于0.01mm，孔隙為毛細(xì)管型，故為非滲透性巖層。在泥巖段上，自然伽瑪曲線是高值。組成砂巖顆粒比較大，砂巖密度比較大，在伽瑪伽瑪曲線上，與泥巖和煤層比較，伽瑪伽瑪曲線呈現(xiàn)低值，為起伏平穩(wěn)的曲線。由于泥巖密度小，故在伽瑪伽瑪曲線上呈現(xiàn)高異常反應(yīng)，僅次于煤層，泥巖含水分越多，膠結(jié)越松散，砂質(zhì)、碳酸質(zhì)含量越少，則伽瑪伽瑪值越高。砂巖膠結(jié)致密，聲波傳播速度快，時(shí)差小，但膠結(jié)松散砂巖層除外。砂巖聲波時(shí)差曲線低于泥巖、煤層。泥巖在聲波時(shí)差曲線上，反映為高值，泥巖越疏松，密度就越小，對聲波傳播速度越慢，則時(shí)差越大。
4 煤層的測井曲線響應(yīng)
5 孔間煤層對比
煤層對比在白堊系下統(tǒng)城子河組（K1c），巖性由粗變細(xì)，再由細(xì)變粗，見礫巖，粗、中、細(xì)砂巖，泥巖交互沉積。地層厚度近300米，所見煤層較多，有10～16層位之多。25號煤層特征明顯，而且較厚。以其中三個(gè)鉆孔此層為例對比分析，此層煤的偽底偽頂為泥巖或砂質(zhì)類的泥巖，夾矸以炭質(zhì)泥巖和粉砂巖為主。煤層段曲線形態(tài)相對上下圍巖表現(xiàn)為高密度，高電阻，低天然的特性。鉆孔1夾矸最厚，上下厚度相近。鉆孔2上薄下厚，上厚段有炭質(zhì)泥巖夾矸，上下段的夾矸為細(xì)砂巖，鉆孔3上厚下薄，上厚段無夾矸，上下段夾矸為細(xì)砂巖。在25號煤層的下部10米之內(nèi)有一層不到一米的煤或炭質(zhì)泥巖，鉆孔1（煤）、鉆孔3（炭質(zhì)泥巖）將此層定義為26號煤層。鉆孔1、鉆孔325號煤層的上部30之內(nèi)有一層1.5左右的煤層，將此層定義為24號煤層。此結(jié)果與鉆探采取的巖心相符。曲線反應(yīng)特征見圖1：
6 結(jié)束語
實(shí)踐證明，由于測井曲線是連續(xù)變化的，并且有良好的垂向分辨率和深度控制，經(jīng)解釋的地層厚度能精確到5cm，所含信息豐富，人為干擾因素少，所以能夠利用測井曲線追索煤、巖層，了解煤田地質(zhì)構(gòu)造，摸清煤層的分布規(guī)律。并且能輔助地質(zhì)準(zhǔn)確判斷煤層的厚度，提高勘探效率，降低勘探成本。同時(shí)孔間對比為某些巖心采取率低的鉆孔分析巖性層位提供理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1]潘和平，等.地球物理測井與井中物探[M].北京：科學(xué)出版社，2009.
第5篇：煤層地質(zhì)學(xué)范文
Abstract： There are quite a lot of hydraulic connection types between the aquifers， and there are great differences between the calculation method and the detection technology of the same type of water quantity prediction. Based on the analysis of the hydrogeological characteristics of the coal bearing strata in North China， it is divided into 4 basic types according to the geometry characteristics of the water rich structure. A new idea is put forward to analyze the actual situation of the water production according to the 4 basic types， which has great theoretical significance and practical value to understand the hydrogeological conditions and take reasonable measures to prevent and control water.
關(guān)鍵詞： 煤田水文地質(zhì)；充水；幾何形態(tài)
Key words： coalfield hydro geology；water filling；geometric shape
中圖分類號：P641.134 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）01-0205-02
0 引言
華北煤田分布廣、煤層多、儲(chǔ)量大，礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜。不同地區(qū)開采不同時(shí)代煤層所遏到的地質(zhì)災(zāi)害問題和復(fù)雜程度亦不同，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)威脅著礦井安全生產(chǎn)，造成井田防治突水災(zāi)害的費(fèi)用逐年增加，生產(chǎn)效益不斷下降，使國家和人民生命財(cái)產(chǎn)蒙受巨大損失?；诖?，對華北煤田水文地質(zhì)特征的研究，對于科學(xué)有效的預(yù)測和防治煤礦突水，保證礦井安全生產(chǎn)具有重要意義。
1 華北煤田水文地質(zhì)特征
華北煤田西以賀蘭山―六盤山一線與西北為鄰，南以秦嶺―大別山一線與華南分界，東瀕黃海，北以陰山―燕山―輝南―和龍一線與東北相接，華北煤田主要聚煤期為石炭二疊紀(jì)，早中侏羅世和第三紀(jì)煤田較少。
①含煤地層基底水文地質(zhì)條件。
華北石炭二疊紀(jì)含煤地層基底大部分是奧陶紀(jì)灰?guī)r，僅在個(gè)別地區(qū)是寒武紀(jì)或震旦亞界灰?guī)r。
②含煤地層內(nèi)部水文地質(zhì)條件。
1）上石盒子組含煤地層。
上石盒子組巖性為礫巖和砂巖泥巖為主，地層厚度最小120m，最大可達(dá)700m，主要在華北的南部地區(qū)。
2）下石盒子組含煤地層。
下石盒子組的巖性以粗碎屑巖、粉砂巖、泥巖和煤等為主，地層厚度變化大。
3）山西組含煤地層。
下二疊統(tǒng)山西組的巖相以陸相為主，主要分為三種類型：山前沖擊平原型、濱海沖擊平原及濱海平原型和瀉湖海灣型
4）太原組含煤地層。
上石炭統(tǒng)太原組主要以砂巖、泥巖、灰?guī)r、煤層和少量礫巖為主，巖相局部為陸相，其余為海陸交替沉積。
③含煤地層蓋層的水文地質(zhì)條件。
在大部分平原地區(qū)，煤系地層上覆巨厚的第四系松散層，含水性強(qiáng)弱不一。第四系底部附近的松散含水層對礦井充水有直接影響，其中粗砂礫巖含水豐富，含泥質(zhì)較多的松散層含水性弱。
在大部分丘陵地區(qū)，煤系地層上覆第四系蓋層很薄，基巖風(fēng)化裂隙發(fā)育，滲水性較好。這些地區(qū)煤系地層的充水水源是松散層孔隙水、風(fēng)化帶裂隙水、大氣降水和地表水。
2 華北煤田導(dǎo)水構(gòu)造的水文地質(zhì)特征
2.1 根據(jù)導(dǎo)水構(gòu)造幾何形態(tài)特征的劃分
溝通充水含水層之間水力聯(lián)系的幾何形態(tài)類型頗多，不同類型在涌水量計(jì)算和防治水設(shè)計(jì)等方面存在較大的差異。因此對導(dǎo)水構(gòu)造的幾何形態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)完整的類型劃分是很有必要的。
根據(jù)幾何形態(tài)可劃分為以下4種類型：巖溶陷落柱、隱伏露頭、條帶裂隙、網(wǎng)狀裂隙。
2.1.1 巖溶陷落柱
陷落柱本身?xiàng)l件復(fù)雜，分為導(dǎo)水陷落柱和阻水陷落柱。陷落柱邊界受塌陷作用影響形成次生裂隙，易于聯(lián)通上下含水層。巖溶陷落柱的分布規(guī)律不清，至今仍是研究的重點(diǎn)。
2.1.2 隱伏露頭
煤系地層灰?guī)r含水層、砂巖裂隙含水層和中奧陶統(tǒng)灰?guī)r含水層呈隱伏露頭形式與上覆第四系松散層不整合接觸。隱伏露頭地下水力交替的影響因素主要有隱伏露頭基巖風(fēng)化帶的滲透能力和上覆第四系孔隙含水層底部粘性土隔水層的厚度。
2.1.3 條帶裂隙
華北煤田基本上屬于中朝準(zhǔn)地臺，構(gòu)造相對穩(wěn)定，主要以褶曲和斷裂為主。導(dǎo)水?dāng)嗔咽姑簩又苯踊蜷g接對接中奧陶統(tǒng)灰?guī)r含水層，形成不同程度的水力聯(lián)系。大型斷裂易于形成比較發(fā)育的裂隙網(wǎng)絡(luò)，形成溝通上下含水層之間的水力聯(lián)系通道。
2.1.4 網(wǎng)狀裂隙
在華北煤田北部主要以砂巖含水層為主。在多次構(gòu)造應(yīng)力作用下，脆性的隔水層不斷受力后，以斷裂形式釋放壓力，使本來隔水的泥巖層形成了不同方向的斷裂和節(jié)理，發(fā)育成比較發(fā)育網(wǎng)狀裂隙。
以上4種類型是華北煤田所發(fā)現(xiàn)的最基本類型，在實(shí)際生產(chǎn)中可能會(huì)遇到這4種類型的不同組合形式。表1即為4種類型的組合表。
巖溶陷落柱和條帶裂隙的組合類型，多分布在地層的中深部，垂向?qū)芰?，水力交替?qiáng)度大。但大部分分布規(guī)律不清并且規(guī)模較小，是實(shí)際生產(chǎn)中極易忽視，從而引起威脅極大的惡性突水事故。
巖溶陷落柱和隱伏露頭的組合類型，隱伏露頭多分布于地層的淺部，巖溶陷落柱多分布于地層的中深部，在華北煤系地層中較為常見的一種組合類型。對其組合一般最為有效的防治水措施是采取淺截深堵，對其進(jìn)行治理。
隱伏露頭和條帶裂隙的組合類型，隱伏露頭多分布于地層的淺部，條帶裂隙多分布于地層的深部，這一組合在華北煤系地層中也較為常見。這種組合的礦井水文地質(zhì)條件一般較為復(fù)雜，充水水源多、通道暢通，礦井涌水量一般較大，突水災(zāi)害事件繁現(xiàn)。
隱伏露頭和網(wǎng)狀裂隙的組合類型。在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，呈脆性的相對隔水巖層不斷受力，脆性地層以大面積破裂形式釋放應(yīng)力，形成大范圍裂隙網(wǎng)絡(luò)。
其余的兩種、三種和四種組合形式在實(shí)際的煤系地層中發(fā)現(xiàn)不多。
2.2 根據(jù)地下水滲流的水動(dòng)力特征劃分
根據(jù)水動(dòng)力特征可分為2種基本類型：管道式和滲濾式。
2.2.1 管道式
地下徑流多呈管流狀，水力條件極其復(fù)雜。其中管道式的導(dǎo)水通道較為暢通，充水強(qiáng)度一般較強(qiáng)，容易對礦井造成災(zāi)害性的突水事故。
2.2.2 滲濾式
地下水的運(yùn)動(dòng)基本符合線性滲透定律，滲流介質(zhì)類似松散多孔介質(zhì)性質(zhì)。由此類所誘發(fā)的地下水涌入礦井的過程往往是漸變的。因而此類一般對礦井直接形成的水害威脅相對較小。
上述兩種劃分方案依據(jù)不同，但存在一定的聯(lián)系。一般陷落柱和條帶裂隙由于其介質(zhì)破碎嚴(yán)重，通道較為暢通，地下水的流動(dòng)形式多為管道流。隱伏露頭和網(wǎng)狀裂隙多為滲濾式，地下水符合線性滲透定律。
3 結(jié)論
各種類型的水力聯(lián)系是建立華北煤田充水水文地質(zhì)模型的基礎(chǔ)和核心。溝通充水含水層之間水力聯(lián)系的幾何形態(tài)類型頗多，不同類型在水力特征模擬與水量預(yù)測的計(jì)算方法和空間展布位置的探測技術(shù)存在較大的差異。在空間展布的幾何形態(tài)特征所劃分的4種基本類型和各種組合類型，對認(rèn)識礦井水文地質(zhì)條件和采取合理的防治水措施具有極其重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
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[3]葛亮濤.中國煤田水文地質(zhì)基本特征與規(guī)律[J].中國煤田地質(zhì)，1996（6）：46-53.
[4]肖長來.梁秀娟.水文地質(zhì)學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.
第6篇：煤層地質(zhì)學(xué)范文
【關(guān)鍵詞】勝利煤礦；礦井整合；開拓；采煤
前言
龍煤集團(tuán)七臺河分公司勝利煤礦一采區(qū)十一井2005年核定能力6萬噸/年，截止2005年12月，地質(zhì)儲(chǔ)量38.59萬噸，可采儲(chǔ)量32.80萬噸，按核定能力計(jì)算，服務(wù)年限只有3.9年，為了確保國家煤資源的合理開發(fā)、利用，將鄰近的一采區(qū)十井進(jìn)行整合，改造。一采區(qū)十井截止2004年末保有地質(zhì)儲(chǔ)量142.8萬噸，可采尺量121.38萬噸，采區(qū)十井設(shè)計(jì)能力、核定能力、實(shí)際生產(chǎn)能力均為6.0萬噸/年。一采區(qū)十一井與一采區(qū)十井整合后，年能力可達(dá)15.0萬噸/年。地質(zhì)儲(chǔ)量181.39萬噸，可采儲(chǔ)量154.18萬噸，服務(wù)年限7.3年。
1礦井概述
1.1自然地理概況
七煤集團(tuán)公司勝利煤礦一采區(qū)十一井，一采區(qū)十井位于七臺河礦區(qū)西部，在七臺河市新興區(qū)轄區(qū)內(nèi)，地形屬丘陵山崗，地面標(biāo)高190.-215m，氣候?qū)俸疁貛?，年最高溫?36℃，最低氣溫-34℃，年平均氣溫+5℃，年凍結(jié)期自11月至翌年4月，凍結(jié)厚度1.7-2.0m。
1.2井田范圍
一采區(qū)十一井該井田北起60層煤層露頭，南至-200m標(biāo)高，東至F：40斷層，西至F：40斷層以西1000m，平均東西走向長900m，傾斜平均寬度630m，面積0.588km2，開采煤層為60號層。
一采區(qū)十井：北起63層、65層煤層露頭，南至-300m標(biāo)高，東至F：11斷層，西至F：40斷層，東西走向長800m，傾斜寬1400m面積1.12km2。開采煤層63、65層。
1.3勘探開發(fā)
該井田屬七臺河二次精補(bǔ)勘探區(qū)范圍內(nèi)，屬七臺河分公司新興煤礦井田，七臺河二次精補(bǔ)由黑龍江省煤田地質(zhì)公司204勘探隊(duì)于1964年10月提交報(bào)告，經(jīng)黑龍江省儲(chǔ)委第0019號文批準(zhǔn)。
2礦井地質(zhì)特征
2.1地質(zhì)特征
2.2煤層與煤質(zhì)
2.3礦井水文地質(zhì)
本井設(shè)計(jì)開采60、63、65層，本井的上部58層由新興煤礦開采，下部的66、67、68、74層由新興煤礦開采，經(jīng)過上下層的開采該井的涌水疏干程度很好，礦井的充水系數(shù)很小，故該井的水文地質(zhì)情況簡單而清楚，礦井最大總涌水量23.92m2/h，正常總涌水量14.02m2/h。
2.4儲(chǔ)量、服務(wù)年限與生產(chǎn)能力
3.1井田開拓、整合方法
3.5采煤方法
采煤方法采用走向長壁后退式，頂板管理采用全部自然垮落法，爆破落煤，工作面支護(hù)方式為金屬摩擦支柱，工作面運(yùn)輸采用SGW-30型刮板運(yùn)輸機(jī)，平巷運(yùn)輸選用蓄電池電機(jī)車和調(diào)度絞車。
整合后投產(chǎn)時(shí)布置四個(gè)回采工作面，其中60層二個(gè)，63層一個(gè)，65層一個(gè)，工作面平均長度80m，平均采高0.68m，循環(huán)進(jìn)度1.6m，每日一個(gè)循環(huán)，年工作日按330天計(jì)算。
四個(gè)回采工作面及掘進(jìn)煤確保礦井年生產(chǎn)能力15萬噸，礦井整合投產(chǎn)時(shí)，配五組掘進(jìn)（其中一組為預(yù)備隊(duì)）即可滿足正常接續(xù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]鮑仲慶，等.煤礦開采與掘進(jìn)，北京：煤炭工業(yè)出版社，1994.4.
[2]張先塵，等.中國采煤學(xué)，北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.5.
[3]陸春元.煤田地質(zhì)學(xué)，北京：煤炭工業(yè)出版社，1999.10.
第7篇：煤層地質(zhì)學(xué)范文
【關(guān)鍵詞】地質(zhì)構(gòu)造 煤與瓦斯突出 出水機(jī)理 安全回采率
一、引言
地質(zhì)構(gòu)造主要通過影響煤層中瓦斯的保存條件和軟分層的發(fā)育來控制煤與瓦斯突出發(fā)生的條件。在煤炭形成的漫長地質(zhì)時(shí)期，煤層受到沉積作用、煤化作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等影響，在煤體內(nèi)部產(chǎn)生大量的裂隙、孔隙、褶皺和斷層等構(gòu)造類型。煤層的自燃主要經(jīng)過氧化放熱、蓄熱散熱和蔓延擴(kuò)展等環(huán)節(jié)，裂隙、孔隙、褶皺和斷層通過影響各個(gè)環(huán)節(jié)的發(fā)展，從而影響煤層的自燃。構(gòu)造應(yīng)力是控制礦區(qū)采動(dòng)損害的一個(gè)不容忽視的因素。
二、地質(zhì)構(gòu)造對煤層自燃的影響
（一）煤層中的裂隙主要是內(nèi)生裂隙和外生裂隙。
內(nèi)生裂隙：煤層在煤化作用過程中因成煤物質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等的變化而產(chǎn)生的裂隙，一般面平且直，一般不切入到其它煤層中。
外生裂隙：煤層形成后，由于區(qū)域構(gòu)造變動(dòng)而在煤層中發(fā)育的裂縫。通常成組出現(xiàn)，方向性明顯，裂隙面較平直，延伸遠(yuǎn)，可切入其它煤層，甚至煤的頂?shù)装鍘r層。
裂隙影響煤層的供氧條件，它們的存在可以增大煤氧接觸面積， 從而導(dǎo)致煤層自燃初期的低溫氧化階段順利進(jìn)行。
（二）孔隙對煤層自燃的影響
煤層中的孔隙主要是原生孔隙和次生孔隙。
原生孔隙：煤層在沉積時(shí)，沉積物顆粒之間生成粒間孔和植物各組織內(nèi)部的胞腔， 共同組成煤層的原生孔隙。
次生孔隙：煤層在煤化作用過程中，原生礦物結(jié)晶溶蝕而形成的孔隙，因淋濾、溶蝕等作用形成的粒間孔隙，以及煤化作用過程中因甲烷等氣體的逸出而留下的孔隙等，共同組成煤層的次生孔隙。
一般來說， 煤中的孔隙越多，氧氣越容易進(jìn)入，煤氧接觸面積越大，越容易氧化升溫直至自燃。煤的孔隙會(huì)隨著煤化作用加深而不斷減少，煤級較高的煤中原生孔隙基本消失，這就可以解釋變質(zhì)程度低的煤比變質(zhì)程度高的煤更容易自燃，就是因?yàn)樽冑|(zhì)程度低的煤孔隙度要大于變質(zhì)程度高的煤，從而使氧氣更容易進(jìn)入到煤層中，增大了煤氧接觸的面積。
（三）褶皺對煤層自燃的影響
褶皺通過控制煤層氧化釋放出的熱量的運(yùn)移方向和聚集狀況來影響煤層的自燃。在背斜位置，煤層低溫氧化釋放出的熱量就會(huì)運(yùn)移到背斜的核部，如果核部的煤層頂板是滲透性較差的泥巖、頁巖，那么核部處就會(huì)集聚大量的熱量，從而使煤體溫度升高，繼而發(fā)生自燃。
在向斜位置，煤層中集聚的熱量向上擴(kuò)散，一般不會(huì)在核部周圍發(fā)生自燃。另外，倒轉(zhuǎn)褶皺可以使煤層厚度變大，有利于熱量的集聚，并且增加了燃燒物質(zhì)的數(shù)量，容易誘發(fā)大規(guī)模的煤層自燃。
（四）斷層對煤層自燃的影響
在沒有受到采動(dòng)影響的煤層中，斷層的數(shù)量、規(guī)模、性質(zhì)和走向?qū)γ簩油夤┭跤绊懞艽?，直接影響到煤層的自燃。煤層自燃后，火焰蔓延的方向受斷層的性質(zhì)和斷距大小的影響。在正斷層位置，煤層被斷開，阻止了火焰向煤層深部蔓延。當(dāng)火焰蔓延到正斷層處時(shí)，由于煤層已經(jīng)被斷層切斷，火焰在此結(jié)束蔓延趨勢。當(dāng)正斷層完全切斷煤層時(shí)，斷層位置成為天然的防火墻。在逆斷層附近，一旦斷距較小，就會(huì)使煤層發(fā)生重復(fù)，煤層厚度增大，而厚度又是煤層自燃的一個(gè)必不可少的條件，所以煤層自燃會(huì)在逆斷層處發(fā)展和蔓延。當(dāng)有多個(gè)煤層且間距較小時(shí)，斷層的存在則會(huì)引起不同煤層之間的煤火相互貫通，燃燒煤層可導(dǎo)致不同層的煤燃燒。
另外，由于斷層的存在，使得在選擇開采方法時(shí)必須采取工作面過斷層的種種措施，從而嚴(yán)重影響采煤和掘進(jìn)的速度，給采空區(qū)中遺煤的自燃爭取了時(shí)間，加大了自燃的幾率。
總之，地質(zhì)構(gòu)造對煤層自燃的影響很大。裂隙、孔隙、褶皺和斷層的數(shù)量、規(guī)模影響煤層的供氧條件，它們的存在可以增大煤氧接觸面積，從而導(dǎo)致煤層自燃初期的低溫氧化階段順利進(jìn)行；裂隙和斷層也是煤火燃燒過程中物質(zhì)和能量的噴出通道；斷層的性質(zhì)可決定煤火是否繼續(xù)向煤層深部發(fā)展；褶皺可控制煤低溫氧化釋放出的熱量聚集，如果背斜核部有封閉性好、導(dǎo)熱性差的煤層頂板，那么此處是煤層聚熱增溫的良好場所，也是易于自燃的地方。
三、構(gòu)造應(yīng)力對礦區(qū)采動(dòng)損害的影響
礦區(qū)采動(dòng)損害，是因煤炭井工開采對覆巖和地表地質(zhì)環(huán)境造成的損害。從構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的觀點(diǎn)來看，礦區(qū)采動(dòng)損害是在地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力作用、巖體本身重力以及地下開采活動(dòng)聯(lián)合影響下發(fā)生的主采煤層上覆巖、土體的一種特殊的表生構(gòu)造現(xiàn)象。
對于一個(gè)具體的煤礦區(qū)來說，要么處于擠壓構(gòu)造應(yīng)力場，要么處于拉張構(gòu)造應(yīng)力場。擠壓與拉張是煤礦區(qū)常見的兩種最基本的構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)。
由于構(gòu)造應(yīng)力的作用，可以改變采動(dòng)影響下的巖層移動(dòng)方向和移動(dòng)量的大小，同時(shí)也影響井下巷道的變形破壞模式。如果煤礦區(qū)處于擠壓構(gòu)造應(yīng)力場中，在煤層未開采之前，側(cè)向擠壓應(yīng)力早己存在，它使煤層覆巖有向上彎曲的趨勢；在煤層被采出后，覆巖重力首先克服側(cè)向力造成的向上的彎矩，剩余的垂向力才引起煤層頂板向下彎曲變形。同時(shí)，由于側(cè)向擠壓構(gòu)造應(yīng)力的存在，使巖體所受圍壓升高，必將使巖體的力學(xué)強(qiáng)度增加，從而減小煤層開采對覆巖的損害。
另一方面，由于巖石的抗拉強(qiáng)度最低，在受拉張應(yīng)力作用后，很容易產(chǎn)生張節(jié)理，使巖層的連續(xù)性遭到破壞，失去內(nèi)聚力；拉張應(yīng)力的作用可以抵消一部分因重力作用在巖層中產(chǎn)生的水平關(guān)聯(lián)應(yīng)力，從而使巖塊受到的側(cè)向夾持力減小甚至消失，很容易在重力作用下失穩(wěn)沉降，即使拉張應(yīng)力不足以使巖層破斷，也會(huì)使巖體的圍壓降低，從而導(dǎo)致巖體強(qiáng)度的下降。為了保護(hù)煤礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境，煤炭資源開發(fā)活動(dòng)必須要有一個(gè)度，要把開采強(qiáng)度限制在煤礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境可以承受的范圍之內(nèi)。
四、結(jié)論
在煤礦的開采活動(dòng)中，探明地質(zhì)構(gòu)造的類型和規(guī)模是保障安全生產(chǎn)的第一步。時(shí)刻注意地質(zhì)構(gòu)造的變化，預(yù)防煤礦重大事故的發(fā)生。關(guān)于地質(zhì)構(gòu)造對煤礦安全生產(chǎn)的研究，今后將主要集中在以下幾個(gè)方面：地質(zhì)構(gòu)造對煤與瓦斯突出影響的定量化分析；地質(zhì)構(gòu)造對煤層自燃的定量化分析；地質(zhì)構(gòu)造對礦區(qū)采動(dòng)損害的定量化分析。
參考文獻(xiàn)：
[1]尉茂河. 煤層自燃的內(nèi)外因分析及其預(yù)防對策 [J]. 煤礦安全，1998，（2）.
第8篇：煤層地質(zhì)學(xué)范文
【關(guān)鍵詞】煤礦；環(huán)境地質(zhì)；地質(zhì)調(diào)查
0.前言
煤礦環(huán)境地質(zhì)工作是調(diào)查和研究與煤礦環(huán)境質(zhì)量及其控制有關(guān)的地質(zhì)條件及其變化，為煤礦環(huán)境保護(hù)、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境治理提供所需的地質(zhì)資料。由于煤礦環(huán)境問題不同，對煤礦環(huán)境地質(zhì)工作的要求和工作內(nèi)容、工作方法不盡相同。一般而言，煤礦環(huán)境地質(zhì)凋查與評價(jià)要做好以下工作。
1.礦區(qū)環(huán)境污染的地質(zhì)調(diào)查
1.1礦區(qū)原生地質(zhì)環(huán)境調(diào)查
調(diào)查礦區(qū)地理和大地構(gòu)造位置、地層及其巖石組成、地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)資源以及地形地貌等基本地質(zhì)背景；對礦區(qū)內(nèi)的原生巖石、風(fēng)化巖石、土壤以及礦區(qū)內(nèi)的地表水體（如河、湖、池塘等）和地下水體（如井、泉、鉆孔和礦井充水等）進(jìn)行全面系統(tǒng)采樣、化驗(yàn)、分析；查明礦區(qū)巖石、水體的組成以及其中有害物質(zhì)的種類、含量等；弄清與原生地質(zhì)環(huán)境有關(guān)的污染源（物）和與環(huán)境污染擴(kuò)散有關(guān)的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；研究各種元素的賦存、分布、遷移、濃集、擴(kuò)散、流失等的規(guī)律；對礦區(qū)原始環(huán)境質(zhì)量的地質(zhì)條件作出評價(jià)，為控制礦區(qū)總環(huán)境污染提供基本的地質(zhì)資料。
1.2礦區(qū)水土污染地質(zhì)調(diào)查
調(diào)查煤矸石的礦物組成和化學(xué)成分及其含量以及某些物理化學(xué)性質(zhì)、矸石山堆放場地的地形地貌及水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件；定期監(jiān)測礦區(qū)土壤的化學(xué)成分和物理化學(xué)性質(zhì)及其變化；定期觀測礦井、選煤廠、矸石山等排放的廢水的流量、化學(xué)成分及其變化情況，并結(jié)合礦區(qū)地形地貌、地質(zhì)和水文條件對礦區(qū)流動(dòng)水與非流動(dòng)水、地下水與地表水、污染水與非污染水的化學(xué)成分、物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行對比，確定污染水體的擴(kuò)散途徑、影響范圍、影響程度等。在此基礎(chǔ)上，將水質(zhì)分析與巖土分析結(jié)果及巖石風(fēng)化及風(fēng)化過程中元素流失、富集等進(jìn)行比較分析，以查明土壤污染和土壤化學(xué)元素遷移規(guī)律等與水體污染和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，為控制水土污染提供地質(zhì)依據(jù)。
1.3煤礦區(qū)大氣污染地質(zhì)調(diào)查
有害粉塵地質(zhì)調(diào)查。配合通風(fēng)安全部門，在巷道、工作面和選煤廠收集粉塵樣品，通過化學(xué)分析和巖礦鑒定以及與煤層及其圍巖的礦物成分、巖石類型的對比，找出粉塵與原巖成分及其含量的關(guān)系，查明有害粉塵的種類、來源、數(shù)量等，為采取防塵、降塵措施提供依據(jù)。粉塵的鏡下鑒定主要包括，礦物成分：粉塵的礦物成分不同，危害類型和程度各異；粉塵粒度能進(jìn)入肺部的微細(xì)粉塵危害最大；粉塵形態(tài)：渾圓狀塵粒比棱角狀塵粒危害小。
有害氣體的地質(zhì)調(diào)查。有害氣體主要來源于廠礦排放、地下逸散、煤與矸石堆自燃等。調(diào)查時(shí)要求查明有害氣體的來源、成分、含量、產(chǎn)氣情況、逸出地點(diǎn)、遷移途徑等，并就其對環(huán)境的影響作出評價(jià)。為了查明地下逸出的有害氣體，還必須深入調(diào)查礦區(qū)巖層的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、氧化分解條件以及與有害氣體擴(kuò)散有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造特征和分布規(guī)律等。
1.4地質(zhì)災(zāi)害等地質(zhì)調(diào)查
對礦區(qū)內(nèi)的各種地質(zhì)災(zāi)害，尤其是采動(dòng)影響、煤矸石堆放等所引起的地面沉陷、滑坡、泥石流、沙漠化等進(jìn)行全面調(diào)查，研究其形成條件、成因類型、分布和影響范圍、危害程度等。對急性災(zāi)害應(yīng)實(shí)施連續(xù)監(jiān)測并進(jìn)行預(yù)測、預(yù)報(bào)?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，開采沖擊地壓的煤礦應(yīng)有專人負(fù)責(zé)沖擊地壓預(yù)測和防治工作。
礦井熱污染調(diào)查。在區(qū)域地溫場調(diào)查的基礎(chǔ)上，查明礦區(qū)地溫場的變化規(guī)律及其影響因素，分析礦井熱污染的成因、變化特征、危害程度以及與地溫場的關(guān)系等。
煤層及矸石堆自燃監(jiān)測研究。對有自燃傾向或已經(jīng)自燃的煤層及矸石山應(yīng)加強(qiáng)日常監(jiān)測，研究自燃的影響因素-發(fā)火條件、氧化和增溫規(guī)律以及自燃機(jī)理等。
2.污染礦區(qū)環(huán)境治理效果的地質(zhì)調(diào)查
對環(huán)保措施實(shí)施效果進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查與評價(jià)，從而為修改和補(bǔ)充原有措施或重新制訂更加有效的措施提供依據(jù)。如對凈化處理后的礦井和選煤廠排放水的水質(zhì)及有害物質(zhì)的種類及其含量等應(yīng)進(jìn)行定期檢測；對采取復(fù)墾措施的土地應(yīng) 定期測定其潛水位的變化、土壤中有害元素的種類及其含量的變化，以及土壤的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)等的變化，檢查有害元素是否有隨潛水位升高或毛細(xì)管作用而返至地表的現(xiàn)象等；對采取防塵、降塵措施的工作面應(yīng)定期測定其空氣粉塵濃度、形態(tài)和粒度分布及其有害粉塵的含量；對采取充填措施的采空區(qū)沉陷幅度、應(yīng)力場的變化、巖層變形特點(diǎn)以及對地表的影響程度等應(yīng)進(jìn)行調(diào)查評價(jià)。通過治理前后地質(zhì)調(diào)查資料的對比分柝，對治理措施的有效性作出判斷。
3.煤礦環(huán)境污染源資源化利用地質(zhì)評價(jià)
煤礦生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的大量廢棄物，既是導(dǎo)致礦區(qū)環(huán)境污染的主要污染源，又是寶貴的自然資源。加強(qiáng)對其的資源化利用，不僅有助于從根本上消除其對環(huán)境的危害，同時(shí)還可獲得資源，提高煤礦生產(chǎn)的綜合效益。
3.1礦井水資源化利用評價(jià)
礦井永的來源；礦井充水和礦井排水的水量、水溫、水質(zhì)類型；色、嗅、味、濁度等感觀特征；pH值、含鹽量、總硬度等化學(xué)特征；生化需氧量、化學(xué)耗氧量、溶解氧等生化特征；有毒有害元素和細(xì)菌的種類、含量等毒理性和毒害性特征，以及礦井水的利用方向、利用條件和環(huán)境效應(yīng)等。
3.2煤矸石資源化利用評價(jià)
評價(jià)內(nèi)容包括煤矸石的種類、排放和堆積量、礦物成分、化學(xué)組成、理化性質(zhì)、工藝性質(zhì)、發(fā)熱量、有用成分的種類及其含量、分選的難易程度以及煤矸石的利用途徑、利用方法和環(huán)境經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等。
3.3礦井瓦斯資源化利用評價(jià)
煤層瓦斯含量、壓力、成分、賦存和分布規(guī)律，礦井瓦斯涌出量、涌出特征，瓦斯來源、瓦斯儲(chǔ)量、可抽瓦斯量以及影響瓦斯抽放的各類地質(zhì)條件及其改良方法等，并就瓦斯抽放方案、利用方式、規(guī)模和服務(wù)年限、經(jīng)濟(jì)技術(shù)的合理性和效益等提出建議和預(yù)測。
3.4地表移動(dòng)區(qū)資源化利用評價(jià)
評價(jià)內(nèi)容包括地表移動(dòng)區(qū)的分布、規(guī)模、沉陷幅度、采動(dòng)穩(wěn)定性、新應(yīng)力場分布、地質(zhì)和工程地質(zhì)條件、地表變形特征、積水情況、地下水和地表水的水文和水文地質(zhì)條件、水土流失和土壤肥力狀況、土地復(fù)墾條件、復(fù)墾類型、復(fù)墾方案以及復(fù)墾的生態(tài)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益等。
4.結(jié)束語
煤炭資源的開發(fā)利用與地質(zhì)、水文地質(zhì)、地球化學(xué)等地質(zhì)環(huán)境因素有著極為密切的關(guān)系，因此，煤礦環(huán)境地質(zhì)也就成為煤礦地質(zhì)研究的重要內(nèi)容和煤礦環(huán)境保護(hù)和治理的地質(zhì)依據(jù)。要以地質(zhì)因素引起的環(huán)境問題為研究對象，以煤炭開采過程引起的環(huán)境地質(zhì)問題為重點(diǎn)，分析地質(zhì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和煤炭開發(fā)利用活動(dòng)之間的相互作用和影響；研究礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)特征和各種地質(zhì)災(zāi)害引起的環(huán)境問題及其災(zāi)害預(yù)測和防治方法；探討采礦活動(dòng)產(chǎn)生的地質(zhì)作用對地質(zhì)環(huán)境的影響以及誘發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題；提出改善和控制礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量的地質(zhì)方法。
【參考文獻(xiàn)】
第9篇：煤層地質(zhì)學(xué)范文
[關(guān)鍵詞]煤氣層 應(yīng)用 前景
中圖分類號：TD845 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）47-0382-01
0 前言
隨著世界原油不斷減少，世界常規(guī)能源供給形勢日益嚴(yán)峻，國際上逐漸把發(fā)展非常規(guī)能源作為新世紀(jì)能源發(fā)展的主要議題。煤層氣的開發(fā)具有熱值高、污染少、安全性高的特點(diǎn)，完全可以成為石油和天然氣等常規(guī)能源的重要補(bǔ)充。[1]世界上很多國家逐漸開始重視煤層氣的勘探和開發(fā)試驗(yàn)，并積極發(fā)展發(fā)達(dá)國家的地面鉆井開采技術(shù)，在煤層氣資源的勘探、鉆井、采氣和地面集氣處理等技術(shù)領(lǐng)域均取得了重要進(jìn)展。我國埋深在2000米以內(nèi)的煤層中含煤層氣資源量達(dá)30萬億-35萬億立方米，是世界上第三大煤層氣儲(chǔ)量國，煤層氣開發(fā)前景非?？捎^。然而，由于種種原因，我國煤層氣的開發(fā)和利用規(guī)模普遍偏小，所以合理加強(qiáng)煤層氣的綜合利用，對我國的資源建設(shè)有積極的作用。
1 煤層氣的成因
天然氣的成因各式各樣，Macd Donald（1983）研究了天然氣的形成模式，認(rèn)為最具代表性的模式有六種：（1）沉積巖有機(jī)質(zhì)的微生物降解；（2）沉積巖有機(jī)質(zhì)的熱降解；（3）原油的熱裂解；（4）煤的變質(zhì)作用；（5）巖漿巖的高溫反應(yīng)；（6）地幔原生甲烷的釋放。煤層氣是屬于第（4）種模式，是在煤的變質(zhì)作用過程中不斷生成的。煤在變質(zhì)作用中產(chǎn)生的甲烷分子被吸附在煤體的表面。吸附甲烷量的多少?zèng)Q定于壓力、溫度和煤質(zhì)。即在一定的溫度、壓力條件下，甲烷分子主要以單分子層狀態(tài)吸附于煤體的細(xì)微孔隙表面，并和微孔隙中的游離甲烷分子處于不斷交換的動(dòng)平衡狀態(tài)。由此可知，游離甲烷的多少，取決于煤的孔隙度、溫度和壓力。當(dāng)遇到外界條件發(fā)生變化（地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)）時(shí)，這種平衡就會(huì)被打破，若繼續(xù)沉降使煤熱演化繼續(xù)進(jìn)行，煤層含氣量增加；或地殼抬升，使煤的熱演化終止，甲烷不再產(chǎn)出；當(dāng)煤層抬升接近地表遭受風(fēng)化時(shí)，所有氣體將散失干凈。
2 煤層氣田的分類
縱觀國外已有煤層氣開發(fā)的生產(chǎn)實(shí)踐和我國國內(nèi)開發(fā)試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，可以認(rèn)為不同成因的煤層氣田的開發(fā)，會(huì)存在一定的差別。分類劃分得當(dāng)對指導(dǎo)煤層氣地面開發(fā)選區(qū)和開發(fā)方式、方法的運(yùn)用均有一定的指導(dǎo)作用?，F(xiàn)參考煤田地質(zhì)學(xué)理論中煤變質(zhì)類型的分類，結(jié)合煤層氣的生成、賦存等條件，將煤層氣田初步劃分為三類二個(gè)亞類。
（1）深成成因的煤層氣田。
（2）巖漿熱成因的煤層氣田，可分為：
①區(qū)域熱力作用形成的煤層氣田。
②巖體接觸作用形成的煤層氣田。
（3）擠壓成因的煤層氣田。
3 國內(nèi)煤層氣開發(fā)利用的現(xiàn)狀
當(dāng)前，國際能源局勢趨緊，我國煤礦安全生產(chǎn)形勢嚴(yán)峻。我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)很不合理，1999年煤炭約占68%，石油占23%，天然氣僅占2.6%，天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平（24%）。為了實(shí)現(xiàn)能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，我國急需實(shí)施以優(yōu)質(zhì)能源為主的能源發(fā)展戰(zhàn)略，合理調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，增加天然氣在一次能源消費(fèi)中的比重。煤層氣有望成為接替煤炭、石油和天然氣等常規(guī)能源的新能源資源。目前全國瓦斯發(fā)電的總裝機(jī)容量為9萬千瓦，而規(guī)劃或正在實(shí)施的瓦斯發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)容量接近15萬千瓦。其中，山西晉城煤業(yè)集團(tuán)在建的煤層氣電廠計(jì)劃裝機(jī)達(dá)12萬千瓦，是世界上目前最大的煤層氣發(fā)電廠。
4 我國煤層氣區(qū)劃方案
根據(jù)實(shí)際資料和工作程度，按煤層氣大區(qū)、含氣區(qū)、含氣帶、氣田這四個(gè)級別進(jìn)行中國煤層氣資源分布區(qū)劃。
5 開采煤層氣的技術(shù)方法
5.1 生產(chǎn)布局
煤層氣開發(fā)的生產(chǎn)布局與常規(guī)油氣有較大差異。當(dāng)煤層氣開發(fā)選區(qū)確定以后，在鉆井之前，就應(yīng)進(jìn)行地面設(shè)施的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與布局。在確定井徑、地面設(shè)施與井筒的位置關(guān)系時(shí)，應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件、儲(chǔ)層特征、地形及環(huán)境條件等因素。―個(gè)煤層氣采區(qū)包括生產(chǎn)井、氣體集輸管路、氣水分離器、氣體壓縮器、氣體脫水器、流體監(jiān)測系統(tǒng)、水處理設(shè)施、公路、辦公及生活設(shè)施等。只有各部分密切配合，才會(huì)使得煤層氣生產(chǎn)順利進(jìn)行。
5.2 井筒結(jié)構(gòu)
煤層氣開發(fā)的成功始自井底，一般井筒應(yīng)鉆至最低產(chǎn)層之下，以產(chǎn)生一個(gè)口袋，使得產(chǎn)生氣體在排出地面之前，在此口袋內(nèi)匯集。煤層氣生產(chǎn)井的結(jié)構(gòu)是將油管置于套管之內(nèi)，這種構(gòu)型是由常規(guī)油氣生產(chǎn)井演化而來的。這種設(shè)計(jì)還可使氣、水在井筒中初步分離，從而減少地面氣、水分離器的數(shù)量，并可降低井筒內(nèi)流體的上返壓力；一般情況下，產(chǎn)出水通過內(nèi)徑為10 mm或20mm的油管泵送至地面，氣體則自油管與套管的環(huán)形間隙產(chǎn)出。除排水產(chǎn)氣外，井簡的設(shè)計(jì)還應(yīng)盡量降低固體物質(zhì)（如煤屑、細(xì)砂等）的排出量。井底口袋可用上收集固體碎屑，使其進(jìn)入水泵，使地面設(shè)備的數(shù)量降至最低。在泵的入口處，可安裝濾網(wǎng)，減少進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)中的碎屑物質(zhì)。另外，在操作過程中，緩慢改變井口壓力，也有利于套管與油管環(huán)形間隙的清潔，降低碎肩物質(zhì)的遷移。
5.3 氣水地面集輸與處理
5.3.1 地面氣水分離
在煤層氣生產(chǎn)井中，將油管置于套管之內(nèi)的設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)氣、水的初步分離，但在泵送至地表后，還需經(jīng)地面分離器進(jìn)一步分離，分離的氣和水分別進(jìn)入集氣管線和水處理系統(tǒng)，同時(shí)還應(yīng)除去流體中固體顆粒物（煤粉、細(xì)沙等）。
5.3.2 集輸系統(tǒng)
集輸系統(tǒng)的作用有二：一是利用最經(jīng)濟(jì)的方式將氣體從井門輸送至中央壓縮站；二是從環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益的角度，妥善處理排出水。在鋪設(shè)管線時(shí)應(yīng)充分考慮地形和地面沒施，輸氣管道不宜鋪設(shè)在低洼處，而輸水管盡量不要架設(shè)在高處。但如果無法避免這種情況，應(yīng)安漿氣壓緩解閥，以免水回流至井口。
5.4 氣體處理與壓縮
進(jìn)入銷售管線的煤層氣，一方面應(yīng)符合管道氣的成分標(biāo)準(zhǔn)，另一方面應(yīng)具有足夠的壓力。因此，經(jīng)氣水分離器分離出的氣體，需經(jīng)進(jìn)一步處理和壓縮。
6 開采煤層氣需要注意哪些問題
6.1 煤層氣開采中水的處理
水是煤層氣生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其凈化和處理費(fèi)用在日常操作中占相當(dāng)大的比重。合理設(shè)計(jì)水處理系統(tǒng)，是決定煤層氣開發(fā)成功與否的主要因素之一。水的處理方法和費(fèi)用上要取決于排水量和水質(zhì)特征，在設(shè)計(jì)水處理系統(tǒng)時(shí).應(yīng)首先根據(jù)臨近生產(chǎn)井的排水情況或煤層滲透中及水文資料估算煤層的產(chǎn)水量，還應(yīng)考慮到生產(chǎn)過程中不同階段排水量的變化。
6.1.1 產(chǎn)出水雜質(zhì)分類
煤層產(chǎn)出水是一種含有溶解鹽、溶解氣體、非水液體和固體顆粒等雜質(zhì)的多相體系。其中雜質(zhì)可分為五類：（1）固體顆粒；（2）膠體；（3）分散油和浮油；（4）浮化油；（5）溶解物質(zhì)。
6.1.2 水處理方式
在美國煤層氣生產(chǎn)中，最常用的產(chǎn)出水處理方式是排入地表水系和注入深井，其它方法包括土地灌溉、蒸發(fā)、水力壓裂時(shí)重新利用等，反滲透方法正處于試驗(yàn)階段。
7 總結(jié)
我國煤儲(chǔ)層的發(fā)育狀況、煤層的含氣特征、煤層的滲透性等，在地域上的分布是很不均衡的。煤層氣分布的不均衡性，加上區(qū)域經(jīng)濟(jì)因素，就造成了當(dāng)前我國煤層氣勘探開發(fā)工作在地域上的不平衡發(fā)展。因此，研究和總結(jié)我國煤層氣在區(qū)域分布方面的規(guī)律性，合理進(jìn)行煤層氣資源分布區(qū)劃，對于從宏觀上闡明資源分布特征，分析煤層氣勘探開發(fā)態(tài)勢，指導(dǎo)未來煤層氣勘探開發(fā)工作都將具有重要意義。
參考文獻(xiàn)：
[1] 宮誠.國外煤層氣發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國煤炭， 2005，（03）.
[2] 張建博，王紅巖，趙慶波等.中國煤層氣地質(zhì)[J].北京地質(zhì)出版社，2000.
