清鎮市流長勘查區8、9、13號煤層瓦斯分布規律探討

韓金平 陽 勇

(1.貴州省煤田地質局,貴州 550008;2.貴州省煤田地質局,貴州 550008)

清鎮市流長勘查區8、9、13號煤層瓦斯分布規律探討

韓金平1陽 勇2

(1.貴州省煤田地質局,貴州 550008;2.貴州省煤田地質局,貴州 550008)

本文通過收集、統計8、9、13號煤層大量瓦斯地質資料，歸納了煤層瓦斯在平面上主要為氮氣—沼氣帶，勘查區內沼氣帶、氮氣帶有零星分布。橫向上以大于10.0ml/g.r分布為主，僅在斷層帶附近有小于10.0ml/g.r分布，縱向上一般隨著埋藏深度的增加而增加。本文從圍巖、埋深及暴露程度、構造和水文地質方面分述了影響瓦斯分布規律的因素。

瓦斯 分布規律 流卡勘查區

1 概況

勘查區位于大威嶺背斜北東段北西翼，總體構造形態呈單斜構造，僅在北東方向有波狀起伏，略呈寬緩向斜，軸部不明顯。北部產狀，僅在北東方向F11、F15附近傾向呈南西向(210°～260°，一般240°)，傾角3°～20°，一般10°。勘查區地層總體傾向北西(NW)270°～350°，一般320°。主斷層4條(F1、F2、F8、F9)，在勘查區內呈“X”狀，大致將勘查區分割成東、南、西、北四個三角形斷塊。本區總體為一單斜構造，地層在走向及傾向上有一定程度的起伏變化，但地層產狀比較平緩，褶皺不發育。區內雖然斷層較為發育，但規律性較為明顯，構造復雜程度屬中等。

勘查區內出露地層有二疊系中統(P2)茅口組(P3m)、二疊系上統(P3)龍潭組(P3l)、長興組(P3c)，下統(T1)大冶組(T1d)、安順組(T1a)，三疊系上統(T2)關嶺組(T2g)，第四系(Q)。其中龍潭組為勘查區內含煤地層。龍潭組平均厚為243.37m，含煤11～16層，一般為12層。煤層總厚，平均8.94m，含煤系數3.67%。勘查區含可采煤層4層，編號為6、8、9、13號煤層，煤層總厚平均6.40m，可采系數2.6%。

2 瓦斯成分及含量

2.1 瓦斯自燃成分

經統計，8號煤層CH4+含量為37.33%～87.13%，平均為63.55%，9號煤層CH4+含量為31.02%～88.45%，平均為73.01%，13號煤層CH4+含量為14.09%～89.77%，平均為64.27%；8號煤層N2含量為11.64%～46.64%，平均為26.26%，9號煤層N2含量為9.87%～41.31%，平均為20.39%，13號煤層N2含量為8.91%～33.17%，平均為22.00%；8號煤層CO2含量為0.50%～33.07%，平均為8.52%，9號煤層CO2含量為0.52%～48.43%，平均為4.79%，13號煤層CO2含量為0.55%～65.89%，平均為12.01%。詳見表1。

2.2 瓦斯含量

8、9、13號煤層瓦斯含量見表1。從表中數據可知：8號煤層CO2平均含量1.61mL/g·daf，9號煤層CO2平均含量0.77mL/g·daf，13號煤層CO2平均含量2.15mL/g·daf；8號煤層CH4+(重烴)平均含量11.62mL/g·daf，9號煤層CH4+(重烴)平均含量12.56mL/g·daf，13號煤層CH4+(重烴)平均含量12.45mL/g·daf。四層可采煤層CH4+(重烴)平均含量均大于8mL/g·daf，總體上井田內8、9、13號煤層為富甲烷煤層。

表1 瓦斯濃度計含量分析成果統計表

圖1 8號煤層瓦斯分帶圖

圖2 9號煤層瓦斯分帶圖

圖3 13號煤層瓦斯分帶圖

3 瓦斯分布規律

3.1 瓦斯在平面上的分布規律

瓦斯組成由淺至深劃分為：

氮氣帶：CH4：0～20%，N2：80%～100%，CO2：0～20%

氮氣-沼氣帶：CH4：20%～80%，N2：20%～80%，CO2：0～20%。

沼氣帶：CH4：80%～100%，N2：0～20%，CO2：0～20%。

根據瓦斯樣測試結果與圖1、2、3，流長勘查區內8號煤層中西小部分位于沼氣帶；其余部分為氮氣-沼氣帶；勘查區內9號煤層中西部分及南部小部分位于沼氣帶；其余部分為氮氣-沼氣帶；勘查區內13號煤層北部小部分位于沼氣帶；其余部分為氮氣-沼氣帶；勘查區內8、13號煤層氮氣帶有零星分布。

3.2 瓦斯在橫向上的分布規律

經統計，從現有資料分析，井田內主要可采煤層8號煤層瓦斯含量在10～20mL/g較高地區主要分布在勘查區西南部一帶；可采煤層9號煤層在勘查區東北部和中部一帶，瓦斯含量普遍較低；可采煤層13號勘查區中部地區瓦斯含量一般小于8mL/g，瓦斯含量相對較低，其余部分比較高，見圖4、5、6。

3.3 瓦斯在縱向上的分布規律

本區煤層無瓦斯風氧化帶，同一煤層隨深度的增加、標高的降低，瓦斯含量有增加的趨勢；標高每降低100m，可燃氣體含量約增加2.44mL/g·可燃質(瓦斯增長率)；瓦斯梯度41.00m/(mL/g·可燃質)，即可燃氣體每增加1mL/g·可燃質，則標高相應降低41.00m。但變化不明顯；同一鉆孔不同煤層的瓦斯含量變化在縱向上無明顯規律可循。

4 影響瓦斯分布規律的因素

4.1 圍巖

煤系上覆地層為二疊統大隆、長興組、下三疊統大冶組、安順組，巖性為灰巖、燧石灰巖、砂泥巖等；下伏地層為中二疊統茅口組，巖性為灰巖。上覆、下伏地層與煤系地層均未連續沉積。且8、9、13號煤層的頂板巖性一般為淺灰～深灰色粉砂巖、泥質粉砂巖、灰巖、細砂巖，偶見粉砂質泥巖。底板巖性為深灰色薄至中厚層狀粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖。可見8、9、13號煤層圍巖巖石致密，巖層完整，裂隙不發育，阻氣性及保氣性較好，致使勘查區內煤層瓦斯含量較高。

圖4 8號煤層瓦斯含量等值線圖

圖5 9號煤層瓦斯含量等值線圖

圖6 13號煤層瓦斯含量等值線圖

4.2 埋深及暴露程度

因為本區煤層無瓦斯風氧化帶，所有上覆基巖較厚，封蓋條件較好，所以本勘查區內瓦斯含量較高，同時，煤層瓦斯含量與埋深有較大的影響，如303的6號煤層為589.36m，瓦斯含量為10.73mL/g·ad，在深部108鉆孔6號煤層1050.16m，瓦斯含量為14.78mL/g·ad。

4.3 構造

勘查區內斷層發育，位于大威嶺背斜北東段北西翼，總體構造形態呈單斜構造，僅在北東方向有波狀起伏，略呈寬緩向斜，軸部不明顯。勘查區地層總體傾向北西(NW)。主斷層4條(F1、F2、F8、F9)，在勘查區內呈“X”狀，大致將勘查區分割成東、南、西、北四個三角形斷塊，其它斷層大多是它們的次生或派生斷層，以閉合斷層為主，有利于瓦斯的賦存，導致井田內煤層呈富甲烷煤層，并在閉合煤層間為較高瓦斯含量分布，在張性斷層間為較低瓦斯分布。如F2閉合斷層附近J806孔8號煤層瓦斯含量為19.95mL/g·ad，而F1張性斷層附近402孔8號煤層瓦斯含量僅為5.50mL/g·ad。

4.4 水文地質

水文地質條件是瓦斯儲藏條件之一。流長勘查區內煤系上覆有厚約850m的下三疊統碳酸巖巖溶含水性，下伏為厚約500m的下二疊統茅口組碳酸巖巖溶含水性，與6煤層緊密相鄰的龍潭上段約97m與13號煤層緊密相鄰的龍潭組下段約75m為隔水層，煤系地層受到上、下含(隔)水層的封蓋機封堵，煤層瓦斯受到高壓阻止了氣體逃逸而聚集，使勘查區內煤層瓦斯含量較高。

[1] 劉柱，黃培，韓金平,等.貴州省清鎮市流長勘查區煤炭勘查報告[R].貴州貴陽：貴州省煤田地質局一一三隊，2014.

[2] 敖春林.畢節市王家壩井田煤層氣賦存特征與開發利用前景[J].中國煤田地質，2006,18(3):31-33.

(責任編輯 丁 聰)

Probe into Gas Distribution Law of No. 8, 9 and 13 Coal Seams in the Liuchang Exploration Area of Qingzhen City

HAN Jinping, YANG Yong

(Coal Mine Exploration of Guizhou Province, Guizhou 550008)

The paper concludes the distribution of CBM with the nitrogen—methane belt mainly in the plane and the methane and nitrogen belt sporadically in the exploration area by collecting and making statistics of a large quantity of gas geological data of No.8, 9 and 13 coal seams, horizontally, the CBM distribution of more than 10.0ml/g.r is taken as the main and that of less than 10.0ml/g.r only near the fault zone and vertically, CBM rising with the increase of burial depth in general. The paper states the factors affecting the gas distribution law in the aspects of surrounding rock, burial depth and degree of exposure, structure and hydrogeology.

Gas;distribution law;Liuchang exploration area

韓金平，女，研究生，地質工程師，從事煤田地質和煤層氣地質勘察評價工作。