影响煤层气井压裂效果的地质因素有哪些 影响煤层气富集的主要地质因素有哪些

控制煤层气富集的地质因素很多。不过总的来说，最重要的是含气性和渗透率。含气量是基础，没有较高的含气量就不可能有气体产出；渗透率是煤层气开采中最为重要的参数，即使含气量再高，渗透率过低还是无法开采出来。中国高煤价煤层气开发面临的主题不是含气量低，而是渗透率低，而且难以通过压裂等方法改造，美国煤层气田的渗透率普遍比中国高两个数量级。归纳起来可以说是煤层气“三控论”，即封盖层控制含气量，应力场控制渗透率，构造体和煤体控制富集带。此外水文地质条件也是煤层气富集成藏的重要因素，目前研究的热点之一。

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影响煤矿产主要质素

煤层厚度变化

煤层厚度变化影响煤矿产主要质素煤层发叉、变薄、尖灭等厚度变化直接影响煤矿产

、煤层厚度变化原及变化特征

煤层厚度变化种其说原变化变化两类

（）煤层厚度原变化

煤层厚度原变化指泥岩层堆积程形煤层顶板岩层沉积物覆盖前由于壳沉积环境变迁等各种质素影响引起煤层形态厚度变化原变化主要包括壳均衡沉降引起煤层叉、变薄、尖灭、泥炭沼泽古形煤层形态煤厚影响、河流同冲蚀、海水同冲蚀等四种原

（二）煤层厚度变化

煤层厚度变化指煤层沉积物覆盖或煤系形由于河流剥蚀、构造变、岩浆侵入、岩溶陷落等各种质素影响引起煤层形态厚度变化

二、煤层厚度变化煤矿产影响

煤层厚度变化煤矿产影响主要表现几面：

1．影响采掘部署

2．影响采煤工艺

3．影响计划产

4．掘进率增高

5．采率降低

三、煤层厚度变化研究处理

（）煤层厚度变化观测探测

1．煤层观测

1）煤层观测内容

2）煤层观测

2．煤层探测

1）煤层厚度探测

（1）煤巷掘进探煤厚工作

（2）采工作面探煤厚工作

2）煤层叉尖灭探测

根据煤层叉稳定情况致两种：种煤层叉层布比较稳定；另种煤层叉层保持稳定（即主叉层）其各层延续远快尖灭

3）煤层底凸薄化探测

煤层底凸薄化指煤层底板凸起造煤层变薄尖灭现象于种变化用探测：

（1）钻探控制巷道掘进向底凸位置

（2）利用巷道穿越底凸部位直接圈定煤层底板凸起位置及薄化范围

（3）利用工作面层边采边探煤层观测资料编制煤层顶、底板标高等值线图研究泥炭沼泽基底形圈定煤层底凸薄化位置范围

4）煤层河流冲蚀变薄带探测

首先应巷道仔细观察素描冲蚀带宽度、厚度、岩石、层理、砾石布、煤层顶板冲蚀情况、冲蚀面特征、冲蚀处煤质变化等各巷道所见冲蚀现象投绘平面图进行比析确定古河床布范围及煤层破坏情况圈古河床冲蚀带范围

（二）定量评定煤层厚度稳定性

（三）煤层厚度变化处理

1．掘进处理办

（1）煤巷掘进遇煤层叉、尖灭现象要根据具体情况确定掘进案已知层稳定采层变薄尖灭则巷道应紧靠煤层顶板掘进层稳定采层稳定则应紧靠煤层底板掘进叉煤层全部采应先采层再采层

（2）采区山掘进遇煤层变薄带应按变薄带范围决定巷道直接穿停止掘进或其另巷道若变薄带范围并且确知工作面煤采掘进巷道采取挑顶或破底办直接穿变薄带

（3）主要运输巷遇局部煤层变薄或尖灭巷道按原计划施工穿变薄尖灭带

2．采工作处理

采工作面遇变薄带或煤区采用直接推或绕办若变薄带或采区范围较则采用直接推办；若变薄带范围较考虑采用绕办；面积采区应布置探巷探清采范围工作面几块采先采①、②两块合工作面③进行采

第二节 矿井质构造
质构造影响煤矿建设产各种质素重要素质构造包括褶皱、节理断层断层矿井质构造研究重点

矿井质构造按其规模产影响程度、、三种类型型构造指决定井田边界型褶曲与断层类构造勘探阶段已基本查明型构造指布井田范围内影响水平、采区划巷道布置级构造煤矿产影响极矿井质工作重点型构造指些巷道或工作面比较容易查明全貌更级褶曲与断层

、褶曲构造煤矿产影响与研究

（）褶曲构造煤矿产影响

1．型褶曲

型褶曲勘查段已经查明规模、向位置影响井田划矿井拓式及拓系统部署矿井设计考虑主要问题

2．型褶曲

型褶曲整矿井拓部署影响采区布置关系密切影响采区采区巷道布置

3．型褶曲

型褶曲采工作面准备程巷道揭露幅度仅几米几十米度几米几十米褶曲影响煤层平巷掘进向影响工作面度给机械化采、顶板管理带定困难型褶曲往往引起煤层厚度发变化使产条件复杂化型褶曲特别发育甚至使煤层变采

（二）煤矿产褶曲构造研究

1．褶曲判断

判断井褶曲存主要根据煤、岩层产状规则变化岩层层序称重复现两标志石门巷道岩层倾向相背或相倾或煤层平巷由于煤层走向急剧变化使平巷弯曲表明褶曲（背斜或向斜）存

构造简单岩层标志比较明显区根据褶曲核部两翼岩层层序

2．褶曲观测

（1）巷道能看全貌褶曲应系统观测褶曲轴位置、向、产状型褶曲条巷道能观测全貌应准确鉴定观测点处煤层岩层层位及其顶底面顺序岩层产状、煤厚变化及与其伴级构造等所观测资料投绘平面图剖面图图综合析确定褶曲轴位置延展向

（2）观测描述褶曲两翼岩层产状褶曲宽度幅度褶曲延展变化及向深部延伸趋势

3．褶曲探测

（三）褶曲处理

通褶曲判断、观测、探测已基本查明位置、向及产状变化基础褶曲采取措施进行处理

1．型褶曲

（1）褶曲轴线作井田边界些型向斜由于轴部埋藏较深采困难作井田边界其两翼别由两或几井田采些型宽缓背斜两翼煤层距离较远井难形统产系统褶曲轴界两翼别两井田采

（2）型褶曲井田拓部署处理所型褶曲轴都必须作井田边界井田内型褶曲存若井田内型背斜构造拓系统总风道布置背斜轴附近两翼煤层均利用些位于向斜构造矿井运输巷道布置向斜轴部附近用条运输巷解决向斜两翼运输问题

2．型褶曲

（1）褶曲轴线作采区布置采区山或山阔平缓褶曲向斜轴作采区向两翼布置采工作面采区走向达1000m

（2）褶曲轴作采区边界较紧闭褶曲轴部级构造往往发育褶曲轴作采区边界

（3）工作面直接推褶曲轴褶曲较宽缓规模太布置单翼采区工作面直接推褶曲轴部

3．型褶曲

（1）采面重切眼产型褶曲发育区见煤层突增厚或变薄甚至采使工作面通需要重新掘切眼进行产

（2）采面运输巷改造取直煤矿要求运输巷60m内能弯曲弯曲使用由于褶曲存使煤层平巷弯弯曲曲满足产要求巷道需要改造取直

二、断裂构造煤矿产影响与研究

（）节理（裂隙）煤矿产影响及处理

1．影响钻眼爆破效

2．影响采效率

3. 影响顶板控制

4．影响工作面布置

5．其面影响

（二）断层煤矿产影响

断层破坏煤层连续性完整性煤矿产造影响断层规模同产影响程度同目前断层规模等级划标准尚统根据煤矿工作实践建议采用列划标准：落差于50m特型断层落差50～20m型断层落差20～5m型断层落差于5m型断层

断层煤矿产影响主要表现七面：

1.影响井田划

2.影响井田拓式

3.影响采区工作面布置

4.影响安全产

5.增加煤炭损失量

6.增加巷道掘进量

7.影响煤矿综合经济效益

（三）煤矿产断层研究

1.断层判断

断层现孤立断层附近煤、岩层伴些与情况同质现象些现象预示者前能断层存应作断层准备工作断层现前能遇征兆主要几种现象：

（1）煤层、岩层产状发显著变化能断层存

（2）煤层厚度发变化煤层顶底板现平行现象能断层存

（3）掘进巷道经现明显褶曲（滦唐山煤矿）或煤层发强烈揉皱滑面增或变鳞片状碎煤（淄博龙泉矿）等现象能断层存

（4）煤层顶、底板裂隙显著增加并定规律性能断层存

（5）断层附近伴系列断层些断层判断断层重要标志

（6）高瓦斯矿井巷道瓦斯涌量明显变化段能断层存焦作矿务局焦西矿掘进巷道遇断层前瓦期涌量驼峰现象

（7）充水性强矿井巷道接近断层现滴水、淋水至涌水现象能断层存

实际工作应根据述各种征兆再结合矿井具体质条件已采掘段断层资料进行综合析使判断更符合实际

2. 断层观测

（1）确定断层位置

（2）观察断层面特征

（3）观察断层伴派构造

(4)确定断层性质及断层力性质

（5）测量断层面产状

（6）确定断层落差

3．断层探测（断失煤层寻找）

煤矿判断断层性质确定断距主要五种：

（1）层位比

（2）伴派构造判断

（3）规律类推

（4）作图析

（5）产勘探

（四） 断层处理

1．拓设计阶段断层处理

（1）井田边界采区边界确定凡井田内遇落差于50m特型断层,应该型断层作井田边界

（2）井筒位置选择般立井井筒要布置倾角较断层盘距断层30～50m外位置

（3）运输巷布置运输巷需布置较坚硬岩层且尽量少改变向断层错处断层、盘煤岩层位移较甚至与另盘含水层相遇必须考虑巷道改道问题

（4）采区内块段划断层切割破坏区要综合考虑断层位置、落差、切割块段形态及已产系统等素划采块段要尽能较断层留各块段间煤柱

（5）井田拓式确定选择井田拓式要考虑各种质素影响其断层占重要位

2．巷道掘进阶段断层处理

（1）平巷断层平巷断层穿煤层顶板（或底板）顺断层面掘进两种式

（2）倾斜巷道断层山、山等倾斜巷道遇断层根据产要求采取种形式通断层

断层落差较根据断失盘升降盘别采用挑顶、挖底或挑顶挖底相结合式通断层

3．采阶段断层处理

（1）采用强行通

（2）采用重切眼断层落差于煤厚于倾向断层或斜交断层采用重切眼即提前断层另盘重新掘切眼待工作面推进断层处停止采工作面搬家新切眼内继续采

（3）采用划工作面断层落差于煤厚于走向断层断层两侧补掘间平巷原采面划两采面别采于落差端、端斜交断层采用合采与采相结合断层、盘煤层结合起采

第三节 岩浆侵入煤层

、岩浆侵入煤层观测与研究

（）岩浆侵入体般特征

1.岩浆侵入体产状

产矿井发现岩浆侵入体主要两种产状：

（1）岩墙

（2）岩床

2．岩浆侵入体岩性

（二）岩浆侵入体观测

井切揭露岩浆侵入体点都应进行详细观测素描观测内容四面：

1．岩浆侵入体颜色、矿物、结构、构造特征及名称

2．岩浆侵入体产状、延展范围

3．岩浆侵入体与断裂构造关系

4．煤层破坏情况包括岩浆侵入体与煤层接触关系、焦宽度、煤层变质程度等

（三）岩浆侵入体探测

（四）岩浆侵入体资料综合研究

二、岩浆侵入体煤矿产影响

（）岩浆侵入体煤质影响

（二）岩浆侵入体煤矿产影响

三、岩浆侵入煤层处理

第四节 岩溶陷落柱

岩溶陷落柱指煤层伏碳酸盐岩等溶岩层经水溶蚀形岩溶洞穴覆岩层重力作用产塌陷形筒状或似锥状柱体简称陷落柱俗称矸窝或炭柱

陷落柱我华北石炭二迭纪聚煤区普遍布其山西、河北发育

、陷落柱

（）岩溶发育质条件

（二）溶洞塌陷机理

二、陷落柱特征

（）陷落柱形态特征

（二）陷落柱表露特征

（三）陷落柱井特征

（四）陷落柱布特征

三、陷落柱观测与研究

四、陷落柱煤矿产影响及处理

第五节 影响煤矿产其质素

、矿井瓦斯

二、煤层顶底板

三、矿井热危害

四、矿山压力

五、煤层自燃与煤尘

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