導(dǎo)語(yǔ)：在地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層瓦斯賦存的作用的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

瓦斯的分布與煤層以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)演變具有緊密關(guān)聯(lián)，煤系地層在后續(xù)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)改變作用下，為瓦斯的運(yùn)動(dòng)以及賦存創(chuàng)造了條件，同時(shí)地質(zhì)結(jié)構(gòu)改變也會(huì)對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)造成影響，這就關(guān)聯(lián)到瓦斯的滲入與溢出。因此，地質(zhì)構(gòu)造是影響瓦斯賦存的主要原因，并且它已經(jīng)成為現(xiàn)階段瓦斯研究工作的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

1地質(zhì)構(gòu)造影響瓦斯賦存的研究分析

1.1國(guó)外研究現(xiàn)狀分析

在世界范圍內(nèi)，法國(guó)、英國(guó)等國(guó)家對(duì)瓦斯地質(zhì)相關(guān)內(nèi)容有較長(zhǎng)的研究歷史，而法國(guó)在2014年就創(chuàng)設(shè)了“瓦斯委員會(huì)”，從地質(zhì)方面入手探索瓦斯分布規(guī)則。蘇聯(lián)在20世紀(jì)50年代就開始入手研究瓦斯地質(zhì)的相應(yīng)內(nèi)容，經(jīng)由長(zhǎng)時(shí)間探索，相關(guān)工作人員提出瓦斯的分布與地質(zhì)原因有著密切關(guān)聯(lián)，同時(shí)瓦斯的分布具有不規(guī)則性，與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀況、地質(zhì)復(fù)雜性等密切相關(guān)。英國(guó)瓦斯研究人員皮特·大衛(wèi)提出：“在煤系地質(zhì)構(gòu)造中，地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)于瓦斯的賦存情況以及分布狀況有主要引導(dǎo)作用”。這一研究人員還因此建議加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)演變規(guī)律與瓦斯規(guī)律的探索[1]。由此可知，眾多研究學(xué)者一致認(rèn)為，煤層瓦斯的賦存情況以及對(duì)瓦斯產(chǎn)生影響作用的地質(zhì)條件，是含煤地層經(jīng)由若干次結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生的結(jié)果。法國(guó)瓦斯研究組成員特里斯安曾經(jīng)提出，煤礦區(qū)域中的地質(zhì)構(gòu)造改變與瓦斯的形成密切相關(guān)，同時(shí)也關(guān)系著瓦斯的保存條件。1.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析中國(guó)對(duì)于煤層瓦斯賦存以及分布地質(zhì)條件的研究與探索更加深入，而中國(guó)正式全面、系統(tǒng)地研究瓦斯是在20世紀(jì)70年代，相關(guān)研究人員開展了大量的瓦斯與地質(zhì)研究工作，都取得了一定的成果。在20世紀(jì)80年代，學(xué)者楊立生帶領(lǐng)的瓦斯研究小組成立，這代表全國(guó)范圍內(nèi)的瓦斯地質(zhì)研究工作正式開始推廣。瓦斯區(qū)域論的主要論點(diǎn)就是瓦斯的分布情況以及分布不規(guī)則都與地質(zhì)情況有著緊密聯(lián)系，同時(shí)瓦斯的分布與賦存會(huì)受到地質(zhì)條件的限制。

2井田瓦斯的地質(zhì)特點(diǎn)概述

瓦斯一般情況下呈一種吸附狀態(tài)或者承壓游離狀態(tài)賦存在煤體中，二者保持動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)溫度以及瓦力等外界因素發(fā)生改變時(shí)，將會(huì)發(fā)生狀態(tài)的變化；當(dāng)瓦力提高或者溫度降低時(shí)，一部分處于自由形態(tài)的瓦斯也將被轉(zhuǎn)變成吸附瓦斯；反之壓力降低或溫度提高，一部分吸附瓦斯也可以轉(zhuǎn)化成為自由態(tài)瓦斯。自由態(tài)瓦斯變?yōu)槲酵咚贡环Q之為吸附，反之叫解析。瓦斯的解析在物理學(xué)中被稱為吸熱反應(yīng)，這一情況與煤、瓦斯突出有著一定關(guān)聯(lián)。在煤礦開采工作的進(jìn)行中，工作人員一般會(huì)經(jīng)由測(cè)定瓦斯含量、壓力等數(shù)據(jù)信息來(lái)探索煤與瓦斯突出的問題，并掌握與估量瓦斯抽放以及利用的可能性。

2.1煤層中瓦斯含量分析

2.1.1煤層瓦斯含量測(cè)定方式與原則

測(cè)試瓦斯含量的手段很多，常見的測(cè)試方式有直接檢測(cè)、間接檢測(cè)、經(jīng)驗(yàn)公式等。本文將任樓井田作為實(shí)例，對(duì)其可采煤層瓦斯含量展開了測(cè)驗(yàn)?zāi)M，并應(yīng)用直接檢測(cè)法中的解析法，這一檢測(cè)方式為前煤炭工業(yè)部批準(zhǔn)的部頒方法。除此以外還應(yīng)用了間接檢測(cè)法計(jì)算含量數(shù)值，因?yàn)樵跇悠烦槿∵^程中，所應(yīng)用的煤樣抽取技術(shù)以及含量測(cè)試方法等得到的含量數(shù)值并不都是精確的，在利用瓦斯地質(zhì)資料時(shí)，應(yīng)該對(duì)初始測(cè)驗(yàn)成果核對(duì)檢查，并進(jìn)行精確性評(píng)價(jià)以及測(cè)驗(yàn)數(shù)值校對(duì)。地勘瓦斯含量穩(wěn)定性評(píng)價(jià)以及校對(duì)的原則如下：a)煤樣灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能超出40%，如果超出40%，表示測(cè)值不可靠；b)煤樣現(xiàn)場(chǎng)瓦斯解析測(cè)驗(yàn)后，必須將其密封保存，脫氣之前不能漏氣，如果漏氣則代表數(shù)值不可靠；c)利用瓦斯帶中所抽取的煤樣測(cè)定瓦斯的體積分?jǐn)?shù)，CH4的體積分?jǐn)?shù)必須超出60%，如果低于60%，則代表數(shù)值不可靠；d)在同一個(gè)煤層中，如果出現(xiàn)了兩個(gè)或以上瓦斯含量測(cè)驗(yàn)數(shù)值，并且這兩類數(shù)值都滿足上面提到的條件，工作人員應(yīng)該根據(jù)最大測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證瓦斯含量；e)對(duì)于測(cè)驗(yàn)方式、測(cè)驗(yàn)質(zhì)量不詳?shù)臄?shù)值，依據(jù)達(dá)標(biāo)值考慮，供參考。

2.1.2瓦斯風(fēng)化帶確定

賦存在煤層之中的瓦斯經(jīng)由不同的途徑由地下深處向地表涌動(dòng)，而地表上方的空氣以及其他生物作用所形成的氣體順著煤層以及地質(zhì)縫隙向下方運(yùn)動(dòng)，這就使得地表與地下進(jìn)行反方向交互運(yùn)動(dòng)，從而形成了煤層之中的瓦斯由淺到深、有規(guī)則、有體系地運(yùn)動(dòng)，也就是經(jīng)?？梢姷拿簩油咚箮罘植?。阻礙瓦斯風(fēng)化帶的地理因素很多，除了掩埋深度之外，還包括煤地層傾角、風(fēng)化作用、地質(zhì)環(huán)境構(gòu)造、地下水流運(yùn)動(dòng)等。瓦斯風(fēng)化帶的形成都將會(huì)被這些因素所影響，因此，井田不同位置的瓦斯風(fēng)化帶下界深度也將會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。在實(shí)際工作過程中，清晰精確掌握風(fēng)化帶所處部位，可以對(duì)估算瓦斯賦存情況等發(fā)揮積極、有效的作用。在實(shí)際的開采工作中，風(fēng)化帶內(nèi)部屬于較為安全的場(chǎng)所，但是如果風(fēng)停止流動(dòng)，不僅會(huì)出現(xiàn)CO2和N2，引發(fā)窒息危險(xiǎn)，還會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸事故。

2.2煤層瓦斯產(chǎn)生的壓力分析

所謂“煤層壓力”，是指煤孔隙中產(chǎn)生的移動(dòng)瓦斯壓力，簡(jiǎn)單來(lái)說就是氣體運(yùn)動(dòng)作用下，在煤孔中出現(xiàn)的壓力。煤層壓力可以作為瓦斯涌出的參考數(shù)值，也是瓦斯涌動(dòng)的主要推力，通過分析煤層瓦斯壓力，可以有效估算煤層瓦斯的含量，并且對(duì)于煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)以及科學(xué)設(shè)計(jì)防突舉措等都有十分重要的作用。測(cè)試煤層初始瓦斯壓力時(shí)，應(yīng)用注水泥砂漿或者黃泥封洞，注漿封孔情況如圖1所示。打孔工作完畢以后，工作人員可以將壓力測(cè)試管安裝在鉆孔預(yù)留的封孔深度，在孔洞口部位用木塞子堵住固定測(cè)壓管，再用注漿泵持續(xù)將水泥砂漿灌注進(jìn)孔洞中。48h后安裝壓力表，工作人員觀察、記錄壓力數(shù)據(jù)的變化情況，直到穩(wěn)定。這里需要特別注意的是，鉆孔在鉆過巖層時(shí)，煤層底部巖層含有水分，鉆孔封閉后，孔內(nèi)常聚積水，這將導(dǎo)致所檢測(cè)的壓力變?yōu)樗畨?，從而阻礙壓力測(cè)試工作的精確程度。通常情況下，應(yīng)該等到測(cè)壓管沒有水流出以后再安裝壓力測(cè)試表。

2.3煤層中瓦斯涌出量分析

瓦斯的涌出量是指在實(shí)際生產(chǎn)工作中，煤礦以及巖石之中涌出的瓦斯量。瓦斯涌出量的實(shí)際表現(xiàn)形式有2種，一種是絕對(duì)瓦斯涌出量，一種是相對(duì)瓦斯涌出量。絕對(duì)瓦斯涌出量以m3/min計(jì)，通過它可以得到絕對(duì)瓦斯涌出量的含義為單位時(shí)間瓦斯的涌出量；相對(duì)瓦斯涌出量以m3/t計(jì)，通過它可以看出，相對(duì)瓦斯涌出量為噸煤同期瓦斯涌出量。因?yàn)榻^對(duì)瓦斯涌出量除以區(qū)塊產(chǎn)煤量等于相對(duì)瓦斯涌出量，所以當(dāng)區(qū)塊產(chǎn)煤量一定時(shí)，二者之間是正比例關(guān)系。

2.4瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方式

瓦斯涌出量的估量工作就是預(yù)先計(jì)算出區(qū)域范圍內(nèi)瓦斯涌出量，其估量方式多種多樣，當(dāng)前時(shí)期，瓦斯預(yù)估方式主要有礦山統(tǒng)計(jì)法以及分源計(jì)算法兩種。前者是依據(jù)煤層之中瓦斯的存有量以及礦井中瓦斯涌出量的源匯關(guān)系，估量出瓦斯涌出量，這一方式需要十分細(xì)致、全面的煤層瓦斯參數(shù)作為參考，并且計(jì)算方式十分繁雜，大多被應(yīng)用在新礦井中。礦山統(tǒng)計(jì)法相對(duì)來(lái)說較為簡(jiǎn)單、易操作，但是誤差較大，在實(shí)際工作中可被用來(lái)測(cè)量生產(chǎn)礦井瓦斯涌出量。如果有較為豐富的瓦斯涌出量資源，采用這一方式依然可以較為精密、準(zhǔn)確地估算出瓦斯涌出量。

3地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層瓦斯的控制作用研究分析

3.1地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯賦存之間的關(guān)系研究

地質(zhì)時(shí)代含煤建造形成之后，歷經(jīng)了十分久遠(yuǎn)的地質(zhì)歷史階段，后續(xù)的構(gòu)造活動(dòng)對(duì)其展開了不同程度的改造，因?yàn)槌擅旱臅r(shí)間不一致，地質(zhì)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)也有差異，所以，瓦斯在煤田中的分布不統(tǒng)一，形態(tài)以及特性、賦存條件等方面都顯現(xiàn)出了較大的差異。3.2地質(zhì)構(gòu)造對(duì)瓦斯賦存的影響分析從規(guī)模角度著眼分析地質(zhì)構(gòu)造，它主要代表煤田以及井田劃分的主體構(gòu)造，不同類型的地質(zhì)構(gòu)造在不同位置以及不同力學(xué)特點(diǎn)下，可以形成便于瓦斯聚集的不同條件，具體來(lái)說，密閉性地質(zhì)便于瓦斯聚集，開放性有利于瓦斯排出。

3.2.1褶皺構(gòu)造與瓦斯賦存

圖2所示的地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有背部斜軸條件，通常來(lái)說此種構(gòu)造的地質(zhì)瓦斯含量會(huì)比與它相同埋藏深度的兩側(cè)瓦斯含量高。如果頂部因?yàn)橥饬ψ饔玫仍虺霈F(xiàn)斷裂，將會(huì)導(dǎo)致瓦斯大范圍流失，從而比翼部含量低。一般來(lái)說，向斜構(gòu)造頂部的含量比兩端要高，這是因?yàn)轫敳砍惺艿牡刭|(zhì)運(yùn)動(dòng)壓力強(qiáng)，所以周邊巖石具有的透氣能力將會(huì)降低。但是，在高透氣性煤層開采中，向斜軸部瓦斯的涌出量會(huì)比兩翼低，這是因?yàn)殚_采工作越接近軸部，瓦斯存有區(qū)域越狹窄，所補(bǔ)給的瓦斯量也就越少。

3.2.2斷裂構(gòu)造與瓦斯賦存

斷層對(duì)于瓦斯含量的影響較為繁雜，不僅需要考量斷層或者斷帶，還需要考量與煤層接觸過程中盤巖層的透氣性。開放性的斷層通常具有張性或者扭曲性，這樣一種斷層構(gòu)造形式與地表之間不論是否有直接關(guān)聯(lián)，都必然會(huì)導(dǎo)致周邊煤層中瓦斯含量降低。當(dāng)與煤層發(fā)生接觸的對(duì)盤巖層所具有的透氣能力較強(qiáng)時(shí)，瓦斯含量將會(huì)迅速減少。封閉性斷層一般不具備導(dǎo)水能力，如果斷層規(guī)模較大，并且斷裂距離較長(zhǎng)，通常與煤層接觸的對(duì)盤巖層密閉不透氣的概率將會(huì)降低，因此大斷層通常會(huì)產(chǎn)生一定寬度的瓦斯排放帶。在此帶之中，瓦斯含量會(huì)減少。

3.3井田斷裂構(gòu)造對(duì)瓦斯的影響

關(guān)系瓦斯賦存的因素很多，從瓦斯的形成以及賦存這兩方面來(lái)看，可以分成兩種類型。a)煤系方面的原因，其中具有煤層物質(zhì)結(jié)構(gòu)、埋藏條件等，這在一定程度上決定了原始瓦斯的成分，同時(shí)也顯現(xiàn)出瓦斯的形成條件。b)瓦斯形成后期的外部因素包含煤層邊界條件、人為原因等，這反映出了瓦斯的保存、運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)態(tài)改變。這兩種原因整體影響的結(jié)果將會(huì)決定瓦斯在煤系之中的賦存情況以及整體分布規(guī)則[2]。

3.4小斷層對(duì)瓦斯涌出的影響

3.4.1一般原理

因?yàn)槊旱V的分布具有一定的不勻稱性，所以必將會(huì)導(dǎo)致煤層應(yīng)力與瓦斯含量分布不勻稱的情況發(fā)生。在巷道掘進(jìn)工作開展過程中，瓦斯涌出量產(chǎn)生了顯著差別，從而在斷層周邊形成了瓦斯涌出量的駝峰曲線。實(shí)驗(yàn)表明，斷層并不會(huì)影響瓦斯分布狀況，但在斷裂進(jìn)程中會(huì)形成兩個(gè)應(yīng)力分布帶，也就是釋放帶和集中帶。而瓦斯的分布狀況也產(chǎn)生了一定的分帶情況。在斷層部位，應(yīng)力被逸出，壓力減小，瓦斯涌出，產(chǎn)生谷值；由內(nèi)向外，應(yīng)力聚集，壓力提高，瓦斯集中，在開采工作中涌出量提升，產(chǎn)生峰值；再向外，壓力以及涌出量都逐漸恢復(fù)正常。斷層周圍瓦斯分布關(guān)系為：地應(yīng)力：原壓帶—升壓帶（應(yīng)力集中帶）—減壓帶（應(yīng)力釋放帶）—升壓帶（應(yīng)力集中帶）—原壓帶。煤體構(gòu)造：原生結(jié)構(gòu)—碎粒結(jié)構(gòu)—糜棱結(jié)構(gòu)（含斷層泥）—碎粒結(jié)構(gòu)—原生結(jié)構(gòu)。

3.4.2構(gòu)造煤的判斷研究

經(jīng)由大量的實(shí)際場(chǎng)地研究分析以及實(shí)驗(yàn)測(cè)試，煤與瓦斯突出總是出現(xiàn)在煤體構(gòu)造損壞嚴(yán)重的軟煤分層中[3]。將這一事實(shí)作為基礎(chǔ)，一些研究學(xué)者提出，地應(yīng)力以及瓦斯的作用是可以統(tǒng)一到煤體構(gòu)造的內(nèi)涵之中的，實(shí)際如下。a)構(gòu)造煤發(fā)育時(shí)，因?yàn)槊后w中的孔隙較大，滲透能力較低，成為了很好的瓦斯聚集帶。b)構(gòu)造煤具備瓦斯解析速率較快的特性。c)構(gòu)造煤發(fā)育區(qū)本身就是地下一定深度部位容易引發(fā)應(yīng)力聚集的弱面。d)煤體構(gòu)造力學(xué)特點(diǎn)表明，構(gòu)造煤抵御外部環(huán)境破壞的能力最差，阻力最小。由此可得，在煤層以及瓦斯所構(gòu)成的力學(xué)體系中，構(gòu)造煤發(fā)揮出了十分關(guān)鍵的作用。這代表著煤與瓦斯的突出必然產(chǎn)生在構(gòu)造煤的深處，判斷識(shí)別構(gòu)造煤的特點(diǎn)是瓦斯災(zāi)害防治無(wú)法或缺的流程。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，從地質(zhì)結(jié)構(gòu)入手，先探索了瓦斯研究工作，國(guó)外與國(guó)內(nèi)的進(jìn)展，之后重點(diǎn)探討了煤層中瓦斯含量的相應(yīng)內(nèi)容，闡明了瓦斯計(jì)量方式，得出地質(zhì)結(jié)構(gòu)與瓦斯賦存之間有緊密聯(lián)系的結(jié)論。希望所述內(nèi)容可以為相應(yīng)工作提供有效的建議與思路，也希望可以為相應(yīng)研究工作的進(jìn)行添磚加瓦。

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［2］崔洪慶，王永周，汪高舉.華鎣山礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層瓦斯的控制規(guī)律研究［C］//中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)第三屆瓦斯地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)第九次全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.北京：中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)，2009：17-25.

［3］王來(lái)斌，沈金山.基于構(gòu)造復(fù)雜程度定量評(píng)價(jià)地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層瓦斯的控制作用［J］.中國(guó)煤炭地質(zhì)，2015，27(10)：19-23.

作者:戚晟德 單位:甘肅煤田地質(zhì)研究所