中国煤矿瓦斯地质图

中国地质学会2013年学术年会中国煤矿瓦斯地质图编制单位：河南理工大学、国家能源局电话：[phone]（办）13103998199邮箱：[e-mail]张子敏、吴吟石油天然气、非常规能源勘探开发理论与技术分会场引言1、中国煤矿瓦斯赋存地质构造逐级控制理论与技术路线2、依据瓦斯赋存区域地质构造控制规律10种类型，划分了中国煤矿瓦斯赋存29个分区3、中国煤矿瓦斯（煤层气）资源量估算2009年4月15日，国家能源局下发文件“国能煤炭【2009】117号，关于组织开展全国煤矿瓦斯地质图编制工作的通知”。截止到2011年12月，全国共编制了2792对矿井、173个矿区、22个省（区市）煤矿瓦斯地质图。2012年，编制了1：250万中国煤矿瓦斯地质图，获中国煤炭工业科技进步一等奖，提出了中国煤矿瓦斯赋存地质构造逐级控制规律10种类型，将中国煤矿瓦斯赋存分布划分为29个分区，其中16个高突瓦斯区，13个(低）瓦斯区。为揭示中国煤矿瓦斯赋存分布机理和煤与瓦斯突出机理，奠定了基础和提供了依据。0、引言示瓦斯突出机理、遏制瓦斯突出灾害、有效抽采瓦斯（煤层气）的关键。0、引言突出矿井对数0200400600800100012001990年2012年274对1148对我国煤矿瓦斯突出灾害频发，是百万吨死亡率居世界之首的主要原因。近20年平均每年新增突出矿井40对，平均每年发生突出280余次。瓦斯赋存分布研究是揭引言1、中国煤矿瓦斯赋存地质构造逐级控制理论与技术路线2、依据瓦斯赋存区域地质构造控制规律10种类型，划分了中国煤矿瓦斯赋存29个分区3、中国煤矿瓦斯（煤层气）资源量估算1、中国煤矿瓦斯赋存地质构造逐级控制理论和技术路线1.6瓦斯赋存地质构造逐级控制机理1.5瓦斯赋存地质构造逐级控制规律1.3区域地质构造演化1.4瓦斯赋存地质构造逐级控制理论研究路线1.2中国大陆构造单元划分1.1中国大陆动力学体系归属新德里拉萨广州上海成都北京乌兰巴托东京哈尔滨乌鲁木齐阿拉木图印度地盾扬子准地台中朝准地台塔里木准地台西伯利亚地台05001000km53464725453736444030333438514952482726282930313250671098111817121920213422132314531516142135西伯利亚陆块亲伯利亚陆块群冈瓦纳陆块亲瓦纳陆块群古中华陆块群前寒武纪形成和再循环的大陆壳天山-兴安岭华力西造山系乌拉尔-南天山华力西造山系昆仑-祁连-秦岭加里东-华力西造山系特提斯造山区北特提斯印支-燕山造山系南特提斯喜马拉雅造山系环太平洋造山区亚洲东缘燕山造山系及西太平洋晚喜马拉雅岛弧系造山系界线萨彦-额尔古纳萨拉伊尔（兴凯）造山系显生宙形成和再循环的大陆壳古亚洲造山区414342南海诸岛中国大地构造及其演化，依次受古亚洲洋、特提斯-古太平洋和印度洋-太平洋三大动力学体系控制，在其作用下形成古亚洲构造域、特提斯构造域和环（滨）太平洋构造域。1.1中国大陆动力学体系归属1、中国煤矿瓦斯赋存地质构造逐级控制理论和技术路线三大构造域控制着中国大陆造山带和沉积盆地的形成和分布，同时控制着含煤盆地及其瓦斯（煤层气）的赋存和分布；三大构造域控制着我国瓦斯（煤层气）的赋存和分布古亚洲构造域以华力西运动造山为主，主要控制了我国石炭-二叠纪含煤盆地及其瓦斯（煤层气）赋存分布；环（滨）太平洋、特提斯构造域主要控制了我国晚三叠世、侏罗纪、白垩纪、古近纪和新近纪含煤盆地及其瓦斯（煤层气）赋存分布。从岩石圈角度，李廷栋院士最早提出中国大陆岩石圈东、西分区思想。以中国大陆岩石圈结构模型和岩石圈分类为基础，结合现今中国大陆动力学特征，将中国大陆分为东、西两个一级构造单元；1.2中国大陆构造单元划分1.2.1中国大陆一级构造单元划分从岩石圈角度，中国大陆以银川盆地、鄂尔多斯盆地和四川盆地西边界为界，可以划分为东、西部两个一级构造单元。中国西部中国东部东部为伸展环境，对应地表丘陵、深部岩石圈减薄西部为挤压环境，对应地表高山、深部岩石圈加厚1.2.2中国大陆二、三级构造单元划分中国东部的华北、东北、华南为二级构造单元，其中鄂尔多斯、扬子克拉通型岩石圈，大兴安岭、燕山-太行山和南岭中段等为代表的燕山期造山带型岩石圈，松辽平原、华北平原等裂谷型岩石圈，南海中央海盆为代表的晚新生代洋壳型岩石圈，以及以台湾为代表的岛弧型岩石圈为三级构造单元；中国西部的西北、青藏为二级构造单元，其中的塔里木、准噶尔克拉通型岩石圈，以额济纳旗为代表的古生代中亚造山带型岩石圈，具有“老物质新结构”特点的天山、阿尔泰山、祁连山、昆仑山和具有“新物质新结构”特点的羌塘、冈底斯、喜马拉雅等新生代造山型岩石圈为三级构造单元。1.3区域地质构造演化1、中国煤矿瓦斯赋存地质构造逐级控制理论和技术路线现今煤矿瓦斯分布和赋存是含煤盆地主要经历了印支运动、燕山运动、喜马拉雅运动和现今地球构造应力场演化作用的结果，都可归结为挤压剪切构造活动或拉张裂陷构造活动作用的结果。图1所示。1.3区域地质构造演化中国含煤盆地形成印支运动燕山运动喜山运动现代地球动力学挤压构造及应力场演化拉张构造及应力场演化图1区域地质构造演化路线古亚洲构造域特提斯构造域环（滨）太平洋构造域运用板块构造理论，区域地质构造演化理论深入地研究区域地质构造，从而深入地研究瓦斯赋存地质构造逐级控制规律，逐级缩小范围，揭示不同级别范围的瓦斯地质规律，有的放矢的预测防治瓦斯灾害。图2所示。1.4瓦斯赋存地质构造逐级控制理论研究路线瓦斯赋存受地质构造控制，构造演化控制着瓦斯的形成、赋存、构造煤、瓦斯突出危险区1.4瓦斯赋存地质构造逐级控制理论研究路线图2瓦斯赋存构造逐级控制理论路线板块构造理论构造运动演化印支运动燕山运动喜山运动现代地球动力学其他活动区域地质构造造山带深断裂活动带区域构造隆起带区域构造坳陷带逆冲推覆构造带区域岩浆活动区域水文活动矿区大地构造位置与构造应力场压扭性断裂张扭性断裂背斜构造向斜构造滑动构造构造煤分布岩浆活动水文地质瓦斯风化带工作面瓦斯地质规律与预测矿区瓦斯赋存构造逐级控制规律矿井瓦斯赋存构造逐级控制特征1.5瓦斯赋存地质构造逐级控制规律瓦斯赋存、分布状态存在着地质构造逐级控制规律，板块构造控制区域地质构造，区域地质构造控制矿区，矿区构造控制矿井、采掘工作面。通过构造逐级控制,可以逐级缩小范围，最后圈定瓦斯富集区和煤与瓦斯突出危险区。图3所示。1.5瓦斯赋存地质构造逐级控制规律板块构造挤压剪切构造活动拉张裂陷构造活动逆断层小褶皱构造煤逆断层挤压部位褶皱构造及正断层张扭构造矿区地质构造矿井地质构造工作面地质构造瓦斯富集区瓦斯突出危险区图3瓦斯赋存地质构造逐级控制规律路线图逆断层逆断层正断层逆断层正断层逆断层正断层逆断层正断层逆断层正断层逆断层逆断层拉张裂陷构造是挤压区或拉张区所处区域构造位置逆断层张扭构造小褶皱逆断层张扭构造构造煤小褶皱逆断层张扭构造构造煤小褶皱逆断层张扭构造瓦斯富集区瓦斯突出危险区构造煤小褶皱逆断层张扭构造挤压剪切构造活动拉张裂陷构造活动张扭构造挤压构造挤压剪切构造拉张裂陷构造板块构造板块构造矿区地质构造板块构造矿井地质构造矿区地质构造板块构造工作面地质构造矿井地质构造矿区地质构造区域地质构造板块构造瓦斯面是挤压区或拉张区所处矿区构造位置拉张裂陷构造挤压剪切构造拉张裂陷构造挤压剪切构造1.6瓦斯赋存地质构造逐级控制机理运用区域地质构造演化理论和瓦斯赋存地质构造逐级控制理论逐级厘清不同级别的挤压剪切构造和拉张裂陷构造，厘清瓦斯富集区、瓦斯突出煤层、瓦斯突出危险区的分布。图4所示。1.6瓦斯赋存地质构造逐级控制机理研究路线区域地质构造演化理论瓦斯赋存地质构造逐级控制理论挤压剪切构造形成构造煤形成高应力带煤层渗透性低利于瓦斯保存瓦斯风化带浅始突深度浅拉张裂陷构造瓦斯大量释放瓦斯风化带深煤层渗透性好瓦斯富集区突出煤层与突出矿井煤层气抽采评价、区块分级煤层气资源量圈定突出危险区（低）瓦斯煤层（低）瓦斯矿井有利瓦斯抽采图4瓦斯赋存地质构造逐级控制机理引言1、中国煤矿瓦斯赋存地质构造逐级控制理论与技术路线2、依据瓦斯赋存区域地质构造控制规律10种类型，划分了中国煤矿瓦斯赋存29个分区3、中国煤矿瓦斯（煤层气）资源量估算21中国煤矿瓦斯赋存区域地质构造控制10种类型和瓦斯赋存29个分区划分1、区域地质构造挤压隆起控制型1.天山中段北麓高突瓦斯区2.天山中段南麓高突瓦斯区3.柴北祁连河西走廊高突区2、区域地质构造挤压拗陷控制型4.黔西滇东川南高突瓦斯区3、大型逆冲推覆构造控制型5.湘赣高突瓦斯区6.淮北逆冲推覆高突区4、造山带推挤作用控制型7.华北板块北缘高突瓦斯区8.华北板块南缘高突瓦斯区9.太行山东麓高突区10.桌子山贺兰山高突瓦斯区11.龙门山康滇高突瓦斯区12.华蓥山高突瓦斯区13.大巴山秭归高突瓦斯区5、区域岩浆作用控制型14.黑吉辽中东部高突区15.京西瓦斯区16.闽浙瓦斯区6、板块中部构造简单区控制型17.沁水盆地高突瓦斯区18.鄂尔多斯盆地东缘高突瓦斯区7、区域构造隆起剥蚀控制型19.大兴安岭瓦斯区20.长白山瓦斯区21.山西北部瓦斯区22.鄂尔多斯盆地中部瓦斯区23.鲁西徐丰永夏瓦斯区8、区域构造拉张裂陷控制型24.依兰伊通瓦斯区25.冀中瓦斯区26.汾渭瓦斯区9、区域水文地质作用控制型27.黔东瓦斯区28.桂中南瓦斯区10、低变质煤控制型29.藏东滇西瓦斯区2、依据瓦斯赋存区域地质构造控制规律10种类型，划分了中国煤矿瓦斯赋存29个分区22中国西部新疆等地，受板块强烈推挤，含煤盆地急剧隆起，构造挤压强烈，逆断层发育，突出危险性越来越大。包括3个高突瓦斯区。（1）区域地质构造挤压隆起控制型与瓦斯分区突PwtMPa970.716.51m3t2突出矿井4对；高瓦斯矿井7对；突出4次；11、天山中段北麓高突瓦斯区区突高麓中段北山天天山中段南麓2突高区天山中段北麓高突区突PwtMPa7009.36m3t1.7突出矿井2对；高瓦斯矿井6对；突出2次；2、天山中段南麓高突瓦斯区估算煤层气资源量9.51万亿m333、柴北祁连河西走廊高突瓦斯区突出矿井6对；高瓦斯矿井13对；突出24次；西河连祁北柴天山中段北麓高突区天山中段南麓突高区黔西、滇东、川南等煤田四周受区域构造挤压拗陷，连续沉积，瓦斯含量20-40m3/t，构造煤发育，透气性低，始突深度不足百米，瓦斯突出严重，瓦斯抽采难。（2）区域地质构造挤压拗陷控制型与瓦斯分区黔西滇东川南高突区天山中段北麓高突区天山中段南麓突高区突出矿井445对；高瓦斯矿井783对；突出1742次；突PwtMPa401736.69m3t5.074、黔西滇东川南高突瓦斯区429湖南、江西和淮北等地区受板块推挤形成一系列逆冲推覆构造，瓦斯突出灾害极严重。包括2个高突瓦斯区。（3）大型逆冲推覆构造控制型与瓦斯分区天山中段北麓高突区天山中段南麓突高区4500t谭家冲矿突5湘赣高突区湖南、江西等煤田，受菲律宾板块推挤，含煤地层逆冲推覆，构造煤全层发育，瓦斯含量在20m3/t以上，透气性低，始突深度最浅30m，突出严重，仅湖南省就有271对突出矿井。突出矿井313对；高瓦斯矿井369对；突出6301次；突PwtMPa450037.24m3t10.835、湘赣高突瓦斯区淮北逆冲推突PwtMPa1050015.97m3t5.31突出矿井13对；高瓦斯矿井9对；突出140次；受徐淮潜陆冲断带推挤控制6、淮北逆冲推覆高突区覆推冲北淮逆632（4）造山带推挤作用控制型与瓦斯分区秦岭、大别山、阴山、燕山、华北板块北缘和南缘、太行山、华蓥山等造山带隆起对煤田强烈推挤，构造煤发育，多为高突矿井分布。包括7个高突区。华北板块北缘高突区7突PwtMPa539023m3t5.8突出矿井14对；高瓦斯矿井10对；突出1640次；7、华北板块北缘高突瓦斯区山贺桌兰山子鄂尔多斯东缘华北板块北缘高突区地盆水沁山行太东麓天山中段北麓高突区天山中段南麓突高区北祁连河西柴走廊北淮冲推覆逆2243t平煤