准噶尔盆地阜康矿区瓦斯地质规律研究
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摘要
煤层气是一种以煤为生气源岩、又以吸附状态储存于煤层中的非常规天然气，是一种新型的洁净能源和优质化工原料，是未来的重要接替能源之一。煤层气俗称“瓦斯”，瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的气体地质体，其主要成分是CH4（甲烷)，热值是通用煤的2-5倍。我国传统的采煤法是只采煤不采气，不仅造成煤层气这种宝贵资源的严重浪费，同时还导致煤矿瓦斯事故的频发、空气中的碳排放量增加等多种安全、环境不利因素的产生。从国家石油安全战略角度看，煤层气较常规天然气乃至石油更具有战略意义，所以加强煤层气储层研究，对这种自生、自储型的非常规天然气展开攻关已势在必行。
本文分析了准噶尔盆地阜康矿区煤层地质特征，煤矿主、副、风井的开拓工程揭露的矿井地质资料，详细地论述了决定了影响瓦斯赋存的三个主要要素：断层和褶皱，顶、底板岩性以及煤层埋深。根据对阜康煤田进行的地勘钻孔实测瓦斯含量、井下实测瓦斯含量和煤层埋深进行整理统计，分析其与埋深的关系，对42号煤层瓦斯含量与煤层埋深进行线性回归，并建立了相关的数学关系模型，来反映煤层埋深与煤层瓦斯含量的关系。采用体积法计算出阜康矿区井田范围内煤层气资源量和煤层气丰度值，最终得出阜康矿区的煤层总平面积约为33.47km2,煤层气地质储量15576.26Mm3，地质储量级别为中型级别；平均资源量丰度2.28×108m/km2，为中等类别。
Coal seam gas is a kind of coal source rocks, and angry by adsorption state of stored in coal bed of unconventional natural gas, is a new type of clean energy and high quality chemical raw materials, is one of important sources of energy in the future. Coal bed gas, the gas is commonly known as "gas" in coal geological history evolution during the formation of gas geological body, its main component is the CH4(methane), calorific value of coal is a generic2-5times. China's traditional mining method is not only coal gas, coal bed gas this invaluable not only caused a serious waste of resources, but also leads to the coal mine gas accident frequency, air emissions increased and security, environmental factors to produce. From the perspective of strategy of national oil safety, coal seam gas than conventional natural gas and oil has strategic sense more, so the strengthening of coalbed gas reservoir study, the self, self storage type of unconventional natural gas expansion research has be imperative.
The paper analyzes the Junggar basin in Fukang Coal Mining geological features, coal mine owners, mine geological data revealed by the pioneering works of the Vice air shaft, are discussed in detail the three main elements affecting the methane occurrence:faults and folds, top, backplane lithology and seam depth.The measured gas content of the Fukang coalfield geological survey drilling, downhole measured gas content and seam depth statistical analysis and depth of the relationship, the No.42coal seam gas content and seam depth linear regression, and the establishment of the mathematical relationship model to reflect the relationship of the coal seam depth and seam gas content.The volume method to calculate the Fukang Coal Field within the coalbed methane resources and coal bed methane abundance values, concluded that the Fukang mine coal seam flat area approximately33.47km2coalbed methane reserves15576.26Mm3, the average resource abundance2.28×108m/km2for the middle class, helping improve the economic and social benefits.
本文分析了准噶尔盆地阜康矿区煤层地质特征，煤矿主、副、风井的开拓工程揭露的矿井地质资料，详细地论述了决定了影响瓦斯赋存的三个主要要素：断层和褶皱，顶、底板岩性以及煤层埋深。根据对阜康煤田进行的地勘钻孔实测瓦斯含量、井下实测瓦斯含量和煤层埋深进行整理统计，分析其与埋深的关系，对42号煤层瓦斯含量与煤层埋深进行线性回归，并建立了相关的数学关系模型，来反映煤层埋深与煤层瓦斯含量的关系。采用体积法计算出阜康矿区井田范围内煤层气资源量和煤层气丰度值，最终得出阜康矿区的煤层总平面积约为33.47km2,煤层气地质储量15576.26Mm3，地质储量级别为中型级别；平均资源量丰度2.28×108m/km2，为中等类别。
Coal seam gas is a kind of coal source rocks, and angry by adsorption state of stored in coal bed of unconventional natural gas, is a new type of clean energy and high quality chemical raw materials, is one of important sources of energy in the future. Coal bed gas, the gas is commonly known as "gas" in coal geological history evolution during the formation of gas geological body, its main component is the CH4(methane), calorific value of coal is a generic2-5times. China's traditional mining method is not only coal gas, coal bed gas this invaluable not only caused a serious waste of resources, but also leads to the coal mine gas accident frequency, air emissions increased and security, environmental factors to produce. From the perspective of strategy of national oil safety, coal seam gas than conventional natural gas and oil has strategic sense more, so the strengthening of coalbed gas reservoir study, the self, self storage type of unconventional natural gas expansion research has be imperative.
The paper analyzes the Junggar basin in Fukang Coal Mining geological features, coal mine owners, mine geological data revealed by the pioneering works of the Vice air shaft, are discussed in detail the three main elements affecting the methane occurrence:faults and folds, top, backplane lithology and seam depth.The measured gas content of the Fukang coalfield geological survey drilling, downhole measured gas content and seam depth statistical analysis and depth of the relationship, the No.42coal seam gas content and seam depth linear regression, and the establishment of the mathematical relationship model to reflect the relationship of the coal seam depth and seam gas content.The volume method to calculate the Fukang Coal Field within the coalbed methane resources and coal bed methane abundance values, concluded that the Fukang mine coal seam flat area approximately33.47km2coalbed methane reserves15576.26Mm3, the average resource abundance2.28×108m/km2for the middle class, helping improve the economic and social benefits.
引文
[1]车遥．中国煤层气资源开发的关键性问题及前景[J]．石油天然气学报，2006.1．29~30．
[2]张小东．古汉山井田煤层气赋存特征[J]．河南理工大学学报．自然科学版,，2007．1．28~29．
[3]张子敏．瓦斯地质学[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2009．5．158~162.．
[4]苏建亚．新型PVC空心结构缠绕瓦斯管设备的试验研究[D]．北京化工大学，2008．
[5]徐晓帆．何庄煤矿瓦斯地质规律与瓦斯预测研究[D]．西安科技大学，2011．22~35．
[6]王恩营．煤层瓦斯含量预测的瓦斯地质方法研究[J]．煤田，2007．3．38~39[7]王录合．瞬变电磁技术探测含水层富水性的研究与应用[J]．矿业安全与环保，2007．4．46~48．
[8]谢伟．准噶尔盆地乌夏地区典型地层油气藏特征及成藏机理数值模拟[D]．中国石油大学(华东)，2011．19~23．[9]韩艳玲．核桃峪勘探区煤层赋存及煤质变化规律研究[D]．河北工程大学，2011．[10]郭云．彬长矿区煤的形成环境探讨[J]．陕西煤炭，2006．3．
[11]向伟玲．阜康市地下水时空动态变化及生态影响研究[D]．新疆大学，2007．
[12]郭龙珠．三江平原地下水动态变化规律与仿真问题研究[D]．东北农业大学，2005．
[13]赵保华．谈鹤岗市区水文地质条件[J]．水利天地出版社，2007．1．
[14]王磊．西安市平原区地下水开发风险评价[D]．长安大学，2009．
[15]罗叶青．新疆阜康市农村教育综合改革与发展模式研究[D]．西南大学，2011．[16]吕锡敏．岩性油气藏勘探理论和方法体系研究——以准噶尔盆地为例[D]．西北大学，2005．
[17]刘兆生．新疆奇台北山煤田田侏罗纪孢粉组合[J]．微体古生物学报，1993．1．
[18]陈涛等．准南前陆冲断带构造特征及其对油气成藏的影响[J]．天然气地球科学，2006．5．
[19]刘海涛．准噶尔盆地白家海地区侏罗系聚煤作用与层序地层[J]．天然气地球科学，2006．6．83~85
[20]陈佳．萍乡青山煤矿大槽煤层瓦斯地质特征研究[D]．安徽理工大学，2011．
[21]孙四清．黄陵一号煤矿2号煤层瓦斯赋存规律探讨[J]．中国煤田地质，2007．1．
[22]王纪平．韩城北区构造发育规律及对煤矿安全因素影响的研究[D]．西安科技大学，2011．34~45.[23]徐晓帆．何庄煤矿瓦斯地质规律与瓦斯预测研究[D]．西安科技大学，2011．
[24]陈敬轶．晋城成庄煤矿3^#煤层含气量控制因素分析[J]．中国煤层气，2007．1．
[25]田强国．祁东煤矿地质构造对煤与瓦斯突出的影响研究[D]．安徽理工大学，2009．
[26]谢生荣．综采工作面的瓦斯涌出规律及瓦斯涌出量的预测[D]．太原理工大学，2005．
[27]刘建雄．矿井采煤工作面瓦斯涌出规律研究[D]．西安科技大学，2011．[28]马建龙．英岗岭矿区B4煤层瓦斯地质特征研究[D]．安徽理工大学，2011．[29]李彬刚．瓦斯涌出量预测研究现状和进展[J]．陕西煤炭，2007．5．
[30]房平亮．固定煤壁瓦斯涌出的数值模拟[D]．中国科学院力学研究所，2009．
[31]王拔群．基于遗传神经网络的瓦斯涌出分源预测的研究[D]．安徽理工大学，2010．
[32]刘建雄．矿井采煤工作面瓦斯涌出规律研究[D]．西安科技大学，2011．[33]谢生荣．综采工作面的瓦斯涌出规律及瓦斯涌出量的预测[D]．太原理工大学，2005．
[34]张华．阳泉矿区保安煤矿瓦斯地质规律及治理技术研究[D]．河北工程大学，2011．
[35]潘志刚．湖南省邵阳短陂桥矿区煤层气赋存条件研究[D]．中南大学，2011．206~208．
[36]张子敏，张玉贵，卫修君等.编制煤矿三级瓦斯地质图[M]．北京：煤炭工业出版社，2007.12．
[37]张子敏，张玉贵．瓦斯地质规律与瓦斯预测[M]．煤炭工业出版社，2005.12
[38]张子敏，林又玲，吕绍林．中国煤层瓦斯分布特征[M]．北京：煤炭工业出版社，1998．12．
[39]焦作矿业学院瓦斯地质研究室．瓦斯地质概率[M]．北京：煤炭工业出版社，1990．[40]周世宁，林柏泉．煤层瓦斯赋存与流动理论[M]．北京：煤炭工业出版社，1999．[41]张承乾，王海鹏，王观澄.准噶尔聚煤盆地形成演化及聚煤规律[M]．乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，1991.
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