风化过程的延续时间较长,经历侏罗、白垩、第三纪的漫长时间,煤系之上连续沉积了很厚
的石千峰组地层,对煤系地层而言起盖层作用,第四纪为松散的沉积物,不起盖层的作用
即本区主要煤系上覆岩层的盖层为石千峰组地层。
淮南煤田煤系地层形成以后继续沉积了致密的粉砂岩和砂页岩,即石千峰组,其厚度
在
1200m 以上,一般孔隙度较低,透气性差,对煤系地层中的瓦斯起封闭保护作用。本区
煤系地层中砂岩的厚度分布不均,局部围岩具有一定的储气能力,断层切割阻挡瓦斯水平
方向的运移,导致瓦斯分布的具有明显的局部变化和差异,局部地区瓦斯聚集现象明显。
研究区各煤层顶、底板岩性分布情况统计
(表 3-1)。矿区内煤层顶、底板砂岩与砂页岩互
层厚度占煤系
(A、B、C 煤组)总厚的 38.51%,煤层直接顶板岩性以致密的泥岩和砂质泥岩为
主
(约占 78%),部分地区为粉、细砂岩,而中粗砂岩分布范围较小,煤层顶板的整体透气性
低,对瓦斯逸散的阻碍作用明显,利于瓦斯的赋存与封闭。根据五个主要砂岩层中的
126 个
样品测试结果,砂岩、砂页岩互层的孔隙率与渗透率均比较小,一般而言孔隙度小于
5.0%,渗透率小于 1.0 md (表 3-2)。根据 T.N.捷奧多维奇对岩层按渗透性分级标准,属于非
渗透性
(V 级 K<1.0md)岩层。煤系中的砂质页岩、页岩其透气性比砂岩要小的多,所以研究
区煤系中的岩层属于非渗透性岩层,有利于煤层气的储集和保存。
表
3 1 矿区各煤层顶底板岩性特征表
注:摘自《淮南矿区瓦斯地质报告》
表
3 2 矿区主要砂岩层的孔隙度与渗透率
注:摘自《淮南矿区瓦斯地质报告》
构造
断裂构造对本区煤层气
(瓦斯)分布控制作用明显。研究区内展布一些大中型断层,由这
些断裂构造切割形成的各块段内,其构造特征与应力状态存在差异性,煤层气
(瓦斯)分布
具有分带性和不均衡性。完整的煤系断裂之后,煤层排放瓦斯的条件发生了变化。它可以是
煤层与地表联系的通道,有利于煤层中瓦斯的自然运移与逸散,也可以割断煤层与地表的
联系,成为瓦斯向地表流动的屏障。如
F4-5 断层,上盘为露头盘,瓦斯顺层由露头排出,
得不到深部的补充,形成低瓦斯区和瓦斯风化区,瓦斯相对涌出量在
10m(t·d)以下;而下盘
煤层中的瓦斯受到断层的阻挡,有利于瓦斯的保存,瓦斯相对涌出量达
23 m(t·d) (图 3-1)。
图
3 1F4.5 断层上下盘瓦斯涌出量(据《淮南矿区瓦斯地质报告》)
一般而言,瓦斯在煤层中通常以单向顺层流动为主,封闭性断层对瓦斯的运移的阻挡
作用,使得断层的两盘瓦斯涌出量差异十分明显,而且表现为断层
(指反倾向断层)的下盘
瓦斯涌出量比上盘大。在同一构造块段内接近断层时瓦斯涌出量增大,靠近断层时涌出量又
有减小的趋势,这种现象也是封闭性断层的特征。
水文地质作用
煤层气赋存于煤的孔隙表面或游离于孔隙中,由煤层裂隙网络中的地下水将其封存
;因
此一般情况下,煤层气与地下水之间是处于动态平衡,只有在一定的压力差下,气体才能