瓦斯地质图编制.ppt

瓦斯地质图的编制,主要内容,1 瓦斯地质的形成和发展 2 瓦斯地质规律分析3 煤矿三级瓦斯地质图的作用4 矿区矿井采掘工作面瓦斯地质图编制方法5 河南省瓦斯地质规律研究及煤矿瓦斯地质图编制,1 瓦斯地质的形成和发展,1.1 瓦斯地质的形成1.2 瓦斯地质研究得到各级领导的支持和重视1.3 瓦斯地质的发展,1.1 瓦斯地质的形成,河南理工大学已故著名安全专家杨力生教授1948年从美国回国后，数十年如一日的致力于中国煤矿通风安全研究，他发现治理瓦斯必须走瓦斯地质研究的道路。1964年，他在焦作矿务局焦西矿跟踪掘进巷道瓦斯变化规律时，就发现瓦斯突出与断层有密切关系。70年代他就提出了编制矿井瓦斯地质图的想法。1983年，他与张子敏、陈名强、张克树等一起，在煤炭部领导的大力支持下，建立了“编制全国煤矿瓦斯地质图”煤炭工业部重大项目。全国25个省(区)煤炭厅(局)、矿务局、矿都成立了以总工程师为组长的编图领导小组，动员了3000多名工程技术和科研人员，自下而上的整理矿井、矿区瓦斯地质资料，编制了500余套矿井瓦斯地质图、125套矿区瓦斯地质图和25套省(区)瓦斯地质图。1990年，由张祖银、张子敏共同负责完成了1200万的中国煤层瓦斯地质图和说明书的编制和出版任务。,1.1 瓦斯地质的形成,此项工作的开展，在全国煤矿首次系统地整理了瓦斯地质资料，最大范围地获取了全国煤矿瓦斯地质信息，广泛地宣传和普及了瓦斯地质知识，开创性地推动了瓦斯地质学科的发展；1963年，周世宁院士就提出了煤矿瓦斯地质的8项基本因素；1977年彭立世、袁崇孚在煤炭工业部建立了“湘、赣、豫煤与瓦斯突出带地质构造特征研究”课题。这些都为瓦斯地质的深入研究奠定了基础。1993年，“瓦斯地质新学科与课程建设”获优秀教学成果国家级二等奖。1985年，中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会宣告成立，并创办了瓦斯地质期刊，每年举办一次全国性的学术年会。1994年，瓦斯地质被批准为煤炭工业部重点学科。从1990年以来，先后出版了瓦斯地质概论、1200万中国煤层地质图、1200万中国煤层瓦斯地质图编制、中国煤层瓦斯分布特征、瓦斯突出地球物理研究、煤层瓦斯赋存与流动理论、瓦斯地质新进展等专著和瓦斯地质统编教材。,1.2 瓦斯地质研究得到各级领导的支持和重视,前国家主席江泽民观看中国煤层瓦斯地质图,国家煤矿安全监察局局长王显政到瓦斯地质研究所指导工作,1998年5月18日原国家煤炭工业局局长张宝明给张子敏教授写信，指出：“焦作工学院瓦斯地质研究所编制瓦斯地质图，并进行了全国煤矿瓦斯地质研究工作，既具提高控制瓦斯事故各项工作的前瞻性和计划性，又指导现场安全技术措施，是一项重要的安全基础。国家煤炭工业局支持你们的研究工作。”同年6月13日，中国煤炭报、煤炭教育信息报头版头条刊登。,张宝明局长对瓦斯地质编图十分重视,河南省副省长陈全国到瓦斯地质研究所指导工作,1.3 瓦斯地质的发展,煤矿安全规程第一百八十一条，突出矿井必须及时编制矿井瓦斯地质图。无论是高瓦斯矿井、突出矿井还是低瓦斯矿井，无论是瓦斯灾害防治，还是瓦斯资源开发利用，都需要编制各级瓦斯地质图。它是研究和反映瓦斯地质规律、瓦斯变化规律，指导瓦斯预测和防灾、减灾的最基础的图件。有了这种图件，才能使瓦斯地质资料和研究成果得到高度的集中，并不断地积累、补充、深化和完善；有了这种图件就可以使各级领导和管理人员对瓦斯预测和防治有了共同的语言，综合考虑瓦斯灾害防治和资源开发利用；有了这种图件更容易使瓦斯研究成果纳入到生产管理，迅速转化为生产力。,1.3.1 要编制煤矿各级瓦斯地质图,无论从防治瓦斯灾害还是从瓦斯资源开发利用而言，都需要设置煤矿各级瓦斯地质专职人员，更何况防治瓦斯灾害是高难度的技术和一项系统工程。瓦斯含量、瓦斯涌出量、煤与瓦斯突出灾害都是随着开采深度和采掘工艺技术的变化而不断发生变化，需要专职人员随时跟踪瓦斯地质信息，收集、分析资料，编制各级瓦斯地质图。更需要瓦斯地质专职人员不断修改和补充各级瓦斯地质图资料。,1.3.2 设置煤矿各级瓦斯地质专职人员,瓦斯地质规律是反映煤层瓦斯形成、分布和赋存的规律，是研究煤与瓦斯突出地质原因的理论。瓦斯地质技术是煤矿安全生产和瓦斯资源开发最基本的技术。只要办煤矿，首先应该搞清瓦斯地质规律，只有如此，才能掌握瓦斯涌出和突出危险性的规律；只有如此，才能搞清把瓦斯作为资源进行开发的理论和技术。在搞清矿区、井田煤层区域构造演化历史的基础上，揭示不同期次、不同序次和不同规模的构造对瓦斯赋存的控制规律，从而搞清瓦斯突出危险性的分区分带特征。目前，运用计算机技术，建立瓦斯突出危险性预测预报的可视化技术，首先要建立准确地瓦斯地质模型。这些都必须具有详尽的第一手瓦斯地质分析资料。因此，要建立健全矿井瓦斯地质工作规范制度。,1.3.3 建立健全矿井瓦斯地质工作规范制度,现代化采煤技术的高速发展，生产越来越集中，采掘机械自动化程度越来越高，瓦斯集中涌出和矿山压力的急剧变化，使得原来的低瓦斯矿井也变成了高瓦斯矿井，使得影响煤与瓦斯突出的因素越来越复杂。这就需要瓦斯地质技术和采矿技术密切结合起来。,1.3.4 把瓦斯地质技术和采矿技术密切结合起来,主要内容,1 瓦斯地质的形成和发展 2 瓦斯地质规律分析3 煤矿三级瓦斯地质图的作用4 矿区矿井采掘工作面瓦斯地质图编制方法5 河南省瓦斯地质规律研究及煤矿瓦斯地质图编制,2 瓦斯地质规律分析,2.1 瓦斯是特殊的地质体 2.2 瓦斯生成理论 2.3 瓦斯运移、赋存和分布 2.4 瓦斯地质规律的意义2.5 瓦斯地质规律与中国的煤与瓦斯突出2.6 中国不同地质时代的煤层瓦斯区域分布特征2.7 中国煤层高瓦斯赋存、高瓦斯涌出量区域分布规律 2.8 中国煤层低瓦斯赋存、低瓦斯涌出量区域分布规律,2.1 瓦斯是特殊的地质体,2.1.1 瓦斯是气体地质体,瓦斯生于煤层，储存于煤层，只要开采煤炭就会有瓦斯涌出来。瓦斯是地质成因的，它是在数千万年至数亿年前由煤的变质作用形成的，它是生于煤层、储存于煤层或围岩中的气体地质体，它的生成条件、运移规律、赋存和分布规律都受着极其复杂的地质作用控制，它在煤层中的赋存状态与煤颗粒、煤分子之间的关系经历过极其复杂的地质历史演化过程，涉及到复杂的区域地质学、煤田地质学、煤化学等知识；它的运移、流动规律涉及到流体力学等知识；它在煤炭开采过程中的涌出和突出规律又涉及到地球动力学、构造地质学、岩体力学、采矿学等知识，所以我们称瓦斯是气体地质体。,2.1.2 瓦斯受控于地质作用,瓦斯是地质作用的产物，现今煤层瓦斯的赋存状态是含煤地层经受复杂地质历史演化作用的结果，受着瓦斯生成、运移、保存条件综合地质作用的控制。瓦斯的生成、运移、保存条件和赋存以及煤与瓦斯突出动力现象都是地质作用的结果，存在着瓦斯地质规律。瓦斯抽放的难易程度与煤层结构破坏程度密切相关，尤其是煤层气开发工艺技术与煤层结构受强构造挤压、剪切形成构造煤的发育程度(软煤分层厚度)密切相关。瓦斯地质研究从宏观上涉及到板块构造运动；从微观上涉及到煤的化学结构。无论从赋存、分布的地质原因和规律，还是从瓦斯涌出、瓦斯突出的原因和规律，都涉及到极其复杂的地质条件、地质理论、地质测试手段。,2.1.3 瓦斯灾害预测和防治是国际性的技术难题,瓦斯是无色、无味的气体，在矿井空间几乎无处不有，所有的采矿活动，每时每刻都能扰动它，涉及到它。瓦斯涌出聚集、瓦斯突出、瓦斯灾害的预测和防治，瓦斯灾害的发生，都涉及到复杂的地质因素、开采因素和人为因素。这些因素往往具有模糊性和随机性，既有静态特征，更具有千钧一发的动态特征。从管理上讲，人们的认识能力和快速反应能力往往处于被动状态。瓦斯事故发生的规律不同于水、火、顶板冒落等事故那样直观，而显得很抽象，容易引起作业时的疏忽。据统计，我国煤矿事故每年伤亡6000人以上，瓦斯伤亡人数占总数的40%以上。防治瓦斯灾害是煤矿安全生产的首要任务。,2.2 瓦斯生成理论,煤的变质作用可分为深成变质作用和岩浆热变质作用。瓦斯生成量随着煤的埋藏深度的增加而增加。表 2-1 每形成一吨煤的产气量,表 2-2 各煤化阶段生气量,2.3 瓦斯运移、赋存和分布,煤化作用生成瓦斯经历数千万年至数亿年的地壳构造运动的作用，80%左右的气体都逸散掉了，因此瓦斯的运移和赋存规律极其复杂。只有搞清煤田、矿区地质构造演化历史，在历次构造运动中含煤地层隆起、剥蚀和沉积、拗陷的特征，才能搞清煤层瓦斯的保存条件，同样是石炭二叠系煤层，在山东省鲁西断隆控制的石炭二叠纪煤田，由于隆起较早，上覆普遍缺失三叠系地层，煤层长期遭受风化剥蚀作用，大量瓦斯逸散，埋深600-700m仍属瓦斯风化带，目前山东省范围内90%的矿井都属于低瓦斯矿井；而河南豫西煤田石炭二叠系煤层，上覆沉积了数千米厚的三叠系的地层，因此瓦斯保存条件较好，焦作、鹤壁、郑州、平顶山矿区都属于高瓦斯、突出矿区。只有搞清矿区、矿井地质构造及其构造应力场在历次构造运动中经受挤压、拉张和剪切作用的演化历史，才能搞清矿井、采区、采面煤层瓦斯的保存和赋存特征；只有如此，也才能搞清矿区、井田的构造挤压、剪切带的分布和构造煤的发育特征。在此基础上，搞清煤与瓦斯突出危险性的分区、分带特征，同时，也才能搞清煤层瓦斯抽放的难易程度和应采取的对策和技术。,2.4 瓦斯地质规律的意义,瓦斯地质规律包括瓦斯生成的地质条件，瓦斯保存的地质条件，瓦斯赋存特征，矿区、井田构造变形特征及复杂程度，不同方向的断裂、褶皱类型及发育特征，构造挤压、拉张、剪切应力场的演化历史，煤层结构破坏及构造煤的发育程度等。这些都是影响煤层瓦斯含量、矿井瓦斯涌出量和煤与瓦斯突出危险性、煤与瓦斯突出强度和瓦斯抽放利用条件的主要地质因素。搞清它们之间的关系就搞清了瓦斯地质规律。,2.5 瓦斯地质规律与中国的煤与瓦斯突出,2.5.1中国发生煤与瓦斯突出的基本情况 自1834年3月22日法国鲁尔煤田伊萨克矿井在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了世界上第一次有记载的瓦斯突出至今的一个半多世纪中，世界各主要产煤国如俄罗斯、波兰、澳大利亚、德国、英国、日本等都发生过程度不同的瓦斯突出。瓦斯突出一直是世界各产煤国突出矿井安全和减灾防灾工作的主体。我国是世界上发生瓦斯突出最为严重的国家之一，据不完全统计，目前我国有瓦斯突出矿井270余对，已发生煤与瓦斯突出12000余次。近年来，随着煤炭工业的迅猛发展，瓦斯突出对煤矿安全生产的威胁与日俱增。,2.5.1我国发生煤与瓦斯突出的基本情况 中国煤矿发生瓦斯突出97%以上都发生在高瓦斯矿井，仅开滦的赵各庄、张家口的前山矿、鹤岗的南山矿和新一矿、抚顺的南昌井、盘江的火铺井和云南的蚂蝗庆矿为低瓦斯矿井。瓦斯突出矿井的分布以华南地区最多，为181余对，占全国瓦斯突出矿井总数的66.3%；其次为华北地区和东北地区各为60余对和20余对，分别占全国瓦斯突出矿井总数的24.1%和7.6%；西北地区为5对，占全国瓦斯突出矿井总数的2%。从含煤地层时代来看，开采石炭、二叠纪煤层的突出矿井最多为230余对，占全国瓦斯突出矿井总数的83.7%；其次是开采早、中侏罗世和晚三叠世煤层的矿井为20余对，占8.5%；开采晚侏罗世早白垩世煤层的矿井为20余对，占6.3%；开采第三纪煤层的矿井为4对，仅占1.2%。,2.5.1 我国发生煤与瓦斯突出的基本情况 中国煤与瓦斯突出的始突深度在不同矿区、不同矿井相差甚大。始突深度最小的不到40m，如湖南红卫里王庙矿为35m；最大的达到600m以上，如抚顺老虎台矿为640m，郑煤集团大平矿为612m。华南地区东部的湘、赣、粤始突深度最小，一般为数十米到200m；华南地区西部的川、黔、滇始突深度一般为100m400m；华北地区的始突深度约为200m650m；东北地区的始突深度在100m650m。,2.5.2煤层瓦斯含量高是瓦斯突出发生的基础 瓦斯突出集中分布在煤层瓦斯含量相对富集的地带，全国30对特大型瓦斯突出矿井中煤层瓦斯含量一般都在20m3/t左右，从而不少矿区把煤层瓦斯含量作为评价瓦斯突出的标准。如湖南的涟邵矿区煤层瓦斯含量大于15m3/t为严重突出煤层；瓦斯含量915m3/t为一般突出煤层；煤层瓦斯含量小于9m3/t不发生瓦斯突出。四川南桐矿区、天府矿区和焦作矿区发生瓦斯突出煤层的瓦斯含量临界值分别为6m3/t、8m3/t和10m3/t。煤层瓦斯含量不仅决定着发生瓦斯突出的难易程度，而且还影响瓦斯突出的强度，如江西乐平矿区的涌山煤矿煤层瓦斯含量为17.01m3/t，最大突出强度为2200t；而该矿区的仙槎矿煤层瓦斯含量相对较小，瓦斯突出的最大强度100t左右。,2.5.3 煤体结构的破坏是发生瓦斯突出的必要条件 国内外不少研究者都把煤体结构的破坏程度作为预测瓦斯突出危险性的指标。煤体结构破坏是煤层受到构造强烈挤压和剪切破坏作用的产物。由于受力大小、作用范围和受力状态的非均衡性，煤层中范围和厚度大小不同的自然分层发生变形，丧失了原来的均质、层理清晰的条带状结构，而形成破碎的颗粒或粉状的构造破坏煤。焦作工学院称其为构造煤，并根据煤体宏观和微观结构特征，把构造煤划分成碎裂煤、碎粒煤、粉粒煤和糜棱煤4种类型。,2.5.3 煤体结构的破坏是发生瓦斯突出的必要条件,构造破坏煤常常发育在压性、压扭性或剪切构造发育区域内构造应力比较集中的地带，由于煤层物质组成和受力状态的不同，构造破坏煤往往呈夹层状或透镜体状分布于煤层中的不同部位。国内外大量观测表明，在瓦斯突出地点的煤层中都存在有煤质松软、层理紊乱、原生结构遭到严重破坏、呈层状或透镜状分布的软分层，所有的瓦斯突出都发生在构造破坏煤发育的地带。焦作工学院把受构造破坏严重的煤层，并具有发生瓦斯突出的瓦斯能（即高压瓦斯）介质条件的煤体称作瓦斯突出煤体，把原生结构煤称作非突出煤体。瓦斯突出煤体从理论上是瓦斯突出各项参数的综合反映，反过来瓦斯突出参数也从本质上确定了瓦斯突出煤体的易突性。,2.5.3 煤体结构的破坏是发生瓦斯突出的必要条件,构造破坏煤的厚度也是影响瓦斯突出的重要地质因素。如果厚度较薄，在0.1m或0.15m以下时，一般情况下不管其它条件如何变化都不会发生瓦斯突出。因此，不少矿区都提出了以构造破坏煤的厚度作为预测瓦斯突出危险性的指标。如阳泉3号煤层发生瓦斯突出的构造煤厚度为0.45m，安阳龙山矿为0.1m。南桐矿区4号煤层的构造煤厚度1.6m2.0m发生瓦斯突出次数占全矿区瓦斯突出总数的48.3%，平均突出强度为110t；5号煤层的构造煤厚度0.04m0.3m发生瓦斯突出次数占全矿区瓦斯突出总数的23.6%，平均突出强度为31.6t；6号煤层的构造煤厚度0.1m0.40m发生瓦斯突出次数占全矿区瓦斯突出总数的24.8%，平均突出强度为37.1t。,2.5.4 构造应力相对集中的地带是瓦斯突出发生的主要位置,瓦斯地质研究表明，瓦斯突出分布是不均衡的，在平面和空间上具有分区分带的特征，地质条件对瓦斯突出的分区分带具有明显的控制作用。特别是压性、压扭性构造与瓦斯突出息息相连。究其原因，一方面是这些构造有利于造成构造煤形成和发育；另一方面是在这些构造发育的地带构造应力比较集中，使煤层处于强挤压状态，从而有利于在煤层中赋存高压瓦斯。我国华南地区在地质历史演变过程中压性和压扭性构造作用时间较长，这无疑是瓦斯突出的频率和强度都比其它地区严重的重要原因。况且从现今的构造应力场来看，华南地区的地应力作用仍然比华北地区高。国家地震局地壳应力所测定的中国东部大陆地表100m以上的构造应力状态表明，华北地区平均水平主应力为3.3MPa，平均水平应力差为1.8MPa；而华南地区平均水平主应力为8MPa，平均水平应力差为4.8MPa。,2.5.5 压性、压扭性构造是发生煤与瓦斯突出的有利地带,瓦斯突出主要与压性、压扭性断裂有关，有时断距只有几m甚至几dm的小型逆断层或平移断层就会导致强烈的瓦斯突出。这在我国华南地区的一些突出矿井中是很常见的。如天府矿区的刘家沟矿和磨心坡矿的瓦斯突出主要发生在小型逆断层附近，如图233所示。广东的梅田矿区有70余次瓦斯突出与小型的压性和扭性断层有关。,图 233 天府背斜刘、磨两矿煤与瓦斯突出点与断层的关系,2.5.5 压性、压扭性构造是发生煤与瓦斯突出的有利地带,湖南的洪山殿蛇形山井有56次瓦斯突出发生在断距小于5m的压性和压扭性断层附近。马田桐子山井南大巷有4条小型逆断层的70m距离内掘进中发生了5次瓦斯突出。六枝矿区NE向展布的梅子关背斜上发育的一系列NNE向的压扭性小断层控制着该矿区的瓦斯突出分布。天府矿区三汇一矿突出煤量达12780t和2807t的两次特大型瓦斯突出分别发生在华蓥山深断裂的低级断裂F14-4逆断层的下盘和上盘；,2.5.5 压性、压扭性构造是发生煤与瓦斯突出的有利地带,抚顺矿区的瓦斯突出也主要发生在抚顺密山断裂的次级断裂逆掩断层的下盘。在一些正断层部位发生的煤与瓦斯突出，多数是由于这些断层开始时是逆断层，后来构造应力场改变，逆冲推覆变为重力滑脱而成为正断层。如太行山东麓的焦作、安阳、鹤壁等矿区的NNE向的正断层；平顶山矿区北西西向的正断层，在这些断层附近，常常分布有发育的构造煤，也是造成这些断层附近发生突出的原因。,2.5.5 压性、压扭性构造是发生煤与瓦斯突出的有利地带,瓦斯突出与褶皱构造的关系也是极其密切的。煤层在褶皱形成过程中由于韧性剪切、塑性流动而形成构造煤的“煤包”通常是发生严重瓦斯突出的部位，这种情况在中国华南地区的矿井中比较常见。如江西的新华煤矿为一褶皱构造，在向斜轴部形成的厚度较大的4个“煤包”，自19611981短短的20年间仅一号矿井就发生瓦斯突出103次，其中位于矿井东部的第二个“煤包”，由于厚度比较大，突出次数最多，占该矿井总突出次数的75%以上。此外在褶皱构造中由于在背斜构造的轴部及其附近，有利于瓦斯的积聚，易于发生瓦斯突出，如图234所示。,图234 某矿南五采区煤与瓦斯突出点的分布与断层牵引形成的背斜和构造煤煤包的关系,2.5.5 压性、压扭性构造是发生煤与瓦斯突出的有利地带,当背斜的轴部及其附近张性断裂比较发育，或者当背斜的轴部受到侵蚀时，则成为煤层瓦斯排放的通道。这时在褶皱构造的翼部和向斜的轴部煤层的瓦斯含量就比较高，易于发生瓦斯突出。由于平行煤层及围岩层面方向的渗透性能远大于垂直层面方向，因而倾角比较平缓的褶皱一翼比倾角陡急一翼煤层瓦斯含量高，瓦斯突出危险性也就比较大。如广西的红茂煤田总体构造格局为一背斜构造，西翼的茂兰矿区距背斜轴部较远，压性和压扭性断层较发育，瓦斯风化带很浅，仅有47m，矿井瓦斯涌出量为30106m3/t，为高瓦斯和瓦斯突出矿井；而东翼的红山矿区距背斜轴部较近，张性断裂比较发育，瓦斯风化带深达125m以上，矿井瓦斯涌出量较低，为低瓦斯矿井。,2.5.5 压性、压扭性构造是发生煤与瓦斯突出的有利地带,河南理工大学对湘、赣、豫三省区域瓦斯地质特征进行了研究，把瓦斯突出危险带划分为7种构造类型，如图235所示。值得注意的是在这7种瓦斯突出构造类型中，都分布着发育的构造煤。因此，可以认为地质构造通过对煤体结构的控制来控制瓦斯突出分布，研究瓦斯突出的地质条件和瓦斯突出煤体结构破坏是实现瓦斯突出预测的技术途径。,图 235 煤与瓦斯突出危险带地质构造类型图示（据焦作矿业学院瓦斯地质课题组）,2.5.6 中国煤与瓦斯突出矿区、矿井分布的区域构造控制,2.5.6.1深层构造陡变带是煤与瓦斯突出的敏感地带 中国的深层构造呈东西向和南北北北东向分带，以南北北北东向带最为显著。贺兰山龙门山南北向陡变带上分布着石嘴山，龙门山，雅荣，渡口等高瓦斯突出矿区，共有11对高突矿井；太行山武陵山陡变带上分布着南桐、松藻、焦作、鹤壁、安阳等高瓦斯突出矿区，共有30余对高突矿井。近东西向的陡变带有两条：天山赤峰陡变带上分布有包头，下花园，北票等高瓦斯突出矿区，共有10余对高突矿井；华南地区的萍乡郴州也是一个深层构造带，分布有萍乡，乐平，英岗岭、丰城、白沙、梅田、南岭等高瓦斯突出矿区，共有70余对高突矿井，共发生突出2000余次。深层构造陡变带也是中新生以来构造活动最为强烈的地带，也是陆内造山带，有着特殊的地球物理场。,2.5.6.2 深层活动断裂带是煤与瓦斯突出的敏感地带,华北板块北缘断裂带、鄂尔多斯西缘断裂带，太行山断裂带分别与上述深层构造陡变带相一致。华北板块南缘龙首山固始断裂带，分布着靖远，宜洛、平顶山、淮南等高瓦斯突出矿区，有近20对突出矿井。华南地区，沿华蓥山断裂带上有华蓥山、天府、中梁山高瓦斯突出矿区，共有13对突出矿井。沿南丹紫云断裂带上分布有水城、六枝、红茂高瓦斯突出矿区，有10余对突出矿井。宜春柳州断裂带和萍乡郴州陡变带一致。在扬子陆块北缘断裂带上分布有黄石高瓦斯突出矿区。在金沙江红河断裂带上有一个低瓦斯突出矿井蚂蝗庆矿。东北地区，沿牡丹江鹤岗断裂带上分布有鹤岗瓦斯突出矿区和延边和龙二氧化碳突出矿区，有2对瓦斯突出矿井和2对二氧化碳突出矿井。,2.5.6.2 深层活动断裂带是煤与瓦斯突出的敏感地带,在敦化密山断裂带上有抚顺、鸡西高瓦斯突出矿区，有8对瓦斯突出矿井。在伊兰舒兰断裂带上有营城二氧化碳突出矿井。几乎所有的煤与瓦斯突出矿井都与深断裂有关。深断裂大多是板块结合带或地体的拼接带,且往往是一些“复性”,“长寿”断裂；深断裂带多是重力梯度带,壳、幔物质陡变带,地球物理场变化带。深层活动控制浅层活动，深层构造控制浅层构造。燕山期以来，中国大陆进入板块活动期，东部受滨太平洋构造域控制,西部受特提斯构造域控制。东部壳幔物质调整，陆壳活化，隆拗分异，新生代向洋伸展；西部印度板块持续北推，藏滇板块隆升，西伯利亚板块对挤。现代板块活动，使得深断裂成为构造活动的剧烈带，深断裂的挤压、剪切活动，控制着周围块段发生同动力体系的挤压；使那里的煤层发生构造变形，破坏，应力集中，瓦斯聚积同时发生。,2.5.6.3 推覆构造带是煤与瓦斯突出的多发地带,中国多期、多层次的推覆构造十分发育，规模大者，推覆距离达数十千米。在四川盆地的西侧发育的龙门山菁河推覆构造带，逆冲推覆指向盆地中心，如（图236）。沿推覆构造带上分布着龙门山、雅荣高瓦斯突出矿区，有7对突出矿井；在盆地的东侧发育的武陵山、华蓥山推覆构造，逆冲推覆指向盆地中心，分布着松藻、南桐、天府、华蓥山、中梁山高瓦斯突出矿区，有突出矿井26对。在江南古陆与华夏古陆之间形成的湘桂、乐平萍乡，浙西“s”型和反“s”伸展向北西凸出的弧形褶皱带，伴有向南东倾斜逆冲推覆和多层次滑脱。这一地区的涟邵高瓦斯带到萍乡乐平高瓦斯带（包括萍乡、丰城、英岗岭、乐平高突矿区）中，共有63对突出矿井，发生煤与瓦斯突出2500余次，是我国煤与瓦斯突出最严重的地区之一。,图236 四川彭县推覆构造剖面图(据四川第二区测队),2.5.6.3 推覆构造带是煤与瓦斯突出的多发地带,淮南煤田受大别山造山带的控制，矿区内逆冲推覆断裂发育，该矿区有8对煤与瓦斯突出矿井。北票矿区处于大型推覆构造部位，是华北煤田最严重的突出矿区之一，有6对矿井全是突出矿井，共发生突出1500余次，最大的突出1894t/次，也是华北强度最大的。逆冲推覆作用与平移断裂往往互相联系。逆冲推覆构造与重力滑覆构造也有规律性的联系，逆冲推覆往往出现于造山期的早中期，重力滑覆多见于造山期后的构造调整阶段。太行山东麓焦作、鹤壁、安阳等高瓦斯突出矿区，煤层挤压破坏强烈，“构造煤”极为发育，矿区内主体构造为一系列北北东向的正断层，舒缓波状，表现了强烈的压扭性质。这是由于燕山早、中期伴随着太行山北北东向的隆升，发育了一系列北北东向的逆冲推覆断层；晚白垩世至早第三纪，构造应力场的主压应力方向由原来的NWWSEE向改变为NESW向，构造变形为松弛伸展，又加上太行山东麓临近华北裂陷盆地，原来逆冲推覆构造变成为阶梯状的重力滑覆构造，在煤与瓦斯突出矿井中，滑脱构造比较发育。,2.5.6.4中国的强变形带是控制煤与瓦斯突出的敏感地带,在华北板块南缘和华南板块北缘受东秦岭变形带和大别山变形带控制的华北平顶山、宜洛、荥巩、偃龙、淮南煤田和华南黄石煤田，都是具有煤与瓦斯突出危险的煤田。,2.6 中国不同地质时代的煤层瓦斯区域分布特征,2.6.1 石炭二叠纪煤层瓦斯区域分布特征(1)在我国煤炭资源中，石炭一二叠纪煤炭总量为22000亿t，占全国总量的35.48%,而煤层瓦斯资源量为17.037 426万亿m3，占全国瓦斯资源总量的52.13%。中国煤层气的开发利用，一类有利选区有9个，属于石炭一二叠纪煤田的有7个，分别是河东、淮南、淮北、西山、韩城、晋城、屯留;二类有利选区9个.属于石炭一二叠纪煤田的有7个.分别是六盘水、阳泉、焦作、平顶山、鹤壁、开滦、松藻;三类有利选区有6个，属于石炭一二叠纪煤田的有2个，分别是南桐、中梁山。,2.6.1 石炭二叠纪煤层瓦斯区域分布特征,(2)石炭一二叠纪含煤地层的聚煤作用主要发生在华北陆块和华南板块，称为华北聚煤盆地、华南聚煤盆地。煤炭资源量分别是18778亿t和3249亿t，前者占总量的85.30%，后者占14.70%。我国煤矿共有高瓦斯矿井825对(国有统配矿和国有地方矿)，属于石炭一二叠纪煤层的有537对，占总数的65.1%。其中华北聚煤盆地有131对，占华北高瓦斯矿井总数173对的75.7%;华南聚煤盆地有406对，占华南高瓦斯矿井总数516对的78.68%。全国煤矿有煤与瓦斯突出矿井274对，属于石炭一二叠纪煤层的有207对，占总数的75.55%。其中属于华北的有53对，占华北突出矿井总数67对的79.1%;属于华南的有154对，占华南突出矿井总数181对的85.1%。我国是世界上发生煤与瓦斯突出次数最多的国家，已突出11 500余次，石炭一二叠纪煤层突出8000余次，占突出总次数70%左右。其中华北突出2000余次，占25%左右;华南突出6000余次，占75%左右。其余大地构造单元的石炭一二叠纪煤层赋存条件差，全为低瓦斯矿井。,2.6.1 石炭二叠纪煤层瓦斯区域分布特征,(3)1:200万中国煤层瓦斯地质图将中国煤层瓦斯分布划分为88个瓦斯带，有37个高瓦斯带，51个低瓦斯带。在高瓦斯带中属于石炭一二叠纪煤层的有19个，占总数的51.4%.19个高瓦斯带中属于华北聚煤盆地的有8个:通化一红阳、太行山东麓、阳泉一晋城、桌子山一贺兰山、宜洛一荣巩、临汝一平顶山一郑州、临涣一宿县、淮南一潘谢;属于华南的有11个:郴资一连曲、涟邵一兴贺、苏南一皖南一浙北、鄂东南一赣北、赣南一翁源、红茂一罗城一柳州、华莹山一永荣、芙蓉一绮连、川南一黔北一滇东、六枝一盘县一水城、威宁一宜威一圭山。前述高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井主要分布在高瓦斯带上(图238)。,2.6.2 晚三叠世煤层瓦斯区域分布特征,晚三叠世含煤地层主要分布在华南板块川、滇、赣、湘、粤等省，其次分布在鄂尔多斯盆地的东北部以及西藏昌都、羌塘和塔里木盆地的北缘，煤炭资源总量为100亿t，以四川盆地的须家河组、赣中萍乡一乐平煤田的安源组煤层瓦斯生成和保存条件比较好。晚三叠世以中、高变质烟煤为主，煤层形成条件虽远不如石炭一二叠纪含煤地层，但多为高瓦斯带和高瓦斯矿井分布。全国共有6个高瓦斯带，全部分布在华南板块上，分别是龙门山、华莹山一永荣、雅荣一乐威、荆当一株归、萍乡一乐平一茶酸、广花一高要一阳春6个高瓦斯带(图238)。有高瓦斯矿井106对，占全国总数的12.8%;有煤与瓦斯突出矿井27对，占全国总数的9.85%;发生煤与瓦斯突出572次，占全国突出总次数的5.47%。,2.6.3 早、中侏罗世煤层瓦斯区域分布特征,早、中侏罗世含煤地层主要分布于西北地区的吐鲁番一哈密盆地、塔里木盆地北缘、准噶尔盆地和华北的鄂尔多斯盆地，其次分布于华北陆块的大同、京西、辽西的北票等煤田。分布面积仅次于石炭一二叠纪含煤地层，煤炭资源总量共为30000亿t，占全国煤炭资源总量的48.39%，居诸含煤地层资源量之首。煤化程度:在华北陆块北缘的包头、下花园、北票等煤田主要为中、高变质烟煤，京西煤田为高阶无烟煤，大同、鄂尔多斯盆地和西北新疆等地区以低变质烟煤为主。早、中侏罗世含煤地层多为低瓦斯带、低瓦斯矿井分布。全国仅有6个高瓦斯带，其中大青山一乌拉山、宣化一兴隆一承德、北票一柳江这3个高瓦斯带均位于华北陆块北缘。另外3个高瓦斯带分别是甘肃靖远一宝积山、青海大通河中上游、新疆准南高瓦斯带(图238)。早、中侏罗世含煤地层有58对高瓦斯矿井，占全国总数的7%;有煤与瓦斯突出矿井19对，占全国总数的6.9%;发生煤与瓦斯突出1 584次，占全国突出总次数的15.14%。,晚侏罗早白垩世煤层瓦斯区域分布特征,晚侏罗一早白垩世含煤地层主要分布于东北地区辽、吉、黑3省和内蒙古东部，多为分散而成群的小型含煤盆地，大大小小有上百个。煤炭资源总量有8000余亿t，其中最大的为海拉尔一二连盆地，煤炭资源量2000亿t。煤化程度:在内蒙东部大兴安岭主要为低变质烟煤，以褐煤为主，瓦斯赋存量较低;在松辽盆地及其附近地带主要为中变质烟煤，加上煤系岩性中有大量的火山碎屑物质，厚度大，封闭性能较好;在黑龙江鸡西、双鸭山等煤田以中、高变质烟煤为主，煤层瓦斯生成和保存条件都较好。,2.6.4 晚侏罗早白垩世煤层瓦斯区域 分布特征,晚侏罗一早白垩世含煤地层共有5个高瓦斯带。分别是黑龙江的三江一穆棱、吉林的营城一长春、蛟河一辽源，辽宁的铁岭一阜新和大兴安岭东侧高瓦斯带(图238)。晚侏罗一早白垩世含煤地层有高瓦斯矿井108对，占全国总数的13.1%，主要分布在以上5个高瓦斯带中;有煤与瓦斯突出矿井17对，占全国总数的6.2%;发生煤与瓦斯突出926次，占全国突出总次数的8.85%。,2.6.5 第三纪煤层瓦斯区域分布特征,第三纪含煤地层可分为老第三纪和新第三纪。老第三纪煤层主要分布于我国东部滨太平洋沿海地区，少数隐伏于东海、南海水域之下;新第三纪含煤地层主要分布在滇西、滇东和台湾地区。煤化程度以褐煤为主，也有局部范围受岩浆热变质作用为低中变质烟煤。分布于敦化一密山断陷盆地中的抚顺、梅河口等煤田的老第三纪煤层受岩浆热变质作用为长焰煤、气煤，煤层瓦斯含量较高。台湾的新第三纪石底组、木山组和南庄组煤层受岩浆热变质作用为低、中变质烟煤。广东茂名、广西百色煤田老第三纪煤中含有油气和油页岩，使得矿井为高瓦斯涌出。第三纪煤炭资源总量200亿t，有18对高瓦斯矿井，占全国总数的2.2%;有煤与瓦斯突出矿井4对，共发生突出17次。以上数据均不包括台湾。,2.7 中国煤层高瓦斯赋存、高瓦斯涌出量 区域分布规律,（1）以深成煤化作用为主的中、高变质烟煤、无烟煤带，又是地层连续沉积的拗陷带，控制了煤层高瓦斯赋存、高瓦斯涌出量分布区、分布带。属于这种类型的有山西沁水盆地石炭二叠纪煤层；鄂尔多斯盆地东缘石炭二叠纪煤层；东北松嫩盆地晚侏罗早白垩世煤层；四川盆地龙潭组和须家河组煤层；川南、黔西（六盘水等地）滇东龙潭组煤层；湘中、湘南测水组和龙潭组煤层。（2）以深成煤化作用为主的中、高变质烟煤、无烟煤带，构造上以挤压作用为主，控制了煤层高瓦斯赋存，高瓦斯涌出量分布带。属于这种类型的有太行山东麓山西组煤层，如焦作、鹤壁、安阳等煤田，阳泉煤田也属于此类；豫西平顶山、宜洛、荥巩等煤田的山西组、下石盒子组煤层；淮南煤田二叠纪煤层等。,2.7 中国煤层高瓦斯赋存、高瓦斯涌出量 区域分布规律,（3）以岩浆热变质煤化作用为主的中、高变质烟煤、无烟煤带（超高变质无烟煤除外），构造上以挤压、褶皱、逆冲推覆为主，控制了煤层高瓦斯赋存、高瓦斯涌出量分布带。属于这种类型的有华北板块北缘隆起带早、中侏罗世煤层，由西至东包头、下花园、北票等矿区；东北地区鸡西、双鸭山等煤田晚侏罗早白垩世煤层；华南地区萍乡乐平一带的安源组煤层；粤北南岭等矿区的艮口群煤层。,2.7 中国煤层高瓦斯赋存、高瓦斯涌出量 区域分布规律,（4）以含有多层油页岩为特征的早第三纪煤层，分别有东北地区抚顺、梅河口早第三纪煤层；华南地区茂名煤田、百色煤田早第三纪煤层。（5）以含有油气涌出为特征的矿区，鄂尔多斯盆地南部焦坪等矿区早、中侏罗世煤层。,2.8 中国煤层低瓦斯赋存、低瓦斯涌出量区域分布规律,（1）以强风化剥蚀作用为主控制的煤层低瓦斯赋存、低瓦斯涌出量分布区、分布带。属于这种类型的有鲁淮断隆控制的山东、苏北石炭二叠纪煤层低瓦斯分布区，石炭二叠纪煤层形成后，隆起的早、隆起的时间长，瓦斯大量释放；东北地区大兴安岭隆起带晚侏罗早白垩世煤层，煤层形成不久大兴安岭隆起，煤化程度低，距地表浅；西北地区早、中侏罗世煤层，大范围的低瓦斯涌出矿井，与中、新生代以来受印度板块快速北进，青藏及其一系列山系隆起引起的煤层距地表浅、遭受强风化剥蚀作用有关。华北板块靠近北缘隆起带的石炭二叠纪煤层，如内蒙准格尔等煤田也属于此类型。,2.8 中国煤层低瓦斯赋存、低瓦斯涌出量区域分布规律,（2）以拉张活动为主控制的煤层低瓦斯赋存、低瓦斯涌出分布区、分布带。属于这种类型的有下辽河华北盆地石炭二叠纪煤层；汾渭盆地石炭二叠纪煤层等。（3）以浅海碳酸盐岩相沉积为主的石炭二叠纪煤层，由于含煤地层中岩溶裂隙发育，致使煤层瓦斯大量逸散，控制了煤层的低瓦斯赋存和低瓦斯涌出。属于这种类型的最典型的是广西合山等煤田的合山组煤层；黔东、湘西、鄂西南等地的吴家坪组煤层；华北地区有关煤田中的太原组煤层的低瓦斯赋存、低瓦斯涌出，也是此因。,2.8 中国煤层低瓦斯赋存、低瓦斯涌出量区域分布规律,（4）超高变质无烟煤低瓦斯带。属于这种类型的有华北地区京西煤田；华南地区闽西、粤东等地高阶无烟煤。（5）晚第三纪、早第三纪褐煤低瓦斯赋存、低瓦斯涌出分布带。属于这种类型的有滇西新第三纪褐煤；广西南宁、扶绥、明江等地老第三纪褐煤；东北地区沈北等煤田老第三纪褐煤，依兰煤田老第三纪长焰煤等,2.9 地质构造演化,一般把从晚二叠世开绐到三叠纪末期的地质构造事件，都统称为印支期构造事件。印支期是华北板块和扬子板块沉积盖层第一次大范围的褶皱事件。都是轴向近东西的，大致走向为NW300SE120左右的。在华北地区，褶皱变形相当微弱。最大主压应力轴的（1）优先产状为SE174。在南北缩短作用下，近南北向的古弱化带此时呈现出走滑断层的活动，如郯城庐江左行走滑断层带。,印支期（257205Ma）构造演化,从印支期，华北板块与扬子板块碰撞，在郯城断裂所在的位置，于郯城庐江之间，扬子板块向华北板块最先俯冲，并形成了徐淮前陆褶皱冲断带（徐淮弧形构造带），宿县矿区西寺坡断裂、宿东向斜就是位于徐淮褶皱冲断带的南翼。,印支期（257205Ma）构造演化,印支期，扬子板块与华北板块碰撞拼接，大别山造山带隆起，由南向北挤压，华北板块内早先的古构造活动带重新活动，蚌埠一带，新的东西向隆起再度形成。蚌埠隆起南带受到的挤压作用，南带褶皱隆起，风化剥蚀作用强于北带。,印支期（257205Ma）构造演化,我国许多地质工作者把早侏罗世到早白垩世早期的构造事件定义为燕山期。燕山期，侏罗纪NENNE向构造是以挤压为主的，形成NENNE向褶皱，逆断层带，NWW向带主要为走滑的正断层，岩浆活动以钙碱性系列为主；而白垩纪的NE向构造则以拉张为主的，形成NENNE向正断层带，褶皱主要以NWW为主，岩浆活动则以富碱的、酸性系列为特征的。,2.9.2.燕山期（205135Ma）构造演化,燕山期板内变形的典型特征，也即新华夏构造体系，为形成的系列NNE或NE向纵弯褶皱、逆断层或逆掩断层，NWNWW向的横张断层或走滑断层。燕山期的褶皱轴向可以随时间而变化，早侏罗世末期的轴向一般为NEE向；中侏罗世未期常为NE向；晚侏罗世末期主要为NNE向。,2.9.2.燕山期（205135Ma）构造演化,在印支期发育的近东西向逆断层，到燕山期，转变为以走滑正断层为主的特征。在燕山期上述近东西向的断层与区域最大主压应力方向几乎平行，受到NWWSEE向的缩短和NNESSW的伸展作用，都表现为正断层的活动，并略带走滑。,2.9.2.燕山期（205135Ma）构造演化,按时间顺序，从早到晚，构造线呈现为逆时针的转动，反映了华北板块的逆时针旋转。燕山期中国大陆构造应力场是以NWWSEE向近水平的缩短作及其派