突出煤层宏观裂隙特征研究.pdf
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1、煤 炭工程师1 9 9 8 年第 2 期 C OA L E C m No 2 1 9 9 8 一 突出煤层宏观裂隙特征研究 中国矿业大学北京研究生部鄣德勇 平 顶山 煤业( 集团 ) 有限 责 任公司 刘 磊下 焕中 一 7 7 ; 弓 。 究的基础上 , 探讨 了突出煤层 中裂隙发育规律及其影响因素。 关 键 词 盟 习 亲 一 f 小 l 引 言 分 析 ; 1 ) 晾 方 位 在地质介质 中从流体渗流的角度看岩石 中除了可渗透的孔隙通道外, 还有各种尺度 不同的裂隙、 节理 、 层理 、 破裂面、 断裂面等面 状流体通道 , 正是这个 原因导致了岩体渗透 率可增长 8 个数量级_ 1 1
2、 , 因此 , 对岩石中裂晾 的研究是研究岩石孔隙度 和渗透率的重要组 成部分 油气地质工作者在评价储层的性能 时, 对岩层 中的裂隙特征及发育规律进行 了 广泛研究 2。煤层中裂隙的成 因、 几何特 征 和分布规律 的定量研究 , 对认识裂晾在瓦斯 运移和富集中的作用及突出预测和煤层气开 发有重要价值, 以平顶山矿区突出煤层为例 , 对突出煤层 中裂隙的特征及分布规律进行了 如下研究。 2 煤层中裂隙的特征 根据裂隙在煤层中的发育情况可分为个 体结构和系统结构两类 : 个 体结构是指煤层 中的单个裂隙, 其发育的规律性较差; 系统结 构指 以固定方向产出的裂隙, 成组发育, 往往 几组相互交
3、切形成网状 , 系统结构裂隙多 为 构造成因。相 比之下后者有较好的连通性 , 而前者发育广泛, 规模虽小但数量极大 , 在煤 层孔隙度中占有更大的比重。根据裂隙发育 程度及几何形状特征 , 从以下六个方面进 行 裂晾方位指裂晾在平 面上 的延伸 方向。 个体结构裂隙由于成因复杂规模小 , 其 发育 方位规律性差, 从煤层剖面上的统计结果看 , 个体裂隙没有固定的优选方位 , 随统计 区段 变化 , 受工程因素影响严 重。系统结构 裂隙 有明显的优选方位 在给定区域内有一组或 两组相对发育的裂隙, 与矿井构造有 一定几 何组合关系。 ( 2 )裂晾倾角 裂隙倾角指裂隙与水平面的夹角。对不 同煤
4、层中 1 0 0条裂隙倾角的统计表明( 表 1 ) , 裂晾倾角以大于 6 0 的为主 , 其原因是煤层中 的裂隙在剖面上能看到的大部分是工程因素 或煤层受压形成 的, 其方 向与上覆地层 的压 力方向近似平行 , 主要为张裂隙。 裹 1 煤层中裂陬倾角分布统计 维普资讯 煤炭工程师1 9 9 8年第 2期 C OA L E N G 皿R N 0 2 1 9 9 8 ( 3 )裂隙高度 裂 隙高度也就是裂隙在剖面上的切割长 度。根据裂 隙在煤层中的切割情况可分为层 内裂隙和穿层裂 隙。统计表 明, 煤层 中的个 体结构裂隙多 为层 内裂 隙 , 而以构造成 因为 主的系统结 构裂 隙往往切割长
5、度大 , 成为穿 层裂隙。由此可见, 构造裂隙使更多的孔隙 相连通 , 在断层附近构造裂隙发 育的地方造 成煤层瓦斯易于流动和相对富集。 ( 4 )裂隙长度 裂隙长度指裂隙在层面方向的延伸距 离, 统计表明, 剖面上看到的数量很多的个体 结构裂隙长度往往很小 , 一般在几厘米到 1 m 左右, 而系统裂隙可达几米, 有时达 l o re以 上。煤层中裂隙长度 以某一方向较 为发育 , 另一组相对不发育。 ( 5 )裂隙宽度 裂隙宽度即裂隙的缝宽, 由于煤层中裂 隙的面多不平整 , 因而, 测量中有较 大误 差, 通常宽度低于 0 5 m m的裂 隙是不易测量 的。 建议以煤层中裂隙中部的宽度代
6、表裂隙宽 度。对煤层 中裂隙宽度的观测 结果 表明, 同 一 组裂隙的宽度与其长度呈比例增长, 而且 在断层附近明显加大。裂隙宽度不仅是描述 其规模的重要因素, 而且是对孔隙度和渗透 率定量研究的重要数据。 ( 6 )裂隙密度 裂隙线密度简称裂隙密度, 是单位距 离 内裂隙发 育的条数 。在煤层 的剖面 上统 计 时 , 裂隙密度包括各种成因的裂隙 , 线密度较 大 ; 在煤层层面上统计时 , 由于有些裂隙未切 穿煤岩分层 , 裂隙密度值相对低一些。若要 对某一方向或某种特征的裂隙密度统计 , 其 线密度会更小, 在煤 层剖 面中统计到的主要 为个体结构裂隙。 3 裂隙发育规律及影响因素 (
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- 关 键 词:
- 突出 煤层 宏观 裂隙 特征 研究
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