构造煤及瓦斯控制-新资料
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构造煤的超微观结构特征进一步反映了构造应力对煤 层的破坏。煤体在超微观结构上表现出的碎裂结构和板 状结构，不仅使煤体增加了孔隙空间和内表面积，为瓦 斯的储集提供了条件，而且也极大地降低了煤体的强度 ，减小了突出所需要的能量。
2.2 构造煤受构造逐级控制
煤层瓦斯的赋存和构造煤分层破坏程度和厚度分布均 受构造控制。张子敏（1998）论述了煤与瓦斯突出危险 区的分布特征，发现深层构造陡变带、深层断裂带、推 覆构造带、强变形带控制了中国众多的煤与瓦斯突出矿 区和矿井的分布，实际上，这些地带都是区域构造挤压 、剪切应力集中带和构造变形最强烈的地带，它常是煤 层瓦斯富集带，也是构造煤发育的部位。如沿华北盆地 北缘天山—赤峰深层活动断裂带上分布有包头、下花园 、北票等高突矿区。沿华北盆地南缘龙首山—固始深层 活动断裂带上分布有靖远、宜洛、平顶山、淮南等高突 矿区。沿太行山活动断裂带上分布有焦作、鹤壁、安阳 、邯郸、峰峰等高突矿区。
2001～2005年，全国煤矿共发生事故18514起，死亡 31064人，平均每年发生各类事故约3702起，死亡约6213 人。
2001～2005年，在全国煤矿一次死亡3人以上重特大事故 中，瓦斯事故平均每年发生206起，占62.3％，居第一位
据《煤矿安全生产“十一五”规划》国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局， 2006.4
未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世
界进军。
---爱因斯坦
1. 2 内容及方法（2）
一种对比：构造煤和原生结构煤
1. 2 内容及方法（3）
两
条
主
线
： 煤
Coal
岩
组
成
和
煤
化
程
度
Macerals
Romax%
Rank
Structure
1. 2 内容及方法（4）
宏观
微观
பைடு நூலகம்
分子级
主要内容
1 引言 2 构造煤成因与分布 3 构造煤结构演化的力化学作用 4 以构造煤为核心的煤与瓦斯突出预
测理论
2 构造煤的成因
2.1 构造煤是挤压、剪切作用的产物
河南理工大学瓦斯地质研究所以地质观点开展煤与瓦斯 突出研究，从现场获得的大量事实可知：煤与瓦斯突出与地 质因素密切关系，大多数瓦斯突出都发生在地质构造破坏带 ，即强烈挤压、剪切作用形成的构造煤。 借助电子显微镜观察，构造煤中的碎粒和糜棱煤（其中糜棱 煤占多数），在较低放大倍数（数十至数百倍）下表现出的 一个共有特征是具有网络状结构，所谓网络状结构，是指由 许多白色或灰白色的长短不等、宽窄不同、弯弯曲曲、彼此 交织在一起的网纹所构成的似经络状的图案。多数构成网络 状的网纹在高放大倍数时可以逐渐观察清楚。它们实质上属 于多组互相交切的微裂隙或无数细小煤粒间的缝隙。这是煤 体遭受构造应力破坏后在微观上的一种表现形式。
（1）与煤层产状一致的顺煤层剪切带 这种大规模的顺煤剪切带的走向、倾向和倾角和煤层 是近于一致的。形成大规模的构造煤。剪切带沿煤层发 育，其位置可以在煤层上部，煤层下部，煤层中部或者 整个煤层，其发育层位表现为一个顺层剪切煤层破坏带 ．一个煤层中可以发育一条剪切带，也可以是多条．在 后一种情况下，剪切带可以相互交织，形成比较复杂的 滑面结构。
2.1 构造煤是挤压、剪切作用的产物
煤层受构造应力作用，在脆性碎裂的情况下常形成角 砾状构造，在塑性条件下，常出现板状构造和片状构造 。在扫描电镜下，构造煤的显微角砾状构造和团粒状结 构是脆性变形的表现特点。而定向排列、鳞片状、揉皱 镜面等多属塑性变形的特征。现在我们看到的煤层是多 种应力综合作用的结果，所反映的应力性质、大小、快 慢等也多属综合体现。
板块构造运动
区域构造演化 矿区构造 矿井构造
高突矿区、突出矿井
构造挤压、剪切高应力带
高能瓦斯
构造煤
瓦斯突出煤体
构造逐级控制
板缘活动带 造山带
深层构造陡变带 深层断裂活动带 逆冲推覆构造带
强变形带带
2.3 顺煤层剪切带——构造煤分布范围广
顺煤层剪切带是指沿煤层发育的，剪切面与煤层以小 角度相交或者近于平行的剪切带。它是层面断层 (beding fualts)或顺层断层的一种，过去称之为顺层 滑动构造(彭立世，陈凯德1989)和顺煤层断层(曹运兴 ，彭立世，侯泉林，1993)。
2.1构造煤是挤压、剪切作用的产物
构造煤受应力作用发生碎裂、碎裂情况随着构造 应力的性质、大小、快慢而不同，应力的性质基本 上有张、压、扭3种应力不是孤立的，而是互相联 系的，只是有主、次、大小，分布范围的差异。条 件不一样，对煤体的破坏影响就有差别，应力作用 的快和慢，产生的现象也不相同。应力作用快，致 使煤体发生脆性破裂，粘塑性的物质可以变为脆性 物质，反之，脆性物质也可产生塑性变形。
构造煤及瓦斯控制
主要内容
1 引言 2 构造煤成因与分布 3 构造煤结构演化的力化学作用 4 以构造煤为核心的煤与瓦斯突出预
测理论
主要内容
1 引言 2 构造煤成因与分布 3 构造煤结构演化的力化学作用 4 以构造煤为核心的煤与瓦斯突出预
测理论
1. 1 构造煤研究意义（1）
➢我国煤矿安全形势严峻，瓦斯灾害严重
煤是温度、应力作用敏感的岩石
现代科学研究在三个层次上齐头并进 关爱生命、关心地球、关注宇宙
1. 1 构造煤研究意义（4）
2 构造煤储量丰富 应用前景广泛
我国杨子板块、华北板块的边缘的煤层都为 构造煤。
构造煤的特殊形态（粉末状、片状）、结构、 吸附性能，决定着它有特殊的用途。 （天生我才必有用）
1. 1 构造煤研究意义（5）
1. 1 构造煤研究意义（2）
➢构造煤研究是煤矿瓦斯治理和煤层 气开发的基础
低透气性、低强度、高吸附性和快速解吸能力
构造煤赋存复杂，控制着瓦斯突出危险 性 构造煤研究是瓦斯地质的核心 构造煤是瓦斯灾害防治与瓦斯开发利用 的难题
1. 1 构造煤研究意义（3）
构造煤研究是研究地球中应力作用的桥梁 温度、压力和时间是地球物质演化的主导因 素，尤其，压力的作用是目前科学家关注的 热点和难点
3 构造煤研究是研究地球中压力作用的桥梁
现代科学研究在三个层次上齐头并进 关爱生命、关心地球、关注宇宙 温度、压力和时间是地球物质演化的主导 因素，尤其，压力的作用是目前科学家关 注的热点和难点 煤是温度、压力敏感的岩石
1. 2 内容及方法（1）
本论文以构造煤为研究核心，以煤 化程度、煤岩组成和构造煤为线索， 通过对比分析的方法，运用构造控 制和力化学理论，在宏观、显微和 分子级三个水平上研究构造煤结构 演化规律，探讨构造煤的成因机制
2.2 构造煤受构造逐级控制
煤层瓦斯的赋存和构造煤分层破坏程度和厚度分布均 受构造控制。张子敏（1998）论述了煤与瓦斯突出危险 区的分布特征，发现深层构造陡变带、深层断裂带、推 覆构造带、强变形带控制了中国众多的煤与瓦斯突出矿 区和矿井的分布，实际上，这些地带都是区域构造挤压 、剪切应力集中带和构造变形最强烈的地带，它常是煤 层瓦斯富集带，也是构造煤发育的部位。如沿华北盆地 北缘天山—赤峰深层活动断裂带上分布有包头、下花园 、北票等高突矿区。沿华北盆地南缘龙首山—固始深层 活动断裂带上分布有靖远、宜洛、平顶山、淮南等高突 矿区。沿太行山活动断裂带上分布有焦作、鹤壁、安阳 、邯郸、峰峰等高突矿区。
2001～2005年，全国煤矿共发生事故18514起，死亡 31064人，平均每年发生各类事故约3702起，死亡约6213 人。
2001～2005年，在全国煤矿一次死亡3人以上重特大事故 中，瓦斯事故平均每年发生206起，占62.3％，居第一位
据《煤矿安全生产“十一五”规划》国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局， 2006.4
未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世
界进军。
---爱因斯坦
1. 2 内容及方法（2）
一种对比：构造煤和原生结构煤
1. 2 内容及方法（3）
两
条
主
线
： 煤
Coal
岩
组
成
和
煤
化
程
度
Macerals
Romax%
Rank
Structure
1. 2 内容及方法（4）
宏观
微观
பைடு நூலகம்
分子级
主要内容
1 引言 2 构造煤成因与分布 3 构造煤结构演化的力化学作用 4 以构造煤为核心的煤与瓦斯突出预
测理论
2 构造煤的成因
2.1 构造煤是挤压、剪切作用的产物
河南理工大学瓦斯地质研究所以地质观点开展煤与瓦斯 突出研究，从现场获得的大量事实可知：煤与瓦斯突出与地 质因素密切关系，大多数瓦斯突出都发生在地质构造破坏带 ，即强烈挤压、剪切作用形成的构造煤。 借助电子显微镜观察，构造煤中的碎粒和糜棱煤（其中糜棱 煤占多数），在较低放大倍数（数十至数百倍）下表现出的 一个共有特征是具有网络状结构，所谓网络状结构，是指由 许多白色或灰白色的长短不等、宽窄不同、弯弯曲曲、彼此 交织在一起的网纹所构成的似经络状的图案。多数构成网络 状的网纹在高放大倍数时可以逐渐观察清楚。它们实质上属 于多组互相交切的微裂隙或无数细小煤粒间的缝隙。这是煤 体遭受构造应力破坏后在微观上的一种表现形式。
（1）与煤层产状一致的顺煤层剪切带 这种大规模的顺煤剪切带的走向、倾向和倾角和煤层 是近于一致的。形成大规模的构造煤。剪切带沿煤层发 育，其位置可以在煤层上部，煤层下部，煤层中部或者 整个煤层，其发育层位表现为一个顺层剪切煤层破坏带 ．一个煤层中可以发育一条剪切带，也可以是多条．在 后一种情况下，剪切带可以相互交织，形成比较复杂的 滑面结构。
2.1 构造煤是挤压、剪切作用的产物
煤层受构造应力作用，在脆性碎裂的情况下常形成角 砾状构造，在塑性条件下，常出现板状构造和片状构造 。在扫描电镜下，构造煤的显微角砾状构造和团粒状结 构是脆性变形的表现特点。而定向排列、鳞片状、揉皱 镜面等多属塑性变形的特征。现在我们看到的煤层是多 种应力综合作用的结果，所反映的应力性质、大小、快 慢等也多属综合体现。
板块构造运动
区域构造演化 矿区构造 矿井构造
高突矿区、突出矿井
构造挤压、剪切高应力带
高能瓦斯
构造煤
瓦斯突出煤体
构造逐级控制
板缘活动带 造山带
深层构造陡变带 深层断裂活动带 逆冲推覆构造带
强变形带带
2.3 顺煤层剪切带——构造煤分布范围广
顺煤层剪切带是指沿煤层发育的，剪切面与煤层以小 角度相交或者近于平行的剪切带。它是层面断层 (beding fualts)或顺层断层的一种，过去称之为顺层 滑动构造(彭立世，陈凯德1989)和顺煤层断层(曹运兴 ，彭立世，侯泉林，1993)。
2.1构造煤是挤压、剪切作用的产物
构造煤受应力作用发生碎裂、碎裂情况随着构造 应力的性质、大小、快慢而不同，应力的性质基本 上有张、压、扭3种应力不是孤立的，而是互相联 系的，只是有主、次、大小，分布范围的差异。条 件不一样，对煤体的破坏影响就有差别，应力作用 的快和慢，产生的现象也不相同。应力作用快，致 使煤体发生脆性破裂，粘塑性的物质可以变为脆性 物质，反之，脆性物质也可产生塑性变形。
构造煤及瓦斯控制
主要内容
1 引言 2 构造煤成因与分布 3 构造煤结构演化的力化学作用 4 以构造煤为核心的煤与瓦斯突出预
测理论
主要内容
1 引言 2 构造煤成因与分布 3 构造煤结构演化的力化学作用 4 以构造煤为核心的煤与瓦斯突出预
测理论
1. 1 构造煤研究意义（1）
➢我国煤矿安全形势严峻，瓦斯灾害严重
煤是温度、应力作用敏感的岩石
现代科学研究在三个层次上齐头并进 关爱生命、关心地球、关注宇宙
1. 1 构造煤研究意义（4）
2 构造煤储量丰富 应用前景广泛
我国杨子板块、华北板块的边缘的煤层都为 构造煤。
构造煤的特殊形态（粉末状、片状）、结构、 吸附性能，决定着它有特殊的用途。 （天生我才必有用）
1. 1 构造煤研究意义（5）
1. 1 构造煤研究意义（2）
➢构造煤研究是煤矿瓦斯治理和煤层 气开发的基础
低透气性、低强度、高吸附性和快速解吸能力
构造煤赋存复杂，控制着瓦斯突出危险 性 构造煤研究是瓦斯地质的核心 构造煤是瓦斯灾害防治与瓦斯开发利用 的难题
1. 1 构造煤研究意义（3）
构造煤研究是研究地球中应力作用的桥梁 温度、压力和时间是地球物质演化的主导因 素，尤其，压力的作用是目前科学家关注的 热点和难点
3 构造煤研究是研究地球中压力作用的桥梁
现代科学研究在三个层次上齐头并进 关爱生命、关心地球、关注宇宙 温度、压力和时间是地球物质演化的主导 因素，尤其，压力的作用是目前科学家关 注的热点和难点 煤是温度、压力敏感的岩石
1. 2 内容及方法（1）
本论文以构造煤为研究核心，以煤 化程度、煤岩组成和构造煤为线索， 通过对比分析的方法，运用构造控 制和力化学理论，在宏观、显微和 分子级三个水平上研究构造煤结构 演化规律，探讨构造煤的成因机制