《瓦斯地质区划及瓦斯地质变量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《瓦斯地质区划及瓦斯地质变量（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划v19821982年焦作矿业学院通过对湘、赣、豫三省瓦年焦作矿业学院通过对湘、赣、豫三省瓦斯地质调查，提出了斯地质调查，提出了“瓦斯地质区划论瓦斯地质区划论”q7.17.1煤与瓦斯突出级别划分煤与瓦斯突出级别划分1.1.1.1.按煤层突出区域特征按煤层突出区域特征按煤层突出区域特征按煤层突出区域特征普突：一个井田内每个采区均有突出危险性。普突：一个井田内每个采区均有突出危险性。局突：一个井田内个别采区具有突出危险性局突：一个井田内个别采区具有突出危险性7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划2.2.2.2.按突出严重程度和分布范围按突出严重程度和分布范围按突出严重程度和分布范围
2、按突出严重程度和分布范围严重程度严重程度分布级别分布级别突出突出非突出非突出严重突出严重突出一般突出一般突出突突出出区区煤田煤田或矿或矿区区煤田内多数矿区发生突出，突出煤田内多数矿区发生突出，突出矿井密集，突出强度大，始突深矿井密集，突出强度大，始突深度小度小煤田内仅个别矿区或煤田内仅个别矿区或矿井突出，突出强度矿井突出，突出强度小，始突深度大小，始突深度大尚未发生尚未发生过突出的过突出的煤田、矿煤田、矿区、井田区、井田或井田内或井田内块段块段井井田田井田始突深度以下大面积范围存井田始突深度以下大面积范围存在突出危险，具有突出危险煤层在突出危险，具有突出危险煤层多，频率大，强度大，或特大型多，
3、频率大，强度大，或特大型突出突出始突深度大，具有突始突深度大，具有突出危险范围小，突出出危险范围小，突出点稀，强度小点稀，强度小突出带突出带井田范围内突出点密集、突出强井田范围内突出点密集、突出强度大及特大型突出部位度大及特大型突出部位井田范围内突出点稀、井田范围内突出点稀、突出强度小及无特大突出强度小及无特大型突出，以小型突出型突出，以小型突出为主为主突出点突出点发生或具有突出危险地段，按强度分：特大型、大型、次发生或具有突出危险地段，按强度分：特大型、大型、次大型、中型、小型大型、中型、小型7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划q7.27.2瓦斯分布和突出分布不均衡性瓦斯分布和突出分布不均衡性v豫西
4、各煤田瓦斯分布呈明显条豫西各煤田瓦斯分布呈明显条带状分布，由南向北增大。带状分布，由南向北增大。v陕渑、宜洛、临汝、平顶山一陕渑、宜洛、临汝、平顶山一线为低瓦斯区。线为低瓦斯区。v禹县北部，登封、偃龙、新安禹县北部，登封、偃龙、新安以北为高瓦斯区。以北为高瓦斯区。v太行山东麓的安阳、鹤壁、焦太行山东麓的安阳、鹤壁、焦作突出严重。作突出严重。豫西煤田瓦斯豫西煤田瓦斯与煤质分带图与煤质分带图7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划q7.37.3瓦斯地质区划论瓦斯地质区划论1.1.1.1.基本观点基本观点基本观点基本观点（1 1）瓦斯分布和突出分布是不均衡的，具有分区分）瓦斯分布和突出分布是不均衡的，具有分区分
5、带特点。带特点。（2 2）这种分区分带与地质条件关系密切，并受地质）这种分区分带与地质条件关系密切，并受地质因素制约。因素制约。（3 3）瓦斯突出分布具有分级控制特点，不同级别突）瓦斯突出分布具有分级控制特点，不同级别突出区域影响因素不同，突出预测的地质指标应出区域影响因素不同，突出预测的地质指标应分级使用。分级使用。7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划2.2.2.2.基本原则基本原则基本原则基本原则区划是将影响瓦斯赋存和瓦斯突出的各种地质因素进行区划是将影响瓦斯赋存和瓦斯突出的各种地质因素进行对比分析，找出空间上和时间上的异同点，按一定标志进行对比分析，找出空间上和时间上的异同点，按一定标志进行综合
6、，划分不同级别区域，联系瓦斯赋存和突出区，找出二综合，划分不同级别区域，联系瓦斯赋存和突出区，找出二者联系。者联系。（1 1）瓦斯地质区划是针对一定区域进行。）瓦斯地质区划是针对一定区域进行。（2 2）采区统一的划分标准（瓦斯、地质指标一致）。）采区统一的划分标准（瓦斯、地质指标一致）。（3 3）瓦斯地质单元边界确定（构造边界等）。）瓦斯地质单元边界确定（构造边界等）。（4 4）瓦斯地质区划应与瓦斯地质图同时进行。）瓦斯地质区划应与瓦斯地质图同时进行。7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划 3. 3.区划参数区划参数 区划的参数包括：褶皱变形系数、煤区划的参数包括：褶皱变形系数、煤厚标准差、揉皱系数、围
7、岩透气性、瓦厚标准差、揉皱系数、围岩透气性、瓦斯涌出量和瓦斯突出的分带等。斯涌出量和瓦斯突出的分带等。7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划q7.47.4应用实例应用实例 内蒙古自治区煤变质及瓦斯分带图内蒙古自治区煤变质及瓦斯分带图煤种及瓦斯分带界线省界线 市 镇 低沼气矿井高沼气矿井国 界嘉峪关阿拉善右旗银川渤海湾包头呼市张家口承德赤峰通辽白城西乌旗东乌旗齐齐哈尔牙克石满洲里低变质中及高变中质变低质低瓦斯带带斯瓦瓦斯带低二连煤煤变变质质程程度度瓦瓦斯斯分分带带1.1.1.1.对省对省对省对省( ( ( (区区区区) ) ) )进行瓦进行瓦进行瓦进行瓦斯地质区划斯地质区划斯地质区划斯地质区划7 瓦斯地质
8、区划瓦斯地质区划 2.2.2.2.对矿区对矿区对矿区对矿区( ( ( (煤田煤田煤田煤田) ) ) )进行瓦进行瓦进行瓦进行瓦斯地质区划斯地质区划斯地质区划斯地质区划 影响瓦斯赋存、分布影响瓦斯赋存、分布因素主要是围岩透气性、因素主要是围岩透气性、煤层厚度。煤层厚度。 选取勘探和开采阶段选取勘探和开采阶段的瓦斯含量作为瓦斯地质的瓦斯含量作为瓦斯地质区划指标。区划指标。湖南白沙矿区湖南白沙矿区瓦斯区划图瓦斯区划图7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划 3.3.3.3.对井田进行瓦斯地质区划对井田进行瓦斯地质区划对井田进行瓦斯地质区划对井田进行瓦斯地质区划 褶皱构造发育，煤层剖面和平面变形讨论。褶皱构造发育
9、，煤层剖面和平面变形讨论。 褶皱程度取决于岩层形变程度，剖面变形数可以反映某一褶皱程度取决于岩层形变程度，剖面变形数可以反映某一剖面上煤（岩）层的变形程度，但不能很好地反映研究区内煤剖面上煤（岩）层的变形程度，但不能很好地反映研究区内煤（岩）层在三维空间上的变形特征。虽然不同剖面上的变形系（岩）层在三维空间上的变形特征。虽然不同剖面上的变形系数可以显示横向上褶皱复杂程度的变化，但对总体变形程度的数可以显示横向上褶皱复杂程度的变化，但对总体变形程度的反映是较粗略的。因此，我们重点讨论平面变形系数的有关问反映是较粗略的。因此，我们重点讨论平面变形系数的有关问题。题。7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划 平
10、面变形系数平面变形系数平面变形系数平面变形系数K K K Kp p p p+80+70+60+50+40L1L2L3Kp值计算方法示意图值计算方法示意图式中式中 K Kp p平面变形系数；平面变形系数； hh相邻等高线的标高差，相邻等高线的标高差，m m； L L1 1靠近计算单元中心的等高线靠近计算单元中心的等高线在单元内的实际长度，在单元内的实际长度，m m； L L2 2靠近计算单元中心的等高线靠近计算单元中心的等高线在单元内的割线长度，在单元内的割线长度，m m； L L3 3计算单元中心处两条等高线计算单元中心处两条等高线间的平距，间的平距，m m。7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划底板等
11、高线1995001995001995004100040000N-100-200-300-4000.751.002.003.000.751.001.251.00鸦雀鸦岩扭转带鱼塘角扭折带F1构造带Kp等值线鱼田堡煤矿鱼田堡煤矿6号煤层底板等高线及号煤层底板等高线及Kp等值线等值线7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划 采用采用“滑动窗口法滑动窗口法”计算了每一个网格（计算了每一个网格（200m200m200m200m）交点上的交点上的K Kp p值，采用值，采用0.250.25的间距，勾绘了的间距，勾绘了6 6号煤层号煤层K Kp p等值线。等值线。从从K Kp p等值线和突出点分布情况来看，等值线和突出
12、点分布情况来看，6 6号煤层突出危险性随号煤层突出危险性随K Kp p值增高而增大。除井田中部以断裂为主的值增高而增大。除井田中部以断裂为主的F F1 1构造带需单独构造带需单独分析外，几乎所有突出点都落在分析外，几乎所有突出点都落在K Kp p值大于值大于1.01.0的范围内，的范围内，1.01.0的等值线所圈定的范围可预测为突出危险区域。的等值线所圈定的范围可预测为突出危险区域。 6 6号煤层突出严重，突出分布与构造复杂程度表现出明号煤层突出严重，突出分布与构造复杂程度表现出明显的一致性，已发生的显的一致性，已发生的167167次突出都集中在井田内三个构造次突出都集中在井田内三个构造破坏带
13、。破坏带。7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划4.4.4.4.其它瓦斯地质区划指标其它瓦斯地质区划指标其它瓦斯地质区划指标其它瓦斯地质区划指标（1 1）倾角标准差）倾角标准差反映煤层倾角变化大小，褶曲发育情况反映煤层倾角变化大小，褶曲发育情况S-S-倾角标准差；倾角标准差；X Xi i- -每一个测量点的倾角；每一个测量点的倾角；X-X-统计单元平均倾角；统计单元平均倾角；n-n-观测点个数。观测点个数。（2 2）煤厚标准差）煤厚标准差反映煤层厚度变化大小反映煤层厚度变化大小S Sm m- -煤厚标准差；煤厚标准差；S Smimi- -每一个测量点的煤厚；每一个测量点的煤厚； - -统计单元平均煤厚；
14、统计单元平均煤厚；n-n-观测点个数。观测点个数。21)(11XXnSnii-=7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划 （3 3）揉皱系数）揉皱系数K KL0L0-揉皱系数；揉皱系数；m m2 2 -二类煤结构厚度；二类煤结构厚度；m m3-43-4-统计单元平均倾角；统计单元平均倾角；M-M-煤层总厚度。煤层总厚度。（4 4）小断层密度）小断层密度 统计单元内，单位面积或长度上小断层条数，反映裂隙构造发育统计单元内，单位面积或长度上小断层条数，反映裂隙构造发育程度。程度。（5 5）煤厚变异系数）煤厚变异系数MmmKL43205 . 0-+=mmSCS=mmmmSS-测点煤厚， ；测点平均煤厚， ；7
15、瓦斯地质区划瓦斯地质区划q7.5 7.5 瓦斯地质变量瓦斯地质变量 1.1.什么是瓦斯地质变量？什么是瓦斯地质变量？某一瓦斯地质现象可取不同数值的变量。某一瓦斯地质现象可取不同数值的变量。按性质可分：定性变量、定量变量按性质可分：定性变量、定量变量(1)(1)定性变量：定性变量：没有量的概念，只是某种属性的描述。如煤没有量的概念，只是某种属性的描述。如煤层顶、底板岩性；地质时代等。常用二态变量来表示即层顶、底板岩性；地质时代等。常用二态变量来表示即用用“0”0”和和“1”1”来表示某种属性的来表示某种属性的“有有”和和“无无”。(2)(2)定量变量：定量变量：如煤层厚度、瓦斯成份、煤层埋藏深度
16、等如煤层厚度、瓦斯成份、煤层埋藏深度等7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划2.2. 瓦斯地质变量选取瓦斯地质变量选取目的：挑选与瓦斯赋存或瓦斯突出直接或间接关联的变量。目的：挑选与瓦斯赋存或瓦斯突出直接或间接关联的变量。注意：注意：(1)(1)选取变量时，开始尽可能多选，避免漏掉有用信息，然选取变量时，开始尽可能多选，避免漏掉有用信息，然后用数学方法筛选。后用数学方法筛选。(2)(2)瓦斯地质分析筛选和数学方法筛选变量不一致时，应具瓦斯地质分析筛选和数学方法筛选变量不一致时，应具体分析和变换，尽可能保证数学方法选上瓦斯地质分析体分析和变换，尽可能保证数学方法选上瓦斯地质分析筛选出的变量。筛选出的变量。
17、7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划3.3.常用的数学分析方法常用的数学分析方法(1)(1)回归分析回归分析( (一元线性回归、多元线性回归一元线性回归、多元线性回归) ) 用来研究某一变量与其它若干变量之间关系，可以确定一个变量如用来研究某一变量与其它若干变量之间关系，可以确定一个变量如何随其它变量变动而变动。何随其它变量变动而变动。(2)(2)判别分析判别分析 在一准则下，用数学方法找出若干变量的一个或几个线性组合，根在一准则下，用数学方法找出若干变量的一个或几个线性组合，根据未知样本的多变量观测值将一个样本或一群个体划归几个已知母据未知样本的多变量观测值将一个样本或一群个体划归几个已知母体之一的
18、多元分析方法。体之一的多元分析方法。(3)(3)因子分析因子分析 研究一组变量之间的相关性。研究一组变量之间的相关性。7 瓦斯地质区划瓦斯地质区划 (4)(4)数量化理论数量化理论 数量化理论数量化理论(、 、 、)相当于相当于( (回归分析、判回归分析、判别分析、因子分析、聚类分析别分析、因子分析、聚类分析) )。 数量化理论解决若干定性变量数量化理论解决若干定性变量( (可兼顾若干定量变量可兼顾若干定量变量) )的变的变化与某一变量之间的关系。化与某一变量之间的关系。 定性变量与定量变量转换。定性变量与定量变量转换。 目前相对成熟的瓦斯地质数学模型法是基于数量化理论目前相对成熟的瓦斯地质数学模型法是基于数量化理论的瓦斯地质变量分析的具体应用。的瓦斯地质变量分析的具体应用。
