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《中国矿业大学》 2012年
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河北省煤矿区瓦斯赋存的构造逐级控制

王猛  
【摘要】:论文以“河北省煤矿区瓦斯赋存的构造控制”为研究对象,运用板块构造、构造地质学、瓦斯赋存的构造逐级控制、瓦斯(煤层气)地质等理论与方法,以构造演化为主线,解析动力学背景和区域岩浆活动,探讨河北省地质构造特征及其演化,以及对煤层瓦斯的生、储、盖的影响;针对河北省煤矿区主要受控于太行山断裂带和燕山断褶带两大构造带,论文重点解剖研究了该两大构造带的区域的构造样式与构造演化历程,详细研究了区域构造控制下各煤矿区矿井瓦斯赋存及运移规律,并揭示了不同尺度构造对煤矿区瓦斯赋存的逐级控制作用。 基于河北省构造格局及其演化的深入研究,揭示自石炭二叠系煤层形成以来,研究区至少经历了海西-印支期、燕山早-中期、燕山晚期-喜马拉雅早期和喜马拉雅晚期-现今等四期构造应力场的更替,形成了复杂的褶皱、断裂及岩浆岩侵入等地质构造格局。 研究表明,自石炭-二叠纪煤系形成以来,研究区受到多期构造应力场的作用,其中对河北省各矿区构造具有重大影响的主要是燕山期和喜马拉雅期。受构造控制,河北省不同矿区的煤层经历了不同的埋藏历程,结合其瓦斯生成、赋存与逸散过程研究,发现其煤层瓦斯埋藏-逸散类型大致分为两种类型:W型和V型,不同类型其瓦斯赋存存在明显的差异性。 对太行山断裂带构造背景及其演化特征解剖,结合区内主要煤矿区(邯郸矿区、邢台矿区、峰峰矿区)瓦斯赋存的构造控制研究,揭示了太行山构造带瓦斯赋存的构造控制特征。研究表明:在太行山断裂东南翼,大中型断裂的发育控制着瓦斯的分布特征,以鼓山-紫山背斜为界,在西翼大中型断裂较为发育,将井田切割成地堑、地垒和阶梯状断块,且部分通达上覆基岩不整合面,有利于瓦斯的释放,造成断层附近,特别是大断层附近,煤层瓦斯含量普遍降低,在NNE向大型断层附近形成一定范围的瓦斯排放带;在东侧发育总体走向NNE的单斜构造,有利于瓦斯的富集,因此在太行山东侧形成NNE向条带状高瓦斯带。 对燕山断褶带构造背景及其演化特征解剖,结合区内主要煤矿区(张家口矿区、兴隆矿区、开滦矿区)瓦斯赋存的构造控制研究,揭示了燕山断褶带瓦斯赋存的构造控制特征,尤其是逆冲推覆构造的控制作用。研究表明:中新生代的构造运动是燕山断褶带主要的造山作用期,瓦斯的分布主要受到褶皱和断层的共同控制,构造上以挤压、褶皱、逆冲推覆为主,在逆冲推覆构造形成及演化的过程中,形成了一系列的叠瓦式构造,煤层埋深相应增大,含煤密度变大,挤压作用使含煤地层的封闭性增强,加之区域性的岩浆作用使煤变质程度增大,瓦斯生成量大,导致推覆构造发育区瓦斯普遍较高,形成沿燕山断褶带的高瓦斯走廊,分布了一系列的高-突瓦斯矿井。 运用板块构造理论,研究构造对河北省煤矿区瓦斯赋存的逐级控制,认为华北板块构造控制河北省区域构造、煤层赋存及后期改造作用,区域构造控制各个煤田构造及煤层瓦斯赋存状况,矿区构造控制井田瓦斯地质规律,井田内断层及褶皱构造亦存在瓦斯赋存的分异性,对于单个矿井而言,各煤层瓦斯赋存存在着明显差异性,主要受断裂构造、水文条件、岩浆岩分布的控制。 该论文有图77幅,表8个,参考文献242篇。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD712

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【参考文献】
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