废弃煤矿采空区煤层气资源评价模型及应用

摘要：

如何评价废弃煤矿采空区煤层气资源是其开发中遇到的关键问题.在对煤炭开采覆岩变形破坏规律研究的基础上,通过理论分析和数学推导,建立了废弃矿井煤层气资源量评价模型和方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价.研究结果表明,煤炭开采导致采场周围岩体应力重新分布,引起煤层顶底板岩体发生变形与破坏.采空区煤层气资源主要由吸附气和游离气组成,主要来源于煤柱及残留煤层、临近未采煤层和围岩中的游离气和吸附气.基于采动覆岩变形破坏分带特征,根据破碎岩体孔隙率和碎胀系数关系,分别建立了采空区垮落带和断裂带内岩体孔隙体积模型.结合煤层气资源在废弃矿井中的分布特征,考虑煤炭开采采空区积水情况,建立了采空区积水量计算和含水饱和度计算模型,提出了废弃矿井煤层气资源量计算方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价分析,评价结果认为,废弃煤矿采空区煤层气资源丰富,井田面积为6.5 km2,二叠系山西组3号煤层煤层气总资源量为5.871 7×108 m3,其中吸附气资源5.835 3×108 m3,游离气资源0.036 4×108 m3,资源丰度为0.902 0×108 m3/km2.

关键词：废弃煤矿、采空区、煤层气资源、评价模型

所属期刊栏目：41

分类号：P618.11(矿床学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目41372163;国家科技重大专项“山西重点煤矿区煤层气与煤炭协调开发示范工程”资助项目2016ZX05067001-006;2014年度山西省煤基重点科技攻关资助项目MQ2014-12

在线出版日期：2016-07-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：537-544