Análisis de los principales factores de control de la aparición de metano en capas de carbón en el área minera de Shuicheng en el oeste de Guizhou

(1. Instituto de Investigación de Chongqing del Grupo de Tecnología del Carbón de China, Chongqing 400037; 2. Laboratorio Estatal Clave de Monitoreo de Desastres de Gas y Tecnología de Emergencia, Chongqing 400037)

Resumen: La utilización de metano de yacimientos de carbón es un requisito inevitable para promover la seguridad, la limpieza y el desarrollo económico de las minas de carbón. Es una medida importante para reducir la contaminación ambiental y una medida eficaz para aumentar el suministro de energía. Este artículo presenta principalmente los antecedentes geológicos regionales y las características del área minera de Shuicheng en el oeste de Guizhou, y analiza las reglas de ocurrencia y los principales factores de control del metano de capas de carbón en el área minera de Shuicheng. La investigación muestra que la aparición de metano en capas de carbón en el área minera de Shuicheng se ve afectada principalmente por la estructura sinclinal, el ambiente sedimentario intracapa y el tracto del sistema de secuencia en el área. La ocurrencia específica de metano en capas de carbón se ve afectada principalmente por estructuras pequeñas, rocas de capa y carbón. ocurrencia de vetas y control de calidad del carbón. Los resultados de la investigación pueden servir de referencia para el desarrollo y utilización de metano de yacimientos de carbón en el oeste de Guizhou.

Palabras clave: reglas de ocurrencia de metano en lechos de carbón, factores que influyen en la capa de roca estructural

Proyecto de financiación: Proyecto principal nacional de ciencia y tecnología 34 "Plataforma de información para el desarrollo de metano (gas) en lechos de carbón de minas de carbón nacionales" (2011zx 05040-005-011).

Acerca del autor: Dong Guowei, nacido en 1981, hombre, nativo de Yuncheng, Shanxi, ingeniero, estudiante de doctorado, dedicado principalmente a la investigación sobre desastres dinámicos de carbón y gas de roca y reglas de ocurrencia de gas, China Coal Technology Instituto de Investigación Group Chongqing, Chongqing No. 55, Tercera Aldea Shangqiao, Distrito de Shapingba, 400037. Número de contacto: 15923355967, correo electrónico: leng285@tom. com

Análisis de los principales factores para la aparición de metano en capas de carbón en el área minera de Qianxi Shuicheng

Dong Qixiang Qin Muguanghuang

( 1. Ingeniería de tecnología del carbón de China Group Corporation Instituto de Investigación de Gas y Fuego de Chongqing, Chongqing 400037; 2. Laboratorio Estatal Clave de Monitoreo, Prevención y Control de Emergencias de Desastres de Gas, Chongqing 400037

Resumen: La utilización de metano de capas de carbón es un requisito inevitable para promover el desarrollo seguro de las minas de carbón y reducir la contaminación ambiental Medidas importantes y medidas efectivas para aumentar el suministro de energía Resumen: Este artículo presenta principalmente los antecedentes geológicos regionales y las características del área minera de Shuicheng en el oeste de Guizhou, y las reglas de acumulación de metano en los lechos de carbón. y factores de control en el área minera de Shuicheng en el oeste de Guizhou La investigación analítica muestra que, a nivel regional, la acumulación de metano en las capas de carbón se ve afectada principalmente por la estructura sinclinal de la zona minera de Shuicheng en el oeste de Guizhou; horizontalmente, la acumulación de metano en las capas de carbón se ve afectada principalmente por el entorno de depósito; y tramos del sistema de secuencia Acumulación de metano en capas de carbón Controlada principalmente por factores como la estructura de la mina local, la roca de capa y el carbón, la tecnología actual de desarrollo y utilización de metano en capas de carbón se mide y analiza y puede usarse como referencia para el desarrollo de metano en capas de carbón en el oeste de Guizhou.

Palabras clave: veta de carbón; ley de acumulación de CBM; cobertura; factores que influyen

1 Descripción general del área minera de Shuicheng en la región occidental de Guizhou

Minería de Guizhou Shuicheng ( Group) Co., Ltd. La empresa responsable (en lo sucesivo, "Área minera de Shuicheng") está ubicada en la sección noroeste del yacimiento de carbón de Liupanshui. El estrato de la serie de carbón del área minera es la Formación Longtan del Pérmico Superior (Formación Xuanwei). Según la estructura geológica y las condiciones mineras, el área minera comienza desde el noroeste y hacia el sureste se divide en 7 minas independientes (en su mayoría construidas a principios de la década de 1970): ① Mina de carbón Shengyuan (3); Mina de carbón Naluozhai; ④ Mina de carbón Wangjiazhai; ⑤ Mina de carbón Gangchuanbu; ⑦ Mina de carbón Eagle Mountain

La mina de carbón Shengyuan y la mina de carbón Dawan están ubicadas en Ertang Syncline, mina de carbón Hongqi, carbón Dachuanbe. La mina de carbón Wangjiazhai y la mina de carbón Naluozhai están ubicadas en el sinclinal de Dachuanbe, y la mina de carbón Eagle Mountain está ubicada en el sinclinal de Dachuanbe Xiaohe. El esquema estructural del área minera de Shuicheng se muestra en la Figura 1. p>Figura 1. El contorno estructural del área minera de Shuicheng. Los estratos expuestos en el área minera de Shuicheng incluyen: basalto Emeishan del Pérmico Superior (P12), Formación Longtan del Pérmico Superior (P22), Formación Feixianguan del Triásico Inferior (T1), Medio. Caliza del Triásico Jialingjiang (T2) y vetas principales de carbón del Cuaternario 1, 2, 4, 7, 8, 9, 1, 13.

2 Antecedentes geológicos regionales de la zona minera de Shuicheng en el oeste de Guizhou

Shuicheng está ubicado en el borde suroeste del bloque continental del Yangtze. No solo está controlado por la evolución tectónica de la placa del Yangtze, sino que también está controlado por la evolución de la zona de falla de Shuicheng.

Esta área tiene principalmente estructuras con tendencia noroeste, estructuras con tendencia noreste y estructuras casi este-oeste [1] ~ [4].

Las fallas Panxian-Liupanshui, Shuicheng y Shizong-Guiyang controlan la aparición de vetas de carbón y metano en capas de carbón en la Formación Longtan en el área minera de Shuicheng. El Movimiento Yanshan en los estratos carboníferos a finales del Pérmico provocó la aparición de pliegues a gran escala en los estratos carboníferos, estableciendo el contorno de las estructuras posteriores de control del carbón. El movimiento del Himalaya provocó grietas en las capas carboníferas y tuvo cierto impacto en el enriquecimiento del metano de las capas de carbón [2]. Ver Figura 2.

Las fallas sinsedimentarias con tendencia NNE juegan un papel principal en el control del patrón sedimentario del Pérmico Tardío de Guizhou, mientras que la superposición de subsidencia diferencial de las fallas sinsedimentarias con tendencia casi EW y NEE complica aún más el patrón sedimentario, formando el " El patrón de acumulación de carbón sedimentario se divide en zonificación este-oeste y zonificación norte-sur. Esto ha llevado a la aparición de un ambiente de llanura de marea delta y un ambiente submareal fangoso en el área minera de Shuicheng en el oeste de Guizhou [2]. Ver Figura 3.

Figura 2 Esquemas de las principales fallas de basamento del Pérmico Superior en la provincia de Guizhou

En la parte sur del Triásico Superior, el área de Shuicheng era una zona de denudación continental. La paleogeografía de litofacies del período Huobachong es básicamente similar a la del período Banan. Durante el Período del Segundo Puente del Triásico Tardío, el área de Shuicheng entró en la etapa de sedimentación continental, con erosión en el este y un ambiente de lago interior en el oeste. Se desarrolló un conjunto de depósitos clásticos lacustres que contienen carbón, pero solo líneas de carbón y carbón fino. Se formaron costuras.

Figura 3 Mapa del ambiente sedimentario del Pérmico Superior en el área minera de Shuicheng

3 Reglas de ocurrencia de metano en yacimientos de carbón en el área minera de Shuicheng en el oeste de Guizhou

El El área minera de Shuicheng se divide en tres unidades estructurales geológicas de metano de lecho de carbón, unidad geológica 1 de CBM: sinclinal de Ertang, que incluye la mina de carbón de Shengyuan y la mina de carbón de Dawan, unidad geológica 2 de CBM: sinclinal de Okawabe. Las minas incluidas en esta unidad estructural incluyen la mina de carbón Hongqi, la mina de carbón Dachuanbe, la mina de carbón Wangjiazhai y la mina de carbón Naluozhai. Unidad geológica de metano de lecho de carbón 3: parte sinclinal de Xiaohe, mina de carbón Eagle Mountain se encuentra en esta unidad estructural.

Los principales factores que afectan la aparición de metano en capas de carbón en las vetas de carbón son las fallas, los pliegues, las rocas de cobertura, el estado de aparición de las vetas de carbón y la calidad del carbón.

3.1 La influencia de la estructura en la aparición de metano de yacimientos de carbón

El sinclinal de Ertang, el sinclinal de Dachuanbu y el sinclinal de Xiaohe controlan la aparición de metano de yacimientos de carbón. La estructura del sinclinal de Xiaohe es la más compleja, con grandes ángulos de inclinación de las vetas de carbón y tensión estructural concentrada, lo que facilita la formación de explosiones de gas. La estructura del sinclinal de Dachuan de sur a norte es Mina de carbón de Dahebian → Mina de carbón de Wangjiazhai → Mina de carbón de Naluozhai. La complejidad estructural aumenta y el contenido de metano del lecho de carbón aumenta gradualmente. La estructura del sinclinal de Ertang es relativamente simple y el eje del sinclinal está enterrado profundamente; , y el metano del lecho de carbón es más grande que Dos alas.

Figura 4 La relación entre el contenido de metano del lecho de carbón y el espesor de la lutita del piso de la veta de carbón en la veta de carbón sinclinal 11 de Ertang.

3.2 La influencia de la roca de cobertura en la aparición de metano de yacimientos de carbón

La roca de cobertura está controlada por el entorno de depósito y el tracto del sistema de secuencia. El contenido de metano del lecho de carbón en el área minera de Shuicheng generalmente aumenta con el aumento del contenido de lutita en el techo y el piso de la veta de carbón. Caprock es una de las razones que afectan la aparición de metano en capas de carbón en el área minera de Shuicheng, pero el impacto es relativamente pequeño. Tomemos como ejemplo el sinclinal de Ertang, como se muestra en la Figura 4. Las vetas de carbón principales 11 y 13 se formaron en la última etapa del tramo del sistema transgresivo, cerca de la superficie de inundación máxima, y ​​la veta de carbón principal 1 está ubicada en las etapas media y tardía del tramo del sistema transgresivo [5] ~ [7] .

3.3 La influencia del estado de aparición de las vetas de carbón (espesor del carbón) y las características de calidad del carbón en la aparición de metano de las vetas de carbón

El contenido de metano de las vetas de carbón aumenta con el aumento de espesor de la veta de carbón, pero la correlación El coeficiente no es alto.

La presión de metano de la veta de carbón aumenta con la disminución de la elevación del piso de la veta de carbón y el aumento de la profundidad de enterramiento de la veta de carbón, y el coeficiente de correlación es relativamente alto. Tomemos como ejemplo el sinclinal de Ertang, como se muestra en la Figura 5.

En el sinclinal, la presión del gas de la veta de carbón disminuye con el aumento del ángulo de inclinación de la veta de carbón, lo cual es consistente con la ley general de la presión del gas de la veta de carbón y el ángulo de inclinación de la veta de carbón, pero la correlación no lo es. alto.

Hay poca diferencia en el grado de metamorfismo de la calidad del carbón en el área minera de Shuicheng, lo que tiene poco impacto en la aparición de metano en las capas de carbón.

3.4 La influencia de los acuíferos en la aparición de metano de capas de carbón

Los acuíferos de los estratos de medida de carbón y los estratos de roca suprayacentes en el área minera de Shuicheng son débilmente ricos en agua, y los acuíferos tienen poca influencia en la aparición de metano de yacimientos de carbón.

Figura 5 La relación entre la presión de metano del lecho de carbón y la profundidad de enterramiento en la undécima veta de carbón del sinclinal de Ertang.

3.5 El área regular de ocurrencia de metano en capas de carbón en el área minera de Shuicheng. El sinclinal de Ertang, el sinclinal de Dachuanbu y el sinclinal de Xiaohe controlan la ocurrencia de metano en capas de carbón. El sinclinal de Xiaohe tiene la estructura más compleja, con una gran inclinación de la veta de carbón. ángulo y tensión estructural concentrada, es fácil formar explosiones de gas; la complejidad estructural del sinclinal de Dachuan aumenta de sur a norte desde la mina de carbón de Dahebian → la mina de carbón Wangjiazhai → la mina de carbón Naluozhai, y el contenido de metano del lecho de carbón aumenta gradualmente; La estructura sinclinal es relativamente simple y el eje sinclinal está enterrado a mayor profundidad, el metano del lecho de carbón es más grande que las dos alas.

Desde un punto de vista estratigráfico, el metano general de las capas de carbón cerca de la superficie máxima inundada en el área minera de Shuicheng son las vetas de carbón 11 y 13, seguidas por la primera capa de carbón, 7, 8, 9, 4. y 2 capas de carbón.

A través del análisis de factores como la estructura, la sedimentación, la ocurrencia de vetas de carbón y la calidad del carbón, se encontró que las reservas de metano de los yacimientos de carbón en una misma unidad geológica están controladas principalmente por la profundidad y la elevación del entierro, y la correlación El coeficiente es generalmente mayor que 0, 7. El contenido de metano del lecho de carbón en la veta de carbón aumenta linealmente con el aumento de la profundidad del entierro y linealmente con la disminución de la altitud. Las áreas locales están controladas por estructuras pequeñas, litología de techos y pisos, espesor del carbón y calidad del carbón, y el coeficiente de correlación es básicamente inferior a 0,7.

4 Conclusiones principales

( 1) La falla Panxian-Liupanshui, la falla Shuicheng y la falla Shizong-Guiyang controlan la aparición de vetas de carbón y metano en capas de carbón en la Formación Longtan en el área minera de Shuicheng.

(2) El sinclinal de Ertang, el sinclinal parcial de Dachuan y el sinclinal de Xiaohe en el área controlan la aparición de metano en capas de carbón. Los ejes del sinclinal de Xiaohe, el sinclinal parcial de Dachuan y el sinclinal de Ertang son más grandes que los de ellos.

(3) Desde un punto de vista estratigráfico, las vetas de carbón 11 y 13 cercanas a la superficie máxima inundada en el área minera de Shuicheng tienen la mayor cantidad de metano en capas de carbón en general, siendo la primera capa de carbón la más grande, seguida por las capas de carbón 7, 8, 9, 4 y 2.

(4) Un análisis exhaustivo de factores como la estructura, la sedimentación, el estado de aparición de la veta de carbón, la calidad del carbón, etc., encontró que dentro de la misma unidad geológica, la aparición de metano en capas de carbón en la misma veta de carbón es controlado principalmente por la profundidad y elevación del entierro. Está controlado por estructuras pequeñas, litología del techo y piso, espesor del carbón y calidad del carbón.

Haz el examen y aporta tus fortalezas

[1] Gui Baolin 1995. Características geológicas del metano de las capas de carbón y factores que controlan su enriquecimiento y alto rendimiento en el área de Liupanshui [J], Acta Petroleum Sinica, 20 (3), 31 ~ 37.

[2] Empaque las plántulas. 2007. Estudio sobre las reglas de enriquecimiento de gas natural de formaciones de carbón en la Formación Longtan del Pérmico Tardío en Liupanshui, Guizhou, tesis de maestría.

Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing, Academia de Ciencias de China. 1980. Paleontología y estratos carboníferos del Pérmico tardío en el oeste de Guizhou y el este de Yunnan [M], Science Press.

Li Sitian, Xia,,, et al. Paleogeografía tectónica del Pérmico tardío y distribución del cinturón rico en carbón en el suroeste de China [M]. Prensa de la Universidad de Geociencias de China.

[5] Vail P R et al. Estratigrafía sísmica y cambios globales en el nivel del mar, aplicación de la estratigrafía sísmica en la exploración de petróleo y gas [J], AAPG, 1977, 26 (2): 199 ~ 206

Shao Longyi, Dou Jianping, Zhang Pengfei, etc. Estado actual y perspectivas de la sedimentología y estratigrafía secuencial de series de rocas carboníferas [J], Coalfield Geology and Exploration, 26 (1): 4 ~ 9.

Qin Xiongjian. 1998. Estratigrafía de secuencia pérmica y cambios en el nivel del mar en el suroeste de China [J], Paleogeografía de litofacies, 18(1): 1 ~ 14.

Yan, Ran Qiping. 2009. Análisis de las características de ocurrencia de gas en el área minera de Shuicheng, documento del Simposio Internacional sobre Prevención y Control de Desastres de Gas en Minas de Carbón.