水文地質Md什麼意思

⑴ 大寧-吉縣區塊煤層氣勘探開發潛力評價

馬財林 陳岩 權海奇

（中石油長慶油田分公司勘探開發研究院 西安 710021）

作者簡介：馬財林，男，高級工程師，1987年畢業於西安地質學院，現在長慶油田研究院從事地礦綜合研究工作。

摘要 本文簡要回顧了大寧-吉縣區塊近10年內的煤層氣勘探開發現狀，通過煤層氣基本地質、成藏和富集因素方面的分析，對該區煤層氣勘探潛力進行評價，再從午城井組及部分區探井的試采數據入手，評價區內煤層氣開發潛力。分析結果認為，本區煤層氣資源利用率較低，成藏類型復雜；儲集性能隨煤層埋深而變化，提出該區煤層氣開發，必須縮小井網井距，堅持長期連續抽排和穩定降壓采氣的主要認識。

關鍵詞 大寧-吉縣區塊 煤層氣 勘探潛力 開發潛力 井網井距 穩定降壓

Potential Evaluation on CBM Exploration and Development in Daning-Jixian Area

Ma Cailin，Chen Yan，Quan Haiqi

（Research Institute of Exploration and Development，PCOC，Xi'an 710021）

Abstract：The paper reviewed the current status of CBM exploration and development in recent 10 years in Daning-Jixian area.By research of CBM basic geology，reservoir formation and enrichment and by analysis of the test well date from drainage wells，CBM exploration and development potential of the area was evaluated.Analysis result showed that the utilization of CBM resources in the area is low，type of reservoir formation is complex and reservoir performance is changeable with burial depth.It suggested that small well pattern and space，long-term continuous drainage and stable depressurization are necessary for CBM development in the area.

Keywords：Daning-Jixian block；CBM；exploration potential；development potential；well pattern and space

大寧-吉縣區塊位於鄂爾多斯盆地晉西撓褶帶南端，地處山西省大寧縣、隰縣、蒲縣和吉縣境內。煤層氣資源登記面積6905km²，有利勘探面積約3800km²。該區以煤層厚度大、平面分布穩定、煤岩煤質良好、熱演化程度適中，使之成為我國中煤階煤層氣勘探開發試驗區之一。

1 煤層氣勘探開發現狀

截至2006年7月15日，大寧-吉縣區塊共鑽煤層氣井34口，其中，預探井17口，評價井12口，水平井1口，外單位鑽井4口，完成二維地震勘探228km（圖1）。概括起來，區內煤層氣勘探大致可劃分為地質選區、勘探目標綜合評價和勘探開發先導性試驗三個階段。

1.1 煤層氣地質選區階段（1997年3月～1998年12月）

該區煤層氣勘探始於 1997年，以7口煤炭鑽孔、3口天然氣鑽井和120km二維地震勘查資料為基礎，對本區煤層厚度、埋藏深度、圍岩等基本地質條件進行評價，初步篩選煤層氣勘探目標，為煤層氣井的鑽探提供可靠的基礎數據。

1.2 煤層氣勘探目標綜合評價階段（1999年3月～2003年12月）

1999年6月23日，區內第一口煤層氣井——A1 井順利完鑽，全井鑽遇煤層總厚 16.2m，山西組山2段5^＃煤厚5m，太2段8^＃煤厚7.4m，5^＃煤層孔隙度8%，滲透率1～5mD，壓力系數1.12，現場解吸含氣量18.4m³/t，試氣29d，獲得2847m³/d的煤層氣穩定產量。煤層段顯示出高孔滲、高壓力、高含氣的「三高」特徵。四年間，區內共鑽煤層氣探井6口，此階段煤層氣地質選區目標評價與鑽井勘探同步進行。

1.3 煤層氣勘探開發先導性試驗階段（2004年3月～2006年7月15日）

2004年3月，為了查明該區塊煤層氣資源及分布，配合午城井組鑽探，為煤層氣規模開發提供地質依據，率先在區內完鑽煤層氣區探井11口，井組12口，多分支水平井1口。煤層氣開發先導性試驗項目全面啟動，多分支水平井鑽探處於嘗試之中。

2 煤層氣勘探潛力分析

煤層氣基本地質條件、成藏因素和富集規律是其勘探潛力分析的主要內容。基本地質條件與煤層厚度、埋藏深度和煤岩煤質特徵有關；成藏因素是構造、圍岩和水文地質條件的綜合反映；富集規律與煤岩儲層及含氣性等因素相關聯。

2.1 煤層氣基本地質條件

評判一個區塊的煤層氣基本地質條件，一般從煤層厚度及埋深、煤岩煤質特徵入手。認為煤層厚度大，埋藏深度適中，煤岩鏡質組含量高，灰分含量低，該區塊煤層氣基本地質條件相對有利。根據國內外煤層氣地質選區條件，結合鄂爾多斯盆地煤層氣勘探實際情況，把煤層總厚度≥10m、單層厚度≥2m，且愈厚愈好，煤層埋藏淺於1000m、煤岩鏡質組含量大於70%、灰分含量小於20%作為地質條件評價的基本標准。

表9 午城井組抽水試驗參數計算表

3.2.3 排采不連續對井組試采結果影響較大

由於該區塊遠離油區，生產組織難度大。加之排采經驗不足，選用設備不匹配等原因，時而停井，有的井盡管抽排，發電機功率低，動液面始終在400～600m 間不下降，這種狀況對煤層氣井排採的副作用極大。在停止排採的過程中，大量煤粉在近井筒周圍沉澱，堵塞壓裂縫和煤岩孔裂隙，從而使前期排采前功盡棄。

4 結論

（1）大寧-吉縣區塊煤層單層厚度大，平面分布穩定，以深成變質作用形成的中煤階為主，煤層具低含灰、低含水和高鏡質組含量之特徵。煤層氣基本地質條件有利。資源量大，資源豐度高，但在目前開發條件下，具有商業開發價值的煤層氣地質儲量（＜800m）所佔的比例較小。

（2）煤層氣成藏條件和富集因素較為復雜，構造控制煤層氣藏類型，進而影響煤層氣富集。區內「一隆、一坳、兩斜坡」的構造特徵，使煤層氣成藏自西向東由「低角度單斜式、背斜式、向斜式」三種類型過渡。低角度單斜式煤層氣成藏條件好，但煤層埋藏深，成藏條件不利；向斜式兩側轉折端坡度陡，煤層氣藏難以富集；背斜式氣藏在背斜構造軸部的東、西兩翼地層傾角相對平緩，儲層條件有利，煤層含氣量較高，有利於煤層氣成藏。

（3）午城井組煤層埋深大，地應力高，煤岩儲集性能差。區塊內煤層埋藏大於800m的地段，原地應力大於20MPa，煤層滲透率低於1mD；煤層埋藏淺於800m的區域，原地應力小於20MPa，煤層滲透率大部分在1mD以上。

（4）午城井組煤層平均滲透系數是確定井網井距的重要依據，煤層平均滲透系數可通過煤層氣井試采而獲得。據此分析，該區400m×600m的井網井距過大，應採用200m×300m井距為宜。

（5）在煤層氣地質條件有利、成藏因素優越、富集因素良好的前提下，煤層氣井組開發除採用先進的鑽井、完井和壓裂技術外，堅持長期連續抽排、穩定降壓是避免近井筒周圍煤粉沉澱而堵塞煤岩孔隙、裂隙的關鍵。

⑵ HYYMD字母什麼意思

「花顏月貌的」？？？
我總覺得前面三個是人名縮寫，後面是粗話（抱歉打擾了）。。

⑶ 壽陽區塊煤層氣勘探開發現狀、地質特徵及前景分析

王明壽¹王楚峰¹魏永佩²張心勇¹徐文軍¹

（1.中聯煤層氣有限責任公司 北京 100011；2.美國遠東能源公司 北京 100016）

作者簡介：王明壽，男，1966年出生，高級地質師，在職博士生，礦產普查與勘探專業，現在中聯煤層氣有限責任公司工作，多年從事煤炭、煤層氣勘探、生產及科研工作。

摘要 煤層氣的富集與儲層特徵密切相關，並受地質條件的制約。本文在詳細研究煤儲層特徵及煤層氣富集機制的基礎上，分析和總結了沁水盆地北端壽陽區塊煤層氣的勘探開發現狀，並對開發前景進行了初步評價。基於煤岩、煤質、煤體結構及孔滲性、吸附性的觀察和測試，該區煤層表現為厚度大、熱演化程度高，局部發育構造煤、裂隙較發育，吸附性能力強、含氣量高，含氣飽和度偏低。總體來說，適合煤層氣的開發。該區煤層氣的富集主要受控於熱演化史和埋藏史。在區域變質的背景上，疊加了岩漿熱變質作用，生氣強度大；另外，煤層的埋深、頂底板封閉性及水文地質條件都會影響含氣量的大小，煤層氣富集是多因素有效配置的結果。

關鍵詞 煤儲層 含氣量 熱演化 羽狀水平井 壽陽區塊

Analysis on Status，Geology Features and Prospects of CBM Exploration and Development in Shouyang Block

Wang Mingshou¹，Wang Chufeng¹，Wei YongPei²，Zhang Xinyong¹，Xu Wenjun¹

（1.China United Coalbed Methane Corporation，Ltd.，Beijing 10001 1；2.Far East Energy Company，Beijing 100016）

Abstract：Coalbed methane（CBM）enrichment depends on reservoir characteristics，and it is also conditioned by geologic setting.On the basis of detailed study on the reservoir physical characteristics and CBM enrichment mechanism，exploration and development actuality was summarized and foreground was prospectedresearch findings in Shouyang Block，northern Qinshui Basin.According to observation and test for coal type，coal quality，coal structure and porosity-permeability，adsorbability，some characteristics of coal bed are displayed as follows：thick reservoir，high thermal evolution，local structural coal，developed fracture，noticeable adsorbability，high gas content，low gas saturation.In one word，research area fits for CBMexploitation.The CBM enrichment is controlled by thermal evolution history and burial history.Owing to magma thermal metamorphism superimposing on the regional metamorphosis，the intensity of gas generation is higher；Moreover，burial depth，closure property of adjacent rock，and hydrologic geology also affect gas content，CBM enrichment is the result of sound multifactorial matching.

Key words：CBM reservoir；Gas content；Thermal evolution；Multilateral horizontal well；Shouyang Block

引言

壽陽區塊位於山西省北中部、沁水盆地北端（圖1），相鄰的陽泉礦區是我國著名的無煙煤生產基地之一，也是典型的高瓦斯礦區，從1957年就開始煤礦瓦斯抽放與利用工作^[1]。在多年的煤礦生產實踐中，積累了豐富的煤礦瓦斯抽放經驗，是我國煤礦瓦斯抽放和利用最成功的礦區。現建有8座瓦斯抽放站，抽放歷史長，目前年瓦斯抽放量達2×10⁸m³，佔全國第一位^[2]。20世紀80年代初，隨著我國煤層氣勘探開發的興起，壽陽區塊以其良好的資源條件及開發條件成為我國煤層氣開發的熱點。從1996年中國煤田地質總局在韓庄區施工HG1井開始，近十年來先後有多家單位在區內開展煤層氣基礎研究和煤層氣勘探開發試驗工作，施工了10口煤層氣參數井或生產試驗井（包括遠東能源公司施工的3口煤層氣羽狀水平井），煤層氣的勘探開發工作取得了階段性進展。本文對近年來該區塊的煤層氣勘探開發活動進行了總結，針對該地區煤層氣勘探實踐過程中遇到的一些地質技術問題，對該區煤層氣的富集機制和控氣因素進行了探討，以期指導勘探工程部署，從而實現該地區煤層氣開發的突破。

圖2 SY—XX井3號煤層原煤等溫吸附曲線

3.5 煤的滲透性

研究區有8口煤層氣參數井和生產試驗井16層煤進行了注入/壓降測試，取得了較多的煤層滲透率數據，總體來講，煤儲層的滲透性相對較好，介於0.0352～82.84mD，取得的煤層滲透率相差在幾至幾十倍以上，這也從一個側面說明了煤層的非均質性^[6]。

4 煤層氣的富集機制

4.1 煤的熱演化史和埋藏史是煤層氣富集的主要控制因素

大量資料表明，該區煤層氣的富集主要受控於該區煤的熱演化史和埋藏史^[7]，沁水煤田石炭紀、二疊紀時期，該區處於台型穩定均衡沉降階段，沉降速率22.82m/Ma。至三疊紀，地殼沉降速度加快，最大沉降速率達65m/Ma，侏羅紀僅有短暫的微弱沉降，總體以褶皺抬升為主。根據現有資料估算，三疊紀末，該區下煤組埋藏深度約3400m左右，地溫達154℃左右，煤化程度為肥、焦、瘦煤階段，處於生氣高峰期，平均生氣速率為0.8978×10⁸m³/km²·Ma，白堊紀變慢為0.018×10⁸m³/km²·Ma，白堊紀之後，生氣作用基本終止。由於研究區處於緯度34°帶，在區域變質的背景上，疊加了岩漿熱變質作用。因此，該區生氣強度大，陽泉、壽陽、昔陽一帶，生氣強度一般90×10⁸m³/km²以上。綜上所述，研究區於成煤期後，曾有兩次大的熱演化階段，一次為印支期，主要是快速沉降堆積增溫階段。這一階段使石炭紀、二疊紀煤層煤化作用加強，煤級增高，區內大部分區段的煤層都跨越了生氣「門檻」值，進入主要生氣階段（R°_max＞1.0%），大部分地區的煤層達到生氣高峰期（R°_max=＞1.35%），因此，印支期是煤層氣主要生成期。另一次為燕山期，主要為岩漿區域熱增溫階段。

4.2 煤層埋深對煤層氣富集的影響

一般來講，隨著煤層埋深的增加，含氣量增加。表現在平面上由北往南含氣量增加，而在鑽孔中，下組煤含氣量高於上組煤。該區的煤層氣風化帶深度在300m，即在300m以淺，煤層氣成分中甲烷含量一般小於80%。

4.3 煤層頂、底板封閉程度對含氣量的影響

研究表明：煤儲層的頂底板岩性和封蓋性能對含氣量的影響很大，頂底板岩性緻密、封蓋性能好的區域，含氣量高，否則相反，在平面上含氣量低的區域和煤層頂板砂岩帶基本上是重合的。

4.4 水文地質條件對含氣量的影響

煤系地層水在煤層氣的生成、儲集（吸附）和產出的全過程中都起著重要的作用。在控制煤層氣賦存、產出的主要地質因素（含氣量、臨界解吸壓力、儲層壓力、滲透率、內外生裂隙等）中，煤層水作為客觀載體通過與諸多因素的相互作用實現對煤層氣賦存、產出能力的影響^[7]。煤岩儲層壓力表現為煤層水壓力，而常規砂岩儲層壓力則表現為氣體壓力。因此，煤層水壓力的高低反映了煤岩儲層能量的大小。煤岩對甲烷分子的吸附能力主要與溫度和壓力在煤層水壓力作用下，埋深變淺的煤層仍保持了較高的原始含氣量，煤岩儲層中「圈閉」了一定數量的氣體，形成煤層氣藏^[8]。

在研究區，主煤層高含氣量區域與地下水等水位線的局部低窪地帶較吻合。如韓庄井田主煤層含氣量在研究區內是最高的地帶，對比之下，該地帶中奧陶統、太原組、山西組含水層的等水位線均呈現出低窪狀態，地下水明顯滯流是導致韓庄井田主煤層含氣量高的重要原因。

上述規律得到了地下水礦化度、水質類型等分布規律的進一步佐證。韓庄井田一帶存在著中奧陶統灰岩含水層高礦化度中心，礦化度在2000mg/L 以上：太原組含水層中，這一地帶礦化度最高，在1500mg/L 以上；在山西組含水層中，這一地帶礦化度最高，在1000mg/L 以上。這一高礦化度區帶與主煤層高含氣量地帶在空間分布上高度一致的規律，進一步揭示出地下水緩流或滯流對煤層氣保存富集的重要作用^[2]。

需要指出的是，沁水盆地北端煤層氣的富集，是以上諸因素綜合作用的結果，只有多種因素的有效配置，才能形成富集的煤層氣藏，在進行選區評價和勘探部署時，一定要全面考慮可能影響含氣量的各種因素。

5 勘探中存在的問題及對策

從1997年中國煤田地質總局施工HG1號煤層氣探井揭開該區的煤層氣勘探序幕至今已有10年的里程，目前可以說取得了階段性進展，但客觀地講，該區勘探開發的進程緩慢，究其原因，除和近年來煤層氣產業發展的大氣候有關外，還和對該區的地質規律認識水平以及採取的煤層氣完井方式及工藝有一定的關系。

1996～1997年由中國煤田地質總局施工的4口井均布置在韓庄精查區內，由於韓庄精查勘探就是由煤炭隊伍完成的，對地質資料的佔有和研究程度都很高，因此在井位選擇上非常成功，煤層厚度、含氣量等主要參數都非常樂觀，特別是生產試驗井HG6井壓裂後，單井排采最大日產氣量達到1300m³，現在回過頭看，該井應該是比較成功的，但限於當時對煤層氣理論的認識水平和工程技術的局限，如鑽井過程中對儲層污染的重視不夠，排采中沒建立合理的排採制度造成煤層吐砂、埋泵等事故。中聯公司施工的1號探井由於選在煤田勘探空白區內，加上由於地層涌、漏水等原因，並未達到預期目的，而3口井的小井組由於受當時勘探思路的影響選擇在構造高點，加上對該區的水文地質條件研究不夠，正好打在了富水區內，在排采過程中由於裂隙水補給充分，液面長期穩定，加上當時其他因素，最後不得不終止作業。

水平井技術是最近幾年在美國、加拿大、澳大利亞等國家興起的一項有效的煤層氣增產技術，遠東公司在分析總結了該區以往地質和勘探資料的基礎上，決定實施羽狀水平井以期取得突破，從完成的3口井的情況看是比較成功的，但由於羽狀水平井作業成本高，因此在實施之前對綜合地質的研究，包括煤層的機械物理性能、可鑽性、水文地質特徵等非常重要，同時對井眼軌跡區構造的控制（如實施三維地震勘探等）也非常重要。此外，由於涉及多個工種，煤層氣羽狀水平井的施工也是一個系統工程，有效科學的組織管理將會事半功倍。

6 結論

沁水盆地北端煤儲層厚度大，埋深適中；煤的熱演化程度較高，已進入生氣高峰，煤層頂底板封閉性能好，含氣量高；煤儲層裂隙較發育，孔隙以小孔和微孔為主，滲透性較好；煤的吸附性能強，但含氣飽和度偏低。總體來講，該地區煤層氣開發條件良好。

煤層氣的富集受諸多地質條件的控制，是各種因素有效配置的結果，在這些地質因素中，煤的熱演化史和埋藏史起著主導作用。其他因素如頂、底板的封蓋性能、水文地質條件、埋深等也都影響著氣的富集，在選區和勘探部署時要綜合考慮各種因素。在增產措施的選擇上，建議採用傳統垂直井壓裂和羽狀水平井並用的方針，同時嘗試近年來效果好的清潔壓裂液、氮氣泡沫壓裂等先進的工藝和技術。

參考文獻

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[2]傅雪海，王愛國，陳鎖忠等.2005.壽陽—陽泉煤礦區控氣水文地質條件分析.天然氣工業，25（1）：33～36

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⑷ 滲透率的單位是什麼

滲透率單位是長度的平方，即與面積的單位相同。但我們稱之為達西（D）,常用的單位為毫達西（md）。

滲透率是指在一定壓差下，岩石允許流體通過的能力。

是表徵土或岩石本身傳導液體能力的參數。其大小與孔隙度、液體滲透方向上孔隙的幾何形狀、顆粒大小以及排列方向等因素有關，而與在介質中運動的液體性質無關。滲透率（k）用來表示滲透性的大小。

壓力梯度為1時，動力黏滯系數為1的液體在介質中的滲透速度。量綱為L2。

(4)水文地質Md什麼意思擴展閱讀：

岩石滲透性的好壞，以滲透率的數值大小來表示，有絕對滲透率、有效滲透率和相對滲透率三種表示方式。

一、絕對滲透率

當單相流體通過橫截面積為A、長度為L、壓力差為ΔP的一段孔隙介質呈層狀流動時，流體粘度為μ，則單位時間內通過這段岩石孔隙的流體量為：Q=KΔPA/μL 。

當單相流體通過孔隙介質呈層狀流動時，單位時間內通過岩石截面積的液體流量與壓力差和截面積的大小成正比，而與液體通過岩石的長度以及液體的粘度成反比。

式中：Q——單位時間內流體通過岩石的流量，cm3/s；A——液體通過岩石的截面積，cm2；

μ——液體的粘度，Pa·s；L——岩石的長度，cm；ΔP——液體通過岩石前後的壓差，MPa；

岩石的絕對滲透率是岩石孔隙中只有一種流體(單相)存在，流體不與岩石起任何物理和化學反應，且流體的流動符合達西直線滲濾定律時，所測得的滲透率。

由於氣體受壓力影響十分明顯，當氣體沿岩石由(高壓力)流向(低壓力)時，氣體體積要發生膨脹，其體積流量通過各處截面積時都是變數，故達西公式中的體積流量應是通過岩石的平均流量。

二、有效滲透率

英文：effective permeability

定義：在非飽和水流運動條件下的多孔介質的滲透率。

多相流體在多孔介質中滲流時，其中某一項流體的滲透率叫該項流體的有效滲透率，又叫相滲透率。

三、相對滲透率

英文： relative permeability

定義：多相流體在多孔介質中滲流時，其中某一項流體在該飽和度下的滲透系數與該介質的飽和滲透系數的比值叫相對滲透率，是無量綱量。

作為基數的滲透率可以是：

1、用空氣測定的絕對滲透率；

2、用水測定的絕對滲透率；

3、在某一儲層的共存水飽和度下油的滲透率。

與有效滲透率一樣，相對滲透率的大小與液體飽和度有關。同一多孔介質中不同流體在某一飽和度下的相對滲透率之和永遠小於1。根據測得的不同飽和度下的相對滲透率值繪制的相對滲透率與飽和度的關系曲線,稱相對滲透率曲線。

⑸ 今天早上下了雨，MD，來到這里踩單車，沒想到這么吃力！這是非牛頓流體原理嗎還是什麼原理好吃力啊！

因為車對沙地的壓強，遠遠超過了泥地的承受限度，因此車胎碾過的沙子版會輸松開使受力分散。權這樣，車要前進，首先必須用勁使自行車的兩個前後車輪從溝里騎起來，車輪沉陷得越深，摩擦力越大，另外一方面，想要前進就要求沙地對自行車後輪有很大的向前推力。這些力大約等於自行車車輪對沙地的作用力，這也就要求人對踏板施加十分大的作用力。所以，沙地或泥地上踩自行車會很費力。

⑹ MD是什麼單位

MD在地質學上是毫達西，滲透率單位。

⑺ 地理好的文科生讀什麼專業好哦

GIS感學前景不錯，只不過你只有地理好理科不好的話，就讀人文地理方面的吧

⑻ 　支護設計

試驗巷道選在±0水平北一采區東13227工作面運輸巷，巷道埋深170m左右。

9.1.3.1地質概況

試驗巷道沿2號煤頂板掘進，煤厚3.5m，傾角0°～10°，平均為6°。13227工作面位於±0水平北副巷的西部，東側與西132 27采空區相鄰，北側為下洛陽村保護煤柱，南側為采空區，工作面走向長度280m左右，傾斜長度90～130m，回採面積34 360m²。

本區地質構造比較簡單，只是在切眼處小斷層比較發育，向回採工作面內延伸將會逐漸尖滅，水文地質條件比較復雜，有較豐富的給水源。

偽頂為碳質頁岩，厚度為0.3m，層理極為發育，隨掘隨冒。直接頂為粉砂岩，厚度為1.9m，老頂為細砂岩，厚度為9.8m，直接底為粉砂岩，厚度9.8m。

在試驗巷道開口處向頂板內打鑽，以了解直接頂岩層的細致構成，繪制岩心構成如圖2.13所示。

9.1.3.2頂板錨桿設計

由圖2.13可見，試驗巷道頂板屬於上置厚分層結構。在頂板深度0～1.05m范圍內，岩層平均厚度為8.5cm左右，在1.05m以上岩層厚度較大，特別是在1.35～1.8m范圍內分布一個厚度為0.45m的岩層，該層屬於厚層，它的穩定性要優於下部岩層。通過對試驗巷道所在地區的地質調查表明，2號煤直接頂表面至1.0～1.2m范圍內頂板穩定性差，易冒落，其上部岩層穩定性較好，這與頂板岩心探查結果一致。根據頂板穩定性特徵，如果在1.35～1.8m范圍內的厚層處於穩定狀態，則可按懸吊作用設計錨桿支護參數。

（1）厚層穩定性分析

將該層作為錨桿錨固層，並對下部岩層起到懸吊作用對其穩定性進行分析，單層岩石拱梁極限跨距公式（見節8.1）為：

基於岩體結構分析的煤巷錨桿支護技術

式中：ξ—岩層蠕變系數，ξ＝0.5～0.7，由於直接頂為砂岩，岩層強度接近中硬，巷道屬於回採巷道，服務時間較短，故取為0.7;

t——岩層厚度，根據圖2.13，取為0.45m；

σ_c——岩層單軸抗壓強度，取為40.25MPa;

m_d——地層載荷系數，m_d=0.05H=0.05·170=8.5,H為巷道埋深；

m_z——支護載荷系數，

將上述數據代入（9.1）式，得L_c=2.90m。

該岩層的實際跨距為：

基於岩體結構分析的煤巷錨桿支護技術

式中：s——巷道掘進跨度，為3.2m;

h——不穩定岩層厚度，為1.35m。

代入（9.2）式得L=1.85m。

因此，岩層的極限跨距大於實際跨距，由此判斷該岩層保持穩定，可以按懸吊作用設計頂板錨桿參數。

（2）錨桿參數

按懸吊作用設計錨桿參數，錨桿長度為1.8m，間排距為0.7m，錨桿直徑為16mm。每根錨桿配1隻Z2330型樹脂錨固劑。

9.1.3.3煤幫錨桿設計

試驗巷道埋深較淺，地應力較小，兩幫煤質較硬，為降低支護成本，選用直徑35mm的木錨桿，長度為1.5m，間距為0.8m，排距為0.7m。

9.1.3.4護表材料

護表材料包括托板、金屬網、塑料網和鋼筋梁等，它加強了錨桿在巷道走向和橫向間的聯系，錨桿和護表材料形成一個整體性較強的支護結構，有利於增強對圍岩變形與破壞的控制，提高圍岩穩定性。

頂板錨桿配備直徑120mm、厚10mm的鑄鋼托板，煤幫錨桿配備一個竹製托板，規格為400mm×300mm×30mm。

頂板鋼筋梁用直徑16mm的鋼筋製成。

試驗巷道錨桿布置見圖9.6所示。

圖9.613227工作面運輸巷錨桿支護參數圖

⑼ 工程地質專業術語MD是什麼意思

粒度中值 Md

⑽ 沁水盆地

沁水盆地是當今我國煤層氣勘探開發程度最高的盆地，含煤地層主要是上石炭統太原組和下二疊統山西組；煤層厚度大、分布穩定，熱演化程度高，生氣量大；煤儲層割理發育，構造線交匯部位裂隙發育，煤層氣產出條件好；煤層上覆有效厚度較大，水動力條件好，煤層氣保存條件有利；盆地煤層氣地質資源量為39 500.42×10⁸m³，可采資源量為11 216.22×10⁸m³,Ⅰ類和Ⅱ類資源分別為盆地地質資源量的近50%。

（一）概況

沁水盆地位於山西省東南部，北緯約35°～38°，東經約112°00′～113°50′，總體呈長軸沿北北東向延伸的橢圓狀，其東西寬約120km，南北長約330km，總面積約3萬多平方公里。盆地周邊為太行、王屋山、中條山及太岳山等山脈，海拔高程多在700 m以上，地形起伏較大，多為切割顯著的黃土地貌。

沁水盆地是當今我國煤層氣勘探開發程度最高的盆地，自20世紀90年代開始，有中國煤田地質總局、中美合資晉丹能源研究開發公司、中聯公司、中國石油、亞美大陸煤炭公司等多家單位先後在此進行煤層氣勘探試驗，到目前為止，共完成各類煤層氣井350餘口，取得了重大的勘探成果。縱觀沁水盆地的煤層氣勘探歷史，可將其劃分為兩個階段，即勘探評價先導性試驗階段和開發利用試驗階段。

（二）煤層、煤岩和煤質特徵

1.煤層特徵

沁水盆地晚古生代受華北地台聚煤坳陷盆地沉降控制，沉積演化過程中，在太原期、山西期發生了多次聚煤過程，為煤層氣的生成和儲集奠定了較為雄厚的物質基礎。沁水盆地含煤地層主要是上石炭統太原組和下二疊統山西組。本溪組和下石盒子組均只含薄煤層或煤線，無煤層氣評價意義。

太原組以K₁砂岩為底，K₇砂岩之底為其上界，總體上呈北厚南薄的特點。含煤4～14層，由下至上計有16號、15號、13號、12號、11號、10號、9號、8號、7號及6號煤層。下部15號煤厚度大，橫向穩定，是區內的最主要的煤層之一。全組煤層厚0.4～19.4m，平均6.36m。

山西組以K₇灰岩與太原組分界，上界為K₈砂岩之底。厚度變化趨勢為北厚南薄。含煤2～7層，由下至上有5號、4號、3號、2號及1號煤層，3號為主煤層。本組煤層總厚0.25～11.51m，平均4.94m。

2.煤岩煤質特徵

沁水盆地的宏觀煤岩類型劃分為四類：光亮型、半亮型、半暗型和暗淡型，其中山西組煤岩類型以半亮煤和半暗煤為主，太原組煤層以半亮和光亮型為主。在橫向上山西組和太原組主要煤層由北向南光亮型、半光亮型煤含量增高，半暗淡型煤含量逐漸降低。

沁水盆地山西組鏡質組含量在45%～70%之間，惰質組含量20%～36%；太原組鏡質組含量在65%～80%之間，惰質組含量16%～30%。山西組煤層揮發分在7.03%～38.92%之間（個別地區較高），平均為17.23%；太原組各主要煤層的揮發分一般在8.98%～21.39%之間，平均值為14.36%。太原組煤的灰分在4.8～25.49%，平均為13.26%，而以霍縣、沁源等地最高，西山煤田15JHJ煤最低。山西組煤的灰分一般在2.6%～24.15%，平均11.11%，略低於太原組，灰分總的變化趨勢是西高東低。

沁水盆地的煤種比較齊全，從氣煤到無煙煤都有，但以變質煙煤和無煙煤為主，是華北石炭—二疊系高變質煤的重要地區，無煙煤儲量最多，分布面積最大。從整個盆地煤種平面分布來看，西部以焦煤和氣煤為主，東部以瘦煤和貧煤為主，北部以瘦煤、貧煤和無煙煤為主，而南部基本上為無煙煤。

（三）含氣性特徵

沁水盆地山西組和太原組煤層的含氣量總體變化特徵是，從盆地周邊向盆地內部含氣量逐漸增高，由盆地邊緣的6m³/t左右逐漸增高到盆地軸部26～30m³/t，反映高煤級背景下，含氣量隨上覆有效地層厚度增加而提高（圖6-10、圖6-11、圖6-12）。煤變質程度對含氣性的控製作用也很明顯，煤級越高含氣量越高，如屯留井田、壽陽礦區韓庄井田和陽城礦區，前兩個地區分別為瘦煤（Rom axl.73%）和貧煤（Rom ax1.8%～2.4%），陽城礦區為無煙煤（Romax4.1%），在煤層上覆有效地層厚度相同，均為500m的條件下，最高含氣量前兩個地區為16.5～17m³/t，陽城礦區為38m³/t。

圖6-10 壽陽礦區韓庄井田上覆有效厚度與含氣量關系圖

圖6-11 潞安礦區屯留井田山西組3號煤上覆有效厚度與含氣量關系圖

圖6-12 晉城潘庄井田煤層上覆有效厚度與含氣量關系圖

（四）煤層氣成藏條件

1.煤層厚度大、分布穩定，熱演化程度高，生氣量大，含氣量高

煤層總厚度大多在5m 以上，區內煤層氣勘探主要目的層石炭—二疊系山西組3號和太原組9號煤厚度穩定，在盆地內分布廣。沁水盆地煤的變質程度普遍較高，Ro值一般在1.5%～4.5%之間，煤階主要為無煙煤Ⅲ號、貧煤和瘦煤。據熱模擬實驗結果，煤由褐煤熱演化至瘦煤階段時，產氣量已經達到14m³/t，至無煙煤Ⅲ號時，產氣率已達280m³/t，已遠遠超出煤層自身的吸附能力。

2.煤儲層割理發育，構造線交匯部位裂隙發育，煤層氣產出條件有利

盆地內煤層普遍發育兩組割理，3號煤面割理走向在N15°～66°E之間，端割理走向N5°～84°W 之間；15號煤面割理走向在N20°～30°E之間，端割理走向N3b～88bW之間；割理密度：3號煤介於173～604條/m 之間，區域分布規律是由北往南割理變發育；15號煤介於530～580條/m 之間，盆地范圍內割理密集，分布較均勻。

煤層滲透性還與構造裂隙發育程度有關，在盆地范圍內發育三組構造線，即北北東向、近南北和北東東向，它們代表著不同時期的構造運動。在不同期次構造線的交匯部位，形成了裂縫發育帶，大大改善了煤儲層的滲透性。

在煤層割理和構造裂隙發育區，煤層滲透性得到很大程度的改善，形成高滲區，有利於煤層氣產出。在盆地南部潘庄井田，煤層試井滲透率為1.53m D，局部地區高達3～5mD。

3.煤層上覆有效厚度較大，水動力條件好，煤層氣保存條件有利

由於燕山和喜山期的構造運動未使區內發生強烈構造變形，風化剝蝕作用並不強烈，在盆地周邊和盆地中心仍保留了較厚的煤層上覆有效厚度，特別是樊庄區塊，3號煤直接泥岩蓋層厚度達50餘米，因此現今的含氣量仍然較高。

根據鑽孔抽水試驗數據，沁水煤田不同層段水文地質情況存在較大差別。由各主要含水層計算的靜水壓力梯度看出：煤系含水層靜水壓力梯度為0.21～0.62MPa/hm，平均為0.35～0.48MPa/hm；上石盒子組含水層靜水壓力梯度平均為0.62MPa/hm，第四系鬆散含水層的靜水壓力梯度平均為0.82MPa/hm。這些不同的數據表明，盆地各含水層之間沒有形成明顯的水力聯系，煤系為一個近似獨立封閉的水文系統，對煤層氣的保存有利（表6-12）。

表6-12 沁水盆地含水層壓力統計表（張培河，2002）

（五）煤層氣資源量

沁水盆地風化帶至煤層埋深2 000m以淺區煤層氣地質資源量為39 500.42×10⁸m³，資源豐度為1.46×10⁸m³/km²，可采資源量為11 216.22×10⁸m³。其中上石炭統太原組和下二疊統山西組煤層氣地質資源量分別為23 397.99×10⁸m³、16 102.43×10⁸m³，佔地質資源總量的59.23%和40.77%。

按區帶統計，沁水、霍西和西山含氣區帶煤層氣地質資源量分別為36 171.39×10⁸m³、2 535.30×10⁸m³和793.73×10⁸m³，佔地質資源總量的91.57%、6.42%和2.01%；沁水、霍西和西山含氣區帶煤層氣可采資源量分別為9 677.54×10⁸m³、1 042.59×10⁸m³和496.10×10⁸m³，占可采資源總量的86.28%、9.30%和4.42%。

按深度統計，煤層埋深1 000m以淺、1 000～1 500m和1 500～2 000m區，煤層氣地質資源量分別為20 808.87×10⁸m³、9 950.51×10⁸m³和8 741.04×10⁸m³，佔地質資源總量的52.68%、25.19%和22.13%；埋深1 000m以淺與1 000～1 500m煤層氣可采資源量分別為6 219.14×10⁸m³、4 997.08×10⁸m³，占可采資源總量的55.45%與44.55%。

該含氣盆地群Ⅰ類資源量為18 467.38×10⁸m³，佔地質資源總量的46.75%；Ⅱ類資源量為20 503.22×10⁸m³，佔地質資源總量的51.91%；Ⅲ類資源量為529.81×10⁸m³，佔地質資源總量的1.34%（表6-13、表6-14）。

表6-13 沁水盆地煤層氣資源量計算匯總表

表6-14 沁水盆地各含氣區帶煤層氣資源類別表