1、第七章 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃與瓦斯地質(zhì)變量,知識(shí)點(diǎn),瓦斯地質(zhì)區(qū)劃與瓦斯地質(zhì)變量概念 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃論的基本原理 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃的意義 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃的數(shù)學(xué)方法,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,1982年焦作礦業(yè)學(xué)院通過對(duì)湘、贛、豫三省瓦斯地質(zhì)調(diào)查，提出了“瓦斯地質(zhì)區(qū)劃論”,7.1煤與瓦斯突出級(jí)別劃分,1.按煤層突出區(qū)域特征,普突：一個(gè)井田內(nèi)每個(gè)采區(qū)均有突出危險(xiǎn)性。 局突：一個(gè)井田內(nèi)個(gè)別采區(qū)具有突出危險(xiǎn)性,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,2.按突出嚴(yán)重程度和分布范圍,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,7.2瓦斯分布和突出分布不均衡性,豫西各煤田瓦斯分布呈明顯條帶狀分布，由南向北增大。 陜澠、宜洛、臨汝、平頂山一線為低瓦斯區(qū)。 禹縣北部，登封、偃龍、新安

2、以北為高瓦斯區(qū)。 太行山東麓的安陽、鶴壁、焦作突出嚴(yán)重。,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,7.3瓦斯地質(zhì)區(qū)劃論 1.基本觀點(diǎn),（1）瓦斯分布和突出分布是不均衡的，具有分區(qū)分帶特點(diǎn)。 （2）這種分區(qū)分帶與地質(zhì)條件關(guān)系密切，并受地質(zhì)因素制約。 （3）瓦斯突出分布具有分級(jí)控制特點(diǎn)，不同級(jí)別突出區(qū)域影響因素不同，突出預(yù)測(cè)的地質(zhì)指標(biāo)應(yīng)分級(jí)使用。,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,2.基本原則,區(qū)劃是將影響瓦斯賦存和瓦斯突出的各種地質(zhì)因素進(jìn)行對(duì)比分析，找出空間上和時(shí)間上的異同點(diǎn)，按一定標(biāo)志進(jìn)行綜合，劃分不同級(jí)別區(qū)域，聯(lián)系瓦斯賦存和突出區(qū)，找出二者聯(lián)系。,（1）瓦斯地質(zhì)區(qū)劃是針對(duì)一定區(qū)域進(jìn)行。 （2）采區(qū)統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)（瓦斯、地質(zhì)指標(biāo)一

3、致）。 （3）瓦斯地質(zhì)單元邊界確定（構(gòu)造邊界等）。 （4）瓦斯地質(zhì)區(qū)劃應(yīng)與瓦斯地質(zhì)圖同時(shí)進(jìn)行。,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,3.區(qū)劃參數(shù) 區(qū)劃的參數(shù)包括：褶皺變形系數(shù)、煤厚標(biāo)準(zhǔn)差、揉皺系數(shù)、圍巖透氣性、瓦斯涌出量和瓦斯突出的分帶等。,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,7.4應(yīng)用實(shí)例,煤變質(zhì)程度,瓦斯分帶,1.對(duì)省(區(qū))進(jìn)行瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,2.對(duì)礦區(qū)(煤田)進(jìn)行瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,影響瓦斯賦存、分布因素主要是圍巖透氣性、煤層厚度。 選取勘探和開采階段的瓦斯含量作為瓦斯地質(zhì)區(qū)劃指標(biāo)。,湖南白沙礦區(qū) 瓦斯區(qū)劃圖,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,3.對(duì)井田進(jìn)行瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,褶皺構(gòu)造發(fā)育，煤層剖面和平面變形討論。,褶皺程度取決于巖層

4、形變程度，剖面變形數(shù)可以反映某一剖面上煤（巖）層的變形程度，但不能很好地反映研究區(qū)內(nèi)煤（巖）層在三維空間上的變形特征。雖然不同剖面上的變形系數(shù)可以顯示橫向上褶皺復(fù)雜程度的變化，但對(duì)總體變形程度的反映是較粗略的。因此，我們重點(diǎn)討論平面變形系數(shù)的有關(guān)問題。,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,平面變形系數(shù)Kp,式中 Kp平面變形系數(shù)； h相鄰等高線的標(biāo)高差，m； L1靠近計(jì)算單元中心的等高線在單元內(nèi)的實(shí)際長度，m； L2靠近計(jì)算單元中心的等高線在單元內(nèi)的割線長度，m； L3計(jì)算單元中心處兩條等高線間的平距，m。,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,魚田堡煤礦6號(hào)煤層底板等高線及Kp等值線,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,采用“滑動(dòng)窗口法”計(jì)算了每

5、一個(gè)網(wǎng)格（200m200m）交點(diǎn)上的Kp值，采用0.25的間距，勾繪了6號(hào)煤層Kp等值線。從Kp等值線和突出點(diǎn)分布情況來看，6號(hào)煤層突出危險(xiǎn)性隨Kp值增高而增大。除井田中部以斷裂為主的F1構(gòu)造帶需單獨(dú)分析外，幾乎所有突出點(diǎn)都落在Kp值大于1.0的范圍內(nèi)，1.0的等值線所圈定的范圍可預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)區(qū)域。,6號(hào)煤層突出嚴(yán)重，突出分布與構(gòu)造復(fù)雜程度表現(xiàn)出明顯的一致性，已發(fā)生的167次突出都集中在井田內(nèi)三個(gè)構(gòu)造破壞帶。,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,4.其它瓦斯地質(zhì)區(qū)劃指標(biāo),（1）傾角標(biāo)準(zhǔn)差反映煤層傾角變化大小，褶曲發(fā)育情況,S-傾角標(biāo)準(zhǔn)差； Xi-每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的傾角； X-統(tǒng)計(jì)單元平均傾角； n-觀測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。,

6、（2）煤厚標(biāo)準(zhǔn)差反映煤層厚度變化大小,Sm-煤厚標(biāo)準(zhǔn)差； Smi-每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的煤厚； -統(tǒng)計(jì)單元平均煤厚； n-觀測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,（3）揉皺系數(shù),KL0-揉皺系數(shù)； m2 -二類煤結(jié)構(gòu)厚度； m3-4-統(tǒng)計(jì)單元平均傾角； M-煤層總厚度。,（4）小斷層密度 統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)，單位面積或長度上小斷層條數(shù)，反映裂隙構(gòu)造發(fā)育程度。,（5）煤厚變異系數(shù),M,m,m,K,L,4,3,2,0,5,.,0,-,+,=,m,m,S,C,S,=,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,7.5 瓦斯地質(zhì)變量 1.什么是瓦斯地質(zhì)變量？,某一瓦斯地質(zhì)現(xiàn)象可取不同數(shù)值的變量。,按性質(zhì)可分：定性變量、定量變量 (1)定性變量：沒有量

7、的概念，只是某種屬性的描述。如煤層頂、底板巖性；地質(zhì)時(shí)代等。常用二態(tài)變量來表示即用“0”和“1”來表示某種屬性的“有”和“無”。 (2)定量變量：如煤層厚度、瓦斯成份、煤層埋藏深度等,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,2. 瓦斯地質(zhì)變量選取,目的：挑選與瓦斯賦存或瓦斯突出直接或間接關(guān)聯(lián)的變量。,注意： (1)選取變量時(shí)，開始盡可能多選，避免漏掉有用信息，然后用數(shù)學(xué)方法篩選。 (2)瓦斯地質(zhì)分析篩選和數(shù)學(xué)方法篩選變量不一致時(shí)，應(yīng)具體分析和變換，盡可能保證數(shù)學(xué)方法選上瓦斯地質(zhì)分析篩選出的變量。,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,3.常用的數(shù)學(xué)分析方法,(1)回歸分析(一元線性回歸、多元線性回歸) 用來研究某一變量與其它若干變量之間關(guān)系，可以確定一個(gè)變量如何隨其它變量變動(dòng)而變動(dòng)。 (2)判別分析 在一準(zhǔn)則下，用數(shù)學(xué)方法找出若干變量的一個(gè)或幾個(gè)線性組合，根據(jù)未知樣本的多變量觀測(cè)值將一個(gè)樣本或一群個(gè)體劃歸幾個(gè)已知母體之一的多元分析方法。 (3)因子分析 研究一組變量之間的相關(guān)性。,7 瓦斯地質(zhì)區(qū)劃,(4)數(shù)量化理論 數(shù)量化理論(、 、 、)