地学前缘 ›› 2017, Vol. 24 ›› Issue (5): 395-401.DOI: 10.13745/j.esf.yx.2016-10-11
邓奇根,刘明举,崔学锋,温洁洁
摘要: 位于准噶尔盆地东南缘与北天山北麓、博格达山的盆山结合部位的煤矿主要发育有下—中侏罗统西山窑组和八道湾组低变质烟煤。区内诸多矿井(区)煤岩层、井下水、采空区及出露温泉(井)水体中硫化氢富集异常,且硫化氢往往与二氧化碳共存。煤层瓦斯气体组分以N2、CH4为主,伴有H2S、CO2及C2H6、C3H8等重烃组分,瓦斯气体组分中硫化氢最高可达2.11%,对煤矿工人的职业健康和安全生产造成严重的影响。区域煤层埋藏深度大多处于200~900 m,地层温度小于40 ℃,SRB繁衍激烈,样品中检测值平均为791个/g样品。沿径流方向,地下水矿化度逐渐增高,pH值也逐渐上升,Ca2+浓度逐渐下降,水体富含SO2-4,在充足的有机质及还原环境中,容易发生BSR作用,形成硫化氢。区域各煤层硫化氢丰度普遍小于3.0%,煤的镜质体反射率普遍介于0.50%~0.75%,表明成煤岩阶段的古地温范围介于80.0~110.0 ℃,小于120 ℃,目前煤层埋藏深度普遍处于200~900 m,其地温小于40 ℃。大部分煤层甲烷碳同位素值小于-50‰,总体偏轻,CH4具有生物甲烷成因特征。煤层气中的δ13CCO2值普遍介于-18.2‰~-11.7‰,表现出有机成因的特征。综合判断区域各煤矿H2S气体主要以BSR成因为主,不排除部分由于煤层火烧烘烤作用,由TDS或TSR成因产生。
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