2.4.1..1석탄의 이중 구멍 시스템
석탄층은 이중 구멍 미디어로, 균열-구멍 저장층에 속하며, 이는 이미 다분야, 다학과 범위 내에서 * * * 인식을 달성했다. 그림 2.4 는 석탄을 여러 개의 기질 블록으로 분할하는 석탄 저장층의 구멍 구조에 이상적인 모델이며, 기질 블록에는 대량의 작은 구멍이 포함되어 있으며, 가스 저장의 주요 공간으로, 그 침투성이 매우 낮다. 절단은 석탄의 보조 구멍 틈 시스템이지만 석탄층에서 유체 (가스와 물) 누출의 주요 통로이다. 기공과 절단은 모두 석탄 저장층 연구의 중요한 내용이다.
그림 2.4 석탄의 이중 기공 시스템
(워렌 등에 따르면 1996)
그림 2.4 의' 컷' 은 석탄층에서 수직층에 가까운 천연 균열을 가리킨다. 그 원인은 내생과 외생 (구조원인) 의 구분이 있고, 규모는 크고 작으며, 탄전 지질학상의' 균열' 과 동의어이다. 석탄층가스 지질 분야에서는 일반적으로' 절단' 과' 틈' 을 통용하는데, 용어상의 혼란을 피하기 위해 이 책에서는' 절단' 이라는 단어를 사용한다.
2.4. 1.2 연구 방법 비교
석탄 저장층의 저장, 침투, 보전 등의 성능을 파악하기 위해 사람들은 야외에서 실내까지 거시에서 미시까지 다양한 수단과 방법을 사용하여 석탄의 절단과 틈새를 연구하고 있으며 표 2. 10 은 일반적으로 사용되는 몇 가지 방법을 열거했다. 연구 방법은 크게 관찰 묘사와 물리적 테스트의 두 가지 범주로 나뉜다. 전자는 질적 연구를 위주로 하고, 후자는 정량 연구로, 둘 다 거시적이고 미시적인 수단을 가지고 있다.
표 2. 10 에서 볼 수 있듯이, 갱도 벽과 손 표본 관찰, 탄암 마감 블록 같은 광학 현미경 관찰 등과 같은 일부 방법은 주로 절단리를 연구하는 것입니다. 어떤 방법은 주로 물 구멍 틈새 측정과 저온 질소 흡착과 같은 구멍 틈새를 연구하는 것이다. 헬륨 다공성 및 수은 압축 시험과 같은 일부 방법은 구멍-절단과 함께 연구합니다. 어떤 방법은 절개와 틈새를 각각 연구하는데, 예를 들면 스캔글라스 방법과 같다.
표 2. 10 석탄층 이중 구멍 시스템 공통 연구 방법 비교
(장신민 등, 2002 년)
구멍 틈-절단과 함께 연구한 물리적 테스트 결과에 따르면 일반적으로 석탄에서 구멍 (절단 포함) 의 공간 척도는 < 0.01μ m 은 미세 구멍, 0.01~ 0./Kloc-로 나뉜다. 설명을 관찰하면 절단과 구멍의 원인 유형, 연결성, 통계적 절단의 우세 방향, 밀도 등을 확인할 수 있으며, 중요한 직접적인 자료를 얻는 것은 석탄 저장층 연구의 효과적인 방법 중 하나이다. 갱도벽, 수표본, 광학현미경, 스캔글라스 등 다양한 규모의 대량의 관찰과 연구를 통해 우리나라 석탄의 절단과 구멍의 기본 특징을 넓은 범위에서 이해하고 석탄 저장층에 대한 인식을 심화시키고 확대할 수 있다.
2.4. 1.3 석탄 구멍의 스캐닝 전자 현미경 특성
스캔전자현미경 (scanning electron microscope, 이하 SEM 또는 스캔글라스) 은 석탄층과 사암, 회암, 분출암 등 석유가스 저장고를 평가하고 연구하는 데 없어서는 안 될 효과적인 수단이다. 스캔글라스의 유효 해상도에 따르면 석탄의 작은 구멍과 구멍이 연구의 주요 대상이다.
2.4. 1.4 석탄 기공의 유전 적 유형
석탄의 구멍 틈의 원인과 발육 특징은 석탄 구조, 석탄층 가스, 가스 저장 및 침투 성능의 직접적인 반영이다. 원인에 따라 간 (1972) 등은 석탄의 구멍을 분자간 구멍, 석탄식물 조직구멍, 열성인공, 균열구멍으로 나눕니다. 하오 치 (1987) 는 식물 조직 구멍, 기공, 입자간 구멍, 결정간 구멍, 주형 구멍, 용해공 등으로 나뉘는데, 이들 중 일부는 사암이나 회암 저장소의 이름을 크게 차용했다. 그러나 석탄 저장고와 사암, 회암 매장층은 큰 차이가 있다. 이 책은 석탄의 암석 구조와 구조에 입각하여 석탄의 변질, 변형 특징을 기초로 대량의 스캔글라스 관찰 결과를 근거로 석탄 구멍의 원인 유형을 4 대 범주 9 소류 (표 2. 1 1) 로 나누었다.
표 2. 1 1 석탄의 구멍 틈 유형과 그 원인에 대한 간략한 설명
(장신민 등, 2002 년)
(1) 기본 구멍
원생 구멍은 석탄이 퇴적될 때 이미 있던 구멍이며, 원생 구멍은 구조공과 부스러기 사이의 구멍으로 나뉜다.
구조공 (또는 식물조직공) 은 석탄식물 자체가 가지고 있는 다양한 조직구조공 (예: 세포강, 무늬 구멍, 체공, 수공공 등) 으로, 세포강은 석탄에서 가장 흔하다. 구조 구멍의 구멍 지름은 몇 ~ 수십 미크론이며 모양은 타원, 삼각형, 불규칙성 등이 됩니다. 세포강은 대부분 정도가 다른 변형을 가지고 있으며, 공간 연결성이 좋지 않다. 특히 섬유질 실크체의 세포강은 한 방향으로만 발달하여 서로 거의 연결되어 있지 않다.
부스러기 구멍은 석탄의 각종 부스러기 모양의 현미조 (예: 거울 부스러기, 게으름 부스러기, 껍데기 부스러기 등 부스러기 알갱이 사이의 구멍) 를 가리킨다. 이 부스러기 알갱이들은 일정한 형태가 없어 불규칙한 모서리, 반각, 동그란 모양 등 크기가 2 ~ 30 μ m (진페원, 1996) 이며, 이로 구성된 부스러기 사이의 구멍 형태는 불규칙적인 형태를 위주로 하고, 구멍 크기는 일반적으로 부스러기보다 작다. 이러한 부스러기는 석탄이 일찍 분해되거나 운반되어 기계적으로 파괴된 식물 잔해에서 비롯될 수 있으므로 부스러기 구멍이 원생공일 수 있습니다. 부스러기 간 구멍의 발육은 부스러기 입자의 제약을 받으며, 마이크로영역만 연결되어 있고, 석탄에 부스러기 모양의 현미팀의 함량이 적기 때문에 부스러기 간 구멍의 수가 적고, 석탄 저장층 침투율에 크게 기여하지 않는다. 부스러기 구멍은 이전 문헌에서 설명한 입자간 구멍 또는 입상 퇴적 구조 구멍과 동등하며, 입자간 구멍은 사암 저장층의 주요 공극으로 사암의 침투율에 결정적인 역할을 하며, 사암 저장층과 구별하기 위해 석탄 저장층의 부스러기 입자 사이의 구멍을 부스러기 구멍이라고 합니다.
원생공은 석탄의 저변질 단계에서 비교적 많이 보존되어 있으며, 변질도가 심화되거나 구조작용이 파괴됨에 따라 원생공이 변형, 축소, 폐쇄, 소멸 등의 변화를 겪으면서 원생구멍은 재생될 수 없다.
(2) 기공
석탄화작용 과정에서 생기와 집합작용으로 형성된 구멍은 기공이다. 어떤 학자들은 그것을 열성인공이라고 부르고, 어떤 학자들은 이를 변질공이라고 부른다. 흔히 볼 수 있는 단일 기공의 크기는 0.05 ~ 3 μ m, 1 μm 정도입니다. 단일 기공의 형태는 주로 원형이고 가장자리는 매끄럽다. 이어 타원형, 배 모양, 튜브 모양, 불규칙한 항만형 등이 뒤를 이었다. 기공은 대부분 고립된 형태로 존재하며, 상호 연결성이 좋지 않다.
석탄 및 암석 성분에 따라 기공의 발달 특성이 다르다. 껍데기 그룹의 기공은 가장 발달하며, 대부분 집단 형태로 나타난다. 어떤 껍데기 질체는 껍데기 벽을 가지고 있고, 껍데기 벽에는 기공이 거의 없고, 껍데기 안의 기공이 밀집되어 있다. 거울 그룹의 기공은 비교적 발달하지만, 매우 고르지 않고, 무리를 이루는 특징이 두드러지고, 기공군의 기공이 무질서하거나 질서 정연하게 배열되어 있다. 타원형 및 원형 튜브 기공의 장축 방향 배열; 기공군과 기공군 사이에는 거의 연결되어 있지 않으며, 때로는 기공이 절단리와 연결되어 있다. 불활성 그룹에는 기공이 거의 없다.
(3) 외생공
석탄이 굳어 암석이 된 후 지질 구조의 작용으로 형성된 기공은 외생공이다. 외생 구멍은 자갈 구멍, 깨진 입자 구멍 및 마찰 구멍으로 나눌 수 있습니다.
자갈 구멍은 석탄이 구조에 의해 파괴되어 형성된 자갈 사이의 구멍이다. 자갈은 직선 모서리 뾰족한 모서리 모양으로 서로 변위가 작거나 변위가 없으며 자갈 구멍의 크기는 2 ~10 μ m 입니다. 원생 구조 석탄과 산산조각 난 석탄의 거울질 그룹 중 자갈공이 발육이 비교적 좋고, 종종 목도 발육이 있어 국부 연결성이 비교적 좋다. 경미하게 변형된 석탄에서 자갈구멍이 우세하여 석탄 저장층의 침투율을 높이는 데 유리하다.
깨진 구멍은 석탄이 비교적 심각한 구조적 파괴로 형성된 깨진 알갱이 사이의 구멍으로, 동그란 모양, 띠 또는 조각 (장혜, 1998) 과 같고, 깨진 알갱이 사이에는 변위나 스크롤이 있으며, 알갱이 크기는 5 ~ 50 μ m 이고, 그 틈은 0.5 ~ 5 μ m 이다
마찰구멍은 석탄 중압성 구조면에서 흔히 볼 수 있는 구멍이며, 이는 압력 응력 또는 전단 응력 하에서 면과 면 간의 마찰과 슬라이딩으로 형성된 구멍입니다. 마찰 구멍은 원형, 선형, 그루브 및 창강 삼각주 형태를 가지며, 종종 방향성이 있으며, 구멍 가장자리는 들쭉날쭉하고, 크기는 크게 차이가 나고, 작은1~ 2 μ m, 큰 것은 수십 또는 수백 미크론이다. 마찰 구멍은 구성 면에서만 발생하며 공간 연결성이 떨어집니다.
(4) 미네랄 홀
미네랄의 존재로 인해 생긴 틈새를 통칭하여 미네랄 구멍이라고 한다. 구멍의 크기는 미크론 단위로 되어 있으며, 흔히 금형 구멍, 용해 구멍 및 결정간 구멍이 있습니다. 주형공은 석탄의 중원생 미네랄이 유기질에서 경도 차이로 주조한 인구덩이이다. 용식공은 석탄에서 용해성 미네랄 (탄산염류, 장석 등) 이 장기기, 물 작용에 용해되어 형성된 구멍이다. 결정간 구멍은 광물 결정립 사이의 구멍을 가리키며, 원시와 이차 구멍이 있다.
석탄 저수지 연구에서 2.4. 1.5 기공의 역할과 중요성
석탄 기공의 원인 유형이 많고, 형태가 복잡하며, 크기가 같지 않다. 원생공, 외생공, 미네랄공은 >1μ m 의 대공급 구멍을 위주로 석탄층가스 침투에 유리하다. 기공은 0.05 ~1μ M 의 작은 구멍 틈새 위주로 석탄층 메탄 집결 및 침투에 유리하다. < 0.01μ m 의 마이크로구멍은 주로 분자 구조 구멍으로 석탄층 메탄 누출에 대한 의의가 크지 않아 스캔글라스도 분간하기 어렵다.
각종 공극은 모두 유한한 지역 내에서 발달하는데, 어떤 것은 고립 공극이고, 어떤 것은 국부적으로 연결되어 있고, 어떤 공극은 전체 석탄층에서 연결되어 있지 않다. 석탄은 층상 구조로, 모든 종류의 구멍이 3 차원 공간에서 연결되는 것을 제약하는데, 이것이 석탄 기질의 침투율이 낮은 이유 중 하나이다. 석탄층가스는 석탄층 내부에서 움직이고 있으며, 각종 공극은 모두 저장공간이 될 수 있으며, 공극이 많으면 석탄층의 저장고 성능을 높이는 데 도움이 된다. 각 종류의 빈틈은 공간 연결성이 좋지 않지만, 절개를 통해 이중 구멍 시스템에 참여할 수 있기 때문에, 구멍이 많으면 석탄층 메탄의 저장과 확산과 석탄층 메탄의 침투에도 도움이 된다.
보존과 같은 원생 구멍은 석탄의 원생 상태가 잘 보존되어 있음을 나타냅니다. 기공 개발 석탄 솔기 가스 및 가스 저장 성능; 자갈 구멍이 우세한 석탄층의 침투율이 좋다. 산산조각 난 구멍과 마찰공이 많은 석탄층은 구조적 파괴가 심하고, 석탄층의 전체 침투율은 낮다. 용식공과 2 차 미네랄 결정간 구멍 발육은 석탄층의 투수성이 좋다는 것을 반영한다. 석탄의 구멍에 대한 연구는 석탄 저장층의 성질에 대한 인식과 저장성능의 판단을 높이는 데 도움이 된다.
2.4.2 석탄 절단 시스템
2.4.2. 1 절단의 규모, 형태 및 평가
(1) 절단의 크기 유형
절단의 규모에는 큰 차이가 있는데, 작은 사람은 단지 미크론 길이이고, 큰 사람은 미터 길이이다. 규모에 따라 석탄층에서의 발육 정도는 크게 다르며 기체의 침투에 다른 작용을 한다. 이 책은 절단 규모와 석탄층, 탄암 유형 및 탄암 성분과의 관계에 따라 분류한다 (표 2. 12).
표 2. 12 절단의 규모 유형 및 특징
(장신민 등, 2002 년)
(2) 절단의 3 차원 기하학적 형태
절단 시스템에는 서로 대략 수직인 두 그룹이 있는데, 그 중 연장이 크고 발달한 그룹을 면 절단이라고 합니다. 이불 절단으로 절단된 또 다른 세트를 단절단이라고 합니다 (그림 2.5).
절단의 길이는 수준에서 측정할 수 있으며, 발육한 면절단은 균등한 간격으로 분포되어 있으며, 그 길이는 매우 다양합니다 (표 2. 12 참조). 탄암 성분이 평면상 상전이에 의해 제어되는데, 어떤 경탄이나 광탄층은 몇 미터 또는 수십 미터 내에 분포되어 있고, 어떤 것은 몇 센티미터 안에 변화가 나타난다. 발육하지 않는 면절개는 수준에서 짧은 균열로 나타나고, 거시적으로 몇 밀리미터에서 몇 센티미터까지 나타난다. 면 절단의 높이는 탄암 유형 층화와 탄암 성분 두께에 의해 제어되며, 전반적으로 석탄의 광택이 밝을수록 경탄과 밝은 석탄이 많아지고 두께가 커질수록, 절단의 발육과 절단의 높이가 커질수록, 절단 높이는 몇 미크론, 수십 센티미터까지 작아진다.
끝 절단은 일반적으로 면 절단과 서로 연결되어 있다. 끝 절단의 길이는 면 절단 간격에 의해 제어되며, 면 절단 간격이 넓을수록 끝 절단이 길어집니다. 끝 절단은 면 절단의 고도의 통제 요인과 동일하며, 주로 탄암 유형 및 탄암 그룹과 관련이 있다.
절단의 폭은 그 규모와 관련이 있다. 절단 규모가 클수록 너비도 커지고 변경 범위는 일반적으로 1 μm 에서 몇 센티미터까지입니다.
절단 형태도 다양하다. 차원적으로는 주로 1 메쉬, 이런 절단 연결성이 좋고, 매우 발달한다. ② 대략 평행으로 배열된 면절리극발육, 단절리극이 매우 적고, 이런 절단리발육, 연결성이 비교적 좋다. ③ 얼굴 절단은 짧은 균열 모양이나 불연속적으로, 단절단리는 보기 드물다. 이런 절단리연결성이 나쁘고 발육이 비교적 심하다.
그림 2.5 석탄 절단 시스템지도
(장신민 등, 2002 년)
단면에서 절단은 주로 층리나 비스듬한 교차층에 수직으로 평행하게 배열되어 있다.
(3) 절단 평가 방법 및 기준
베기의 수, 기하학, 연결성 등의 차이는 매우 크다. 통일된 평가 방법과 기준이 없다면 석탄에서 베는 발육 정도, 침투성에 대한 기여도를 객관적으로 평가하는 것도 쉽지 않다. 자료의 대비와 종합 사용도 쉽지 않다. 이를 감안하여, 현재 절리밀도, 연결성 및 발육 정도에 대해 다음과 같은 평가 기준과 방법을 제시하였다.
1) 절단 밀도: 일정 거리 내 절단 수의 양을 나타내며, 절단 발육 정도를 반영한다. 밀도 측정은 연구 방법과 관련이 있으며, 육안의 해상도는 0. 1mm 보다 큰 절단만 볼 수 있습니다. 광학 현미경으로 1 μm 보다 큰 절단리를 구분할 수 있습니다. 스캔글라스 아래 500 배 확대하면 길이 0.6 μm 의 절개를 구분할 수 있다. 해상도의 제한으로 인해, 서로 다른 연구방법으로 측정한 절단리는 유형이 다르며, 그 밀도도 매우 다르다. 예를 들면 왕가채11~1~13 탄층, 손표본 관찰 통계면 절단 밀도는 20 ~ 50 이다 서로 다른 통계 방법을 볼 수 있는데, 그 절단의 규모와 밀도의 차이는 매우 크다. 우리나라 석탄 중 절단의 특징에 따라 잣대에 따라 절단의 밀도를 3 등급으로 나누다 (표 2. 13).
표 2. 13 분리 밀도 수준 구분
(장신민 등, 2002 년)
2) 절단의 연결성: 연결에는 동일한 절단 유형 간의 연결과 서로 다른 절단 유형 간의 연결 상태가 포함됩니다. 초소형 절단리 사이의 연결만 있고, 소형, 소형 및 기타 더 큰 절단리의 연결이 부족하여, 초소형 절단리가 다시 발달해도 유체가 스며들기 어렵다. 마찬가지로, 거대하고 큰 절단리만 발달하고, 더 작은 절단은 발육하지 않으며, 구멍의 유체는 거대하고 큰 절단리와 소통할 수 없어 사공이 된다. 침투성이 좋고, 산량이 높으며, 초소형 → 미니 → 소형 → 중형 → 대형 → 대형 → 거대 절단 등 각급의 절단 내부 및 상호 간에 네트워크를 형성하고, 서로 연결되어 있어야 진정한 고침투성 저장층이 나타난다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) 연결성은 슬라이스 사이의 연결 상태, 침투성에 대한 기여 및 기하학적 특성에 따라 세 가지 수준으로 나뉩니다 (표 2. 14).
표 2. 14 절단의 연결성 등급 분류
(장신민 등, 2002 년)
3) 절단의 발육 정도: 절단리의 밀도, 길이, 높이, 균열 폭 및 연결성을 포함하여, 전체적으로 절단리의 발육 상태와 석탄 저장층 침투성에 미치는 영향을 반영한다. 주로 밀도와 연결성의 두 가지 지표를 사용하여 절단리의 발육 정도를 구분한다 (표 2. 15).
표 2. 15 절개 발육 정도 구분
(장신민 등, 2002 년)
2.4.2.2 중국의 일부 광산 지역의 석탄 절단 특성
(1) 매크로 절단 특성
우리나라 일부 탄광구 석탄 샘플을 분석해 정리한 통계 결과는 표 2. 16 에 나와 있다. 절단 밀도는 절단 규모가 작아짐에 따라 암호화되며, 그 변화 추세는 대형 < 중형 < 소형이다. 대형 절단 밀도는 0.1~ 23 개/10cm, 일반적으로1~ 6 개/10cm 입니다. 중형 절단 밀도는 3 ~ 50 개/10cm 의 밀도로 크게 증가했습니다. 작은 절단 밀도는 3 ~140/10cm 입니다. 절단 밀도만으로 볼 때 중간, 작은 절단 밀도는 모두 3 개/10cm 보다 크거나 같고, 절단은 발육한다. 각기 다른 유형의 절단리의 밀도와 발육 정도는 모두 상술한 발육 법칙에 부합하며, 하나 이상의 탄암 유형을 관통하는 절단밀도는 자연히 한 탄암 유형 내의 절단밀도보다 적고, 한 탄암 유형 내의 절단밀도는 또 단일 탄암 그룹 내의 절단밀도보다 적다.
광산 관찰에 따르면 학강, 칠대강, 양천, 류리, 한성, 임환, 남동, 송조류, 수성, 반강 등 광구의 대, 중, 소형 절단리가 비교적 발달하거나 발육하여 메쉬 절단리가 흔하다. 진성, 학벽, 평정산현, 숙현, 토하 분지 등 대형 절단리가 비교적 발달하거나 발육하지 않는다.
미국의 다른 석탄계 (RMAX = 0.28% ~ 3.86%) 의 석탄층은 석탄벽에서 면 절단 밀도가 0.5 ~ 50 개/10cm 이고 면 절단 밀도가 평균1인 것으로 관찰되었다.
(2) 절단 방향
절단의 방향은 절단이 형성될 때 지역 수평 주 응력의 방향과 관련이 있어 석탄 분지 절단의 방향이 다르고 (표 2. 16) 같은 석탄 분지 절단의 방향도 다르다. 토하 분지 삼도령 광구처럼, 각 광산은 기본적으로 일관되게, NE 방향으로 향하고 있다. 학강탄전 북부 영북 광산은 가까운 SN 방향으로 향하고, 중부 남산 광산은 NW 방향으로 향하고 있다. 청수탄전 북부 양천광구 절단은 NNE 방향이고, 남부 진성광구 절단은 NW 방향이다.
표 2. 16 중국의 주요 광산 지역의 석탄 수준 절단 시스템 통계
(장신민 등, 2002 년)
(3) 마이크로 절단 특성
반사현미경으로 각 광구의 마이크로면 절단 밀도는17 ~ 294 개/10cm (표 2. 17) 이며, 절단 발육 정도는 비교적 발육 위주로 한다. 학강, 한성, 풍성, 남동, 송조류, 수산성 등 광구의 면절단 발육은 100 조/10cm 보다 밀도가 높다. Sandaoling, Tiefa 광업 지역의 석탄 절단 밀도는 작습니다. 끝 절단 밀도는 일반적으로 면 절단보다 작고 밀도는10 ~118/10cm 입니다.
표 2. 17 일부 광산 지역의 미세 절단 통계
속표
(장신민 등, 2002 년)
마이크로 컷 밀도와 발육 정도는 덩어리 석탄 광선의 거시탄암 유형과 관련이 있으며 석탄의 전체 광택이 밝을수록 컷 밀도가 높아지며 일반적으로 밝은 석탄 > 반광탄 > 반암탄 > 암암탄입니다. 남동광과 같은 석탄층 (13- 1 석탄층), 밝은 석탄 (13-1-/Kloc-; 반암반광탄 (13- 1-5 예) 면 절단 밀도는 100 개/10cm 입니다. 반암탄 (13- 1-3 예) 면 절단 밀도는 7 1 바/10cm 입니다. 암담한 석탄 (13- 1-6 예) 면 절단 밀도는 37 개/10cm 입니다. 다른 광산 지역의 샘플에도 비슷한 현상이 있다.
2.4.2.3 절단 된 스캐닝 전자 현미경 특성
스캔글라스는 주로 석탄의 폭이 0.1~10 μ m 인 마이크로절단과 초미절리를 관찰한다. 샘플은 탄암 덩어리의 자연 단면으로, 이 단면은 수직층리일 수도 있고, 층, 균열, 미끄럼면, 그룹 인터페이스 등이 될 수도 있다.
(1) 절단의 전자 현미경 특성
원인에 따라 절단은 내생절단 (또는 수축 절단) 과 구조절단 (또는 외생절단) 으로 나눌 수 있다.
스캔글라스 아래 내생절개는 대부분 짧은 직선형으로, 조를 통과하지 않고, 대체로 수직층을 이루며, 주로 거울 그룹, 특히 균질경질체에서 발달한다. 경질체의 두께가 클수록 내생절개가 길어지고, 종종 균등한 간격으로 배열된다. 구조 절단에 비해 내생절단 폭이 크고 (대부분 몇 미크론), 밀도가 낮고, 파생 절단이 적고, 연결성이 떨어진다.
구조 절단은 폴리라인, 곡선, 들쭉날쭉한 모양, 깃털 모양 등으로, 대부분 비스듬히 교차되어 서로 다른 구성 요소를 통과하고, 채워지지 않거나, 조각으로 채워진다. 시공 절단은 일반적으로 간격이 다르고 길이, 폭, 밀도도 다양하며 차이가 크다. 구조 절단은 종종 파생 * * * * 멍에 절단과 관련이 있으며, 다양한 수준의 절단은 다이아몬드 네트워크, 삼각형 네트워크, 다각형 네트워크, 체크 무늬 네트워크 등이 있습니다.
(2) 절단 밀도 및 계산 방법
거시에서 미시에 이르기까지 석탄 저장층의 절단 밀도를 계산하는 방법은 여러 가지가 있다. 어떤 것은 선으로 계산하고, 어떤 것은 면적별로 계산하며, 변형 광물 전위 밀도의 계산 방법 (장혜, 1989) 과 비슷하다. 스캔글라스는 2 차원 이미지를 관찰하기 때문에 면적에 따라 절단 밀도를 계산하는 것이 적당하다. 제곱센티미터당 보이는 절리조의 수를 절단 밀도로 하고, 조수의 결정은 길이, 폭, 원인에 관계없이 방향이 다르다. 계산 공식은 다음과 같습니다.
절단 밀도 = 막대 수 × 승수 2/ 화면 영역 (단위: 막대 /cm2)
절단 밀도는 관찰 규모에 따라 다르며, 석탄층, 석탄, 그룹별 절단 밀도를 비교하면 동일한 관찰 척도를 사용해야 한다. 대량의 관찰 결과 볼 때, 석탄에서 0.5 μm 미만의 절단은 더 이상 볼 수 없으므로 (구조 변형이 심한 석탄은 제외), 통계탄에서 절단 밀도를 500 배 정도 확대하는 것이 좋다.
(3) 1 차 구조 석탄의 절단 밀도
표 2. 18 은 일부 기본 구조 석탄의 통계적 절단 밀도를 나열하고, 석탄 구조 유형은 손 표본 관찰을 기준으로 하며, 전체 석탄층을 나타내는 것은 아니며, 확대 배수는 모두 480 배, 유효 구분 하한은 약 0.62 μm 이다. 통계적 절단 밀도는 여러 화면에서 계산 결과의 평균이며, 한 화면에서 계산 된 결과는 마이크로 영역 절단 밀도입니다.
절단 밀도가 300 개 /cm2 미만인 경우, 절단은 대부분 거울조로 제한되며, 불활성 그룹과 암탄 지역 (미네랄이 풍부한 지역) 에 의해 차단되어, 절단이 그물로 연결되기 어려워, 절단이 발달하지 않고, 그물망이 되지 않는다. 절단 밀도가 300 ~1000 개 /cm2 일 때, 부분 절단은 서로 다른 구성 요소를 국부적으로 통과하여 마이크로영역 네트워크를 형성하여 비교적 발달할 수 있다. 컷 밀도 >1000 /cm2, 넓고 긴 컷은 서로 다른 구성 요소를 통과하고 종종 2 차 * * * 멍에를 베어 다양한 구성의 컷 네트워크를 형성하는데, 이때 컷은 발육하고 메쉬가 된다.
표 2. 18 에 열거된 상황을 보면 대부분의 석탄층은 비교적 발육하고, 마이크로구역은 그물로, 소수의 석탄층은 발육과 발육이 되지 않는다. 헤이룽장 칠대강 90 탄층과 화 남신집일광 1 1 석탄층의 블록 샘플 절단 밀도 >1000 /cm2, 절단 발육 및 그물망; 수성 왕가채11~1
표 2. 18 기본 구조인 석탄 스캔글라스 확대 480 배 통계 절단 밀도
참고: 무연탄은 무연탄입니다. PM 은 희박한 석탄입니다. FM 은 비료 석탄입니다. QM 은 가스탄입니다. (장신민 등, 2002 년)
표 2. 19 는 일부 원생 구조 석탄의 마이크로구역 분리 밀도로 양천사광 15 석탄, 학강령북 29 석탄, 남산 15 석탄의 내생적 절단 밀도 계산 결과를 보면 내생절단 폭이 크다.
표 2. 19 기본 구조 석탄 미세 구역 분리 밀도 계산 결과
참고: 무연탄은 무연탄입니다. SM 은 마른 석탄입니다. FM 은 비료 석탄입니다. QM 은 가스 석탄입니다. CY 는 긴 화염 석탄입니다. (장신민 등, 2002 년)
같은 석탄층에서 경질조와 게으름질조의 절단 밀도는 차이가 난다. 예를 들어 산시 () 지방의 조쥐라세 석탄층에서 거울조의 절단 밀도는 1200 /cm2 이고, 게으름질조의 절단 밀도는 200 개 /cm2 이고, 경질조는 게으름질의 6 배이다. 또 화남 신장자 광산 1 1 석탄, 거울 그룹의 절단 밀도는 4 167 개 /cm2, 혼합 그룹의 절단 밀도는135 입니다. 한성하유구 3 탄과 닝샤은동구 석탄의 절단 밀도는 6667 개 /cm2 와 7733 개 /cm2 에 달한다. 이 석탄들은 거시적으로 원생 구조인데, 실제로는 어느 정도 구조적 파괴를 겪었는데, 절단 밀도의 증가는 주로 구조 절단리의 발생으로 인한 것이다.
(4) 구조 석탄의 절단 밀도
산산조각 난 석탄, 산산조각 난 석탄, 모각탄을 통칭하여 구조석탄이라고 한다. 구조 석탄은 주로 각종 구조 입자로 구성되어 있다. 구조 석탄의 절단은 스캔글라스 아래의 현미구조 중 하나이며 표 2.20 에는 일부 구조 석탄의 미세 영역 절단 밀도가 나와 있다.
표 2.20 구조 석탄의 미세 영역 절단 밀도
(장신민 등, 2002 년)
표 2.20 에서 볼 수 있듯이, 구조 석탄의 절단 폭은 작고, 등급이 많고, 밀도가 높고, 분포가 매우 고르지 않으며, 밀도는 대부분 제곱센티미터당 수천 개, 때로는 수십만 개에 달한다. 밀도가 수만 개에서 수십만 개에 달하는 마이크로구역은 대부분 석탄의 강도가 큰 자갈과 알갱이 또는 미끄럼면에 있다. 포위압이 있는 경우, 이러한 고절리 밀도 영역은 하나의 전체이며, 포위압이 방출되면 산산조각이 나거나 모질로 흩어진다. 구조 석탄의 절단 밀도는 매우 크지만, 모두 마이크로구역이라 석탄층 전체의 저장 성능에 영향을 미치지 못한다.
구조파괴작용은 석탄 저장층에 긍정적이고 반양면의 작용을 하고, 경미하고 적당한 구조파괴작용으로 석탄층을 파열시키고, 자갈과 절개를 만들어 침투율을 높인다. 비교적 강한 구조파괴작용은 석탄층을 산산조각 내거나 각화시켜 석탄층의 원생 구조를 파괴하고, 절단 시스템의 연결성을 감소시켜 석탄층의 침투성을 악화시킨다.
2.4.2.4 절단 개발의 영향 요인
석탄에서 잘리는 발육은 매우 고르지 못하며, 석탄에서 잘리는 발육에 영향을 미치는 요인은 외부적 요인과 내재적 요소 (석탄층 자체) 로 나눌 수 있다. 외부 요인은 주로 석탄층에 작용하는 외력의 성질, 크기, 작용 방식을 가리키며, 그다음에는 석탄층 상단 백플레인 암석학과 기계적 성능도 있다. 내재적 요인으로는 탄암 성분과 변질 정도 등이 있다.
(1) 유기 미세 성분의 영향
거울 그룹 (특히 균질 경질체) 은 촘촘하고 균일하며 블록이 커서 절단이 순조롭게 확장되고 발전하는 데 도움이 된다. 불활성 그룹은 다공형과 섬유형으로, 섬유의 세로 상순층이 배열되어 있고, 틈새로 인해 응력이 방출되고, 섬유질 실크가 수직 섬유 방향으로 갈라지는 것이 더 어렵기 때문에 불활성 그룹은 방출 응력, 감소, 차단 등의 역할을 하며, 절단 발육에 불리하다. 껍데기 그룹의 기계적 강도는 거울과 게으름 그룹보다 크며, 그 변형 과정은 거울과 비슷하며, 대부분의 석탄층에는 껍데기 그룹이 거의 없기 때문에 껍데기 그룹은 석탄 저장층의 절단 발육에 큰 영향을 주지 않으므로 함량이 높을 때 중시해야 한다.
게으름 그룹 함량이 높은 석탄층은 절단리의 발육과 연결에 불리하다. 예를 들면 오르도스 조쥐라세의 많은 석탄층 게으름 그룹 함량이 50% 이상이며, 이들 석탄층 중 게으름 그룹이 절개를 막는 현상은 분명하다. 경질팀의 함량이 높은 석탄층은 이치가 발달하여 그물로 연결되어 있어 진성, 철법, 푸순 등의 석탄층과 같은 우등 석탄 저장고라고 할 수 있다.
(2) 미네랄의 영향
미네랄은 유기질보다 경도가 높으며, 석탄 중 미네랄 (주로 원생 광물질) 은 대부분 고르지 않은 상태로 발생한다. 미네랄이 많은 곳에서는 석탄의 광택이 어둡다. 암담한 지역의 절단 발육 정도는 광명영역보다 낮으며, 거시에서 미시까지 흔히 볼 수 있는 광탄절단 넓이, 수량이 많고, 암담한 석탄 절단이 좁고 수량이 적은 현상은 미네랄이 일정한 조건 하에서 절단 발육에 불리하다는 것을 보여준다. 그러나 심하게 변형되는 석탄이나 고름탄에서 깨지지 않고 가루가 되지 않은 큰 블록은 보통 미네랄이 풍부한 암담한 석탄으로, 이 암암탄에는 높은 절삭 밀도가 있어 미네랄이 석탄의 강도를 높이는 역할을 한다는 것을 보여준다.
2.4.3 석탄 변성 작용의 영향
우리나라 석탄 변질의 특징 중 하나는 변질시간이 늦었고, 많은 석탄급이 높아지는 것은 연산기에 있기 때문에 일정 범위 내의 다른 석탄급을 같은 응력장에 있는 것으로 볼 수 있다. 표 2. 18 에서 볼 때 무연탄의 절단 밀도는 연탄보다 낮고, 연탄의 기계적 강도는 낮으며, 외력 반응에 민감하여 쉽게 변형된다. 무연탄 기계의 강도는 상대적으로 높고, 같은 적당한 응력장에서 중변질 석탄의 절단 밀도는 고변질 석탄보다 높다. 그러나 중변질탄의 절단리는 알갱이, 미끄럼막 등에 의해 막히기 쉬우며, 고변질탄의 덩어리율이 높아서 절단리연결이 비교적 좋다.
Rmax 가 0.51%~ 4.38% 이고, 절단 밀도가 넓고 복잡하지만, Rmax 가 0.8% 미만이기 전에 알 수 있습니다 Rmax 가 0.8% ~ 2.5% 사이일 때 밀도 변화 범위는 매우 넓습니다. 이는 샘플의 탄암 유형과 관련이 있으며, 전체 추세는 RMAX < 0.8% 및 RMAX > 2.5% 의 절단 밀도보다 큽니다.
그림 2.6 표면 절단 밀도와 석탄 변성 정도의 관계
(장신민 등, 2002 년)