低煤级烟煤瓦斯非均质性分布的地质机理一直是煤矿安全开采生产亟待解决的关键科学问题,不仅具有理论价值,还有重要的社会和实际意义。为此,本文选择了鄂尔多斯盆地南部主要发育低煤级烟煤、瓦斯灾害比较突出的彬长矿区为研究区,以主采4号煤层为研究对象,开展相关研究,期望在低煤级烟煤瓦斯赋存及其非均质性分布的控制机理领域取得新进展,并为矿井安全生产提供理论和技术支撑。本文在研究区地质资料和生产数据综合分析的基础上,系统开展了彬长矿区4号煤层煤岩分析、显微组分定量、镜质组反射率等物性测试,进而通过煤样氩离子抛光+扫描电镜、低场核磁共振、高压压汞、低温氮气吸附等孔-裂隙结构、甲烷吸附和渗透率等实验测试与分析,应用煤岩学、沉积学、构造地质学和瓦斯地质学等理论与方法,探讨了4号煤层瓦斯赋存特征及其影响因素,揭示了瓦斯非均质分布的地质控制机理。主要取得了以下研究成果:1、揭示了彬长矿区瓦斯赋存及非均质性分布特征。彬长矿区北部煤层埋深大于南部,但瓦斯含量整体表现出“中南部和东南部瓦斯高,北部和西北部瓦斯较低”的非均质性分布特点,与随着煤层埋深的增大瓦斯含量增高的一般性规律相矛盾,瓦斯赋存具有显著的特殊性;矿区中南部形成了2个近EW向展布,延伸20km至40km的瓦斯含量高值区,东部和北部在局部形成了瓦斯含量相对较高的区域。2、探讨了不同地质因素对瓦斯赋存的影响。彬长矿区发育的泥质岩层顶板具有良好的隔气性,瓦斯沿着煤层和顶板逐渐运移到向斜的核部富集,形成了位于向斜核部的瓦斯带状富集区;受顶板沉积厚度影响,在南部泥岩厚度大、发育稳定的区域形成瓦斯富集,在北部厚度薄、发育不连续的区域,瓦斯含量较低,导致矿区南部瓦斯含量高于北部;矿区东南部为地下水相对滞留区,可能对瓦斯含量南高北低的非均质性分布也具有一定影响;而瓦斯含量与煤层埋藏深度无明显的正相关关系,则反映了影响瓦斯赋存地质条件的复杂性。3、在彬长矿区4号煤层孔-裂隙结构、渗透性、吸附性特征系统研究的基础上,指出孔-裂隙结构的差异性是影响瓦斯非均质性分布的重要因素之一。研究区4号煤层煤岩煤质、煤体变形及孔裂隙结构等物性特征显著影响着煤层的瓦斯吸附/解吸性及渗透性,是导致瓦斯非均质分布的重要因素之一。研究区水分、灰分较高的煤层甲烷吸附能力一般较弱,煤层的瓦斯含量相对较低;发生了一定程度脆性破裂、构造裂隙及中孔-显微裂隙结构较为发育的煤样,一般表现出较高的渗透率,瓦斯不易发生积聚,煤层具有较低的瓦斯含量,如文家坡矿北部采区、亭南矿西部采区及雅店矿等,而煤体完整、构造裂隙及内生裂隙不发育、孔径配置较差的煤层,渗透率一般较低,瓦斯含量相对较高,如小庄矿、下沟矿西南部采区等;此外,良好的孔径配置（尤其是10～30nm段孔隙）还会增加煤对甲烷的吸附能力,使得煤的甲烷最大吸附量及低压段吸附速率明显较高,煤层常表现出较高的瓦斯含量,如大佛寺矿、下沟矿及小庄矿等。4、揭示了彬长矿区瓦斯非均质性分布的地质控制机理,指出矿区构造及其演化是关键的控制因素。彬长矿区受近EW向同沉积褶皱的控制,在矿区中南部发育近EW向特厚-巨厚煤层,而北部煤层相对较薄;煤岩层厚度具有向斜核部大于背斜轴部的特点,厚煤层区瓦斯生成量较高;向斜核部沉积的泥岩顶底板,对瓦斯起到良好的封堵保存作用,矿区中南部沉积厚度较大,而北部泥岩薄,中南部的瓦斯保存条件优于北部;另外,井下观测表明,北部煤层顶板裂隙较为发育,多为穿层裂隙,对顶板泥岩造成较大的破坏,使顶板的封盖性能大大降低,从而有利于瓦斯的逸散。该论文有图48幅,表28个,参考文献291篇。