煤层气是一种新型清洁能源和优质化工原料。开发利用煤层气既可以缓解我国天然气供需紧张的矛盾,又可以改善矿井安全生产条件和有利于保护环境。因而对煤层气富集控制因素和开发区块优选进行研究具有重要意义。论文基于地质学、渗流力学、实验力学,采用理论研究、数值模拟分析和现场实际生产数据资料相结合的方法,分析了铁法煤田及含煤层的地质特征。通过实验揭示煤层气赋存和运移规律,辨识选区评价指标,建立数学评价模型优选勘探开发区块,并对优选区块进行产能预测,为煤层气地面开采提供了依据。通过大量调研和深入分析,阐明了研究区煤层气地质特征主要是:(1)位于盆地西南部的大兴井田为盆地的沉降中心区,也是富煤带的发育部位和气煤的分布区,同时还是煤层气的埋深较大的区域。(2)研究区煤层厚度大,可采层多,煤层含气量稳定,可采资源量大。(3)岩浆侵入活动对煤层气的生成和储集均有重要贡献,主要表现在提高了煤阶,增加了煤层的生气量,增大了煤层气的储集空间和含气量,改善了煤储层的渗透性。(4)受区域构造应力场控制,断层均表现为正断层,断层泥发育,密闭性好;褶皱轴部为裂隙发育带,并表现出明显的方向性,垂直于区内一级褶皱轴向发育的NW方向主裂隙为渗透性优势方位。(5)煤层割理发育,连通性和渗透性较好。(6)煤层埋深适中,具有较好的盖层屏蔽。上述地质条件为研究区煤层气开发的可行性提供了重要保障。通过国内外调研与SEM微观试验,渗透率测试,吸附解吸实验,揭示了研究区煤中气孔、粒间孔大量分布,相互连通;孔隙类型主要为中孔、小孔和微孔,它们是吸附甲烷的主要赋存空间。煤层气在储层中的吸附与解吸、运移规律主要表现为:煤对瓦斯的吸附能力与压力呈正相关关系,与温度呈负相关关系;煤的解吸温度一定时,吸附平衡压力越高,瓦斯解吸总量越大;随着温度的升高,煤体瓦斯吸附量减少,解吸量增大;随着围压的增加,煤样的渗透率呈现指数递减的趋势;瓦斯在煤体中的渗流具有显著的Klinkenberg效应,在孔隙压力与体积应力比值较小时,煤样的渗透率随着瓦斯压力的增大而减小;随着瓦斯压力增大,温度对煤样渗透率的影响逐渐减小。在分析研究区各井田煤层气开发有利条件的基础上,确定生气潜力、储层物性、保存条件为煤层气选区评价的一级指标,煤层厚度、煤变质程度、含气量、孔隙度、煤层渗透率、埋深、顶板岩性、构造作用、水文地质等为二级指标,并确定了评价指标量化标准。建立组合赋权的层次分析-熵权-模糊数学综合评价模型,对各井田的煤层气资源开发前景进行了评价,确认了勘探开发优选区块名列前3的依次是大兴井田、大隆井田和小南井田。该论文有图65幅,表57个,参考文献145篇。