本文以太原西山煤田古交矿区为研究对象,通过沉积学、沉积岩石学、煤层气地质学以及数学地质等方法,结合研究区野外地质勘查、煤层气井基础资料和室内实验分析,分析了研究区700余口煤层气井的钻孔资料和煤层气含气量数据,初步查明了研究区晚古生代含煤岩系沉积环境、沉积演化史以及沉积环境、沉积作用对煤层气含气性的影响。通过对古交矿区石炭系太原组、二叠系山西组的沉积相进行分析,得到古交矿区晚古生代含煤岩系主要发育障壁海岸、碳酸盐台地和河控三角洲3种沉积相及10种沉积微相。其中太原组主要发育障壁岛-泻湖-潮坪沉积及碳酸盐台地沉积,山西组主要发育三角洲平原沉积。古交矿区石炭二叠纪主采煤层为山西组2号煤和太原组8、9号煤,平均厚度分别为2.2m、5.0m和4.29m,平均含气量分别为7.29 m3/t、8.9 m3/t和9.99 m3/t。整体而言,太原组煤层厚度大于山西组,煤层含气量也高于山西组。山西组2号煤与太原组8、9号煤相比,煤体结构较简单、灰分含量较高、硫分含量较低;2号煤气体组分中CH4浓度普遍低于8、9号煤,CO2浓度普遍高于8、9号煤。以古交矿区含煤岩系沉积微相为基础,从煤层埋深、煤厚、煤岩物性及围岩特征等方面探讨了沉积环境、沉积作用对煤层气富集的影响。结果表明:以狮子河-马兰向斜为界,将古交矿区一分为二,在向斜两翼,煤层埋深、厚度、煤岩物性及围岩特征与含气量之间的相关性均有一定的差异:①向斜东翼,煤层埋深在一定界限内(2号煤:550m;8号煤:640m;9号煤:650m),含气量随着埋深的增加而增大,埋深高于这一界限,含气量则随埋深的增大而降低;向斜西翼,这一关系不明显。②在向斜两翼,2号煤层埋深>550m时,煤层厚度与含气量之间有较强的相关性;8、9号煤埋深分别<640m、650m时,煤层厚度与含气量之间的相关性较好。③8、9号煤中灰分含量与含气量之间的相关性较好,煤中灰分越高,含气量越低。④煤层围岩特征对含气量的影响不仅受煤层直接顶板岩性和厚度的影响,还受煤层之上厚砂岩的影响,煤层之上第一层砂岩与煤层的间距越大、砂岩厚度越小,煤层含气量越高。