煤油气共存矿井掘进工作面底板油型气涌出机理探讨

针对煤油气共存矿井工作面掘进过程中底板油型气涌出问题,采用现场跟踪观测、数值模拟和理论分析的方法,研究掘进工作面底板油型气涌出机理。现场观测结果表明,掘进工作面底板油型气涌出主要受到油型气储集层分布、巷道开挖、底鼓裂隙等因素的影响。数值模拟结果表明,巷道开挖引起地层应力、应变发生变化,导致底板岩层变形破坏,产生裂隙。综合研究分析认为,掘进工作面底板油型气涌出是油型气储集层分布、巷道开挖扰动、地应力和油型气压力等因素综合作用的结果,其中油型气储集层分布是物质前提,巷道开挖扰动是诱导因素,地应力创造了运移通道,油型气压力是动力因素。     

“测压-抽采”一体化底板油型气压力测定技术

为了准确测定煤油气共生矿井底板油型气压力值,在综合分析黄陵矿区2煤底板油型气特征的基础上,提出了"测压-抽采"一体化的底板油型气压力测定技术,研究结果表明:2煤底板涌出气体是典型的油型气,在底板岩层中以游离态为主,分布具有不连续性,利用常规测压方法测值严重偏低,采取"测压-抽采"一体化的底板油型气测定技术实测黄陵2号煤矿底板油型气压力为0.48~1.12 MPa,压力恢复周期为0.18~8.0 h。     

黄陵矿区围岩气体成因及致灾机理研究

鄂尔多斯盆地南缘黄陵矿区黄陵二号等煤矿在采掘过程中出现井下围岩大量油气异常喷涌现象,导致矿井停采停掘,对矿井的安全生产构成严重威胁。为了揭示黄陵矿区煤层围岩气体来源、运移途径,探讨采掘扰动下灾害发生机理。通过围岩气样地球化学参数测试结果分析,采用烃源岩对比、油型气类型鉴定、数值模拟等方法,结合研究区构造、沉积特征分析,综合采掘扰动效应围岩气灾害诱导作用进行了研究和探讨。研究结果表明:围岩气δ13C2含量平均低于2.88%,结合Schoell关系鉴别图版判识,该围岩气为典型的原油伴生热解类油型气,顶板气中夹有少量煤成气与油型气混合气;其为产于三叠系延长组烃源岩,通过基底构造形成的裂隙通道首次运移至底板围岩,在砂体运移通道及后生裂隙作用下,运移至煤层及顶板围岩的成因机制。采掘扰动效应下,打破原始应力平衡,地应力、构造应力耦合作用下,围岩发生变形和破坏,形成围岩气运移通道,在瓦斯压力催化作用下,加速围岩气异常涌出,导致灾害的发生。     

大倾角煤系地层砂岩承压裂隙水水害因素分析

以唐家河煤矿+150 m措施水仓掘进过程中发生的砂岩承压裂隙水为例,对涌水裂隙条带和水害因素进行了分析,指出受大倾角煤系地层砂岩承压裂隙分布特征控制,随倾斜地层标高的变化,1#煤层底板砂岩涌水规律呈现出承压性、分布的非均匀性、水力联系的呈带性等特点,相同层位、相近位置的下水平采掘工程对上水平起着明显的泄水作用。其涌水主要通道为呈南北方向条带状分布的砂岩裂隙带。为矿井水患治理提供技术依据和思路。     

不连沟煤矿承压区底板涌水水源判别及通道形成机制研究

针对不连沟煤矿F6204巷道底板滞后性阶段涌水现象,分析了涌水水量、水质随时间的变化特征,探测底板采动破坏深度,揭示了底板涌水通道的形成机制。研究结果表明:底板涌水量随时间延长呈现出由渗水—涌水激增—涌水衰减的渐变过程,涌水水质随时间延长由砂岩水向砂岩—老空混合水变化;涌水通道由F6203工作面、F6204巷道底板扰动形成的垂向通道和砂岩孔隙—裂隙含水层水平通道构成;初期砂岩含水层原始裂隙水对老空水涌出的封堵作用造成底板涌水滞后性、阶段性是由于含水层分布的空间位置所致,首先涌出砂岩裂隙水,其后为老空水及部分砂岩孔隙水,老空水水量、水压变化是造成涌水变化特征的主要原因。     

矿井瓦斯与油型气共生灾害防治技术在黄陵矿区的探索与实践

介绍了国内外瓦斯与油型气灾害防治技术的研究现状。针对黄陵矿区煤油气共生的实际情况,采用掘前定向长钻孔区域预抽、掘进工作面边掘边抽、采前预抽、顶板走向高位裂隙抽放、上隅角抽放、采空区泄压抽放等综合措施,对矿井瓦斯进行了治理,并介绍了油型气灾害防治技术及方法。实践结果表明:采用措施后,黄陵矿一、二号矿井再没有发生过瓦斯与油型气的异常涌出情况,两矿井连续4年实现瓦斯零超限,防治效果良好。     

复杂岩层底板钻孔施工工艺探索与应用

底板钻孔抽采煤层及其围岩瓦斯(油型气),可使得采空区瓦斯涌出量大幅减少。针对黄陵二号煤矿底板瓦斯(油型气)的赋存情况及灾害治理需求,对复杂岩层中施工底板穿层钻孔的施工工艺进行探索。从钻杆选型、孔内排渣、孔外除尘及钻孔护孔等方面展开论述,在分析了各工艺的优缺点和适用范围后,形成了成套的施工技术,并在207工作面进行现场应用。实践表明,采用风力螺旋排渣工艺底板钻孔,有利于钻孔的排渣效果及钻孔质量,底板钻孔的成孔率达到了100%;孔口湿式除尘技术解决了底板钻孔施工过程中的粉尘浓度高的问题;钻孔护孔技术消除了因水造成的塌孔问题,保证了钻孔的质量,提高了钻孔抽采效果。     

川西地区大邑构造煤系地层致密砂岩储层裂缝成因及意义

裂缝是改善致密砂岩渗流能力并形成优质储层的关键因素。为明确川西地区大邑构造煤系地层中须家河组二段优质裂缝型储层分布规律，基于岩心观察、测井和地震等资料，开展了须二段深层致密砂岩储层裂缝发育特征研究。研究结果表明，大邑构造须二段储层主要发育断层伴生缝、褶皱伴生缝。其中断层伴生缝发育于断层附近，特别是断层末端、多条断层的交界部位为应力释放区，裂缝最为发育，延伸方向众多，在空间上构成裂缝网络系统，有利于储层的改造，是对油气运移、聚集最有效的裂缝，是大邑构造储层裂缝预测的主要目标。     

工作面瓦斯涌出量预测及瓦斯来源分析

煤层瓦斯赋存状态是研究矿井瓦斯涌出规律和瓦斯灾害防治的技术基础。某矿5煤层局部瓦斯异常涌出，已经开始对煤矿的安全生产有所影响和制约。于此，笔者采用统计分析和分源计算两种方法，对采掘工作面瓦斯涌出量进行了预测，分析了采掘工作面瓦斯涌出影响因素和涌出来源，得出了煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、煤层残余瓦斯含量、钻孔瓦斯涌出量等参数，随采深增加而变化的规律，并提出了针对性的防治措施。     

唐山矿岳胥区瓦斯地质特征及控制因素分析

对唐山矿岳胥区瓦斯赋存及涌出的地质特征进行研究,并进一步分析了研究区瓦斯地质控制因素。研究结果显示:区内瓦斯地质特征主要受地质构造、煤层埋深、水文地质、煤厚特征、顶底板岩性等因素控制,大-中型压扭性逆断层及水力封堵作用使得研究区瓦斯含量整体较高,煤层埋深整体上控制了瓦斯含量分布,研究区中部以及两侧深部,各煤层瓦斯含量均比较大。厚煤带及顶、底板致密区形成了局部瓦斯赋存高值区;小型逆断层密集区及煤厚急剧变化区域瓦斯涌出量突增,采掘经过时应注意预防瓦斯异常。     

煤层底板涌水上行穿层孔瓦斯抽采效果评价

针对煤层或其邻近层涌水对瓦斯抽采效果影响的研究甚少。分析了煤层底板涌水上行穿层孔瓦斯抽采效果,根据实际地质条件及涌水概况,建立了煤层底板滤水的瓦斯抽采评价模型,利用COMSOL数值模拟软件,对煤层底板涌水—瓦斯抽采模型进行计算和分析。研究可为邻近矿井的瓦斯治理工作提供一定参考。     

贵州省盘州市地质灾害防治技术研究

为了全力保障人民群众生命财产安全，最大限度避免和减少因地质灾害造成的损失，研究了贵州省盘州市地质灾害防治技术，分析了地质灾害现状，主要包括隐患点、灾情情况，大型、特大型地质灾害隐患情况，地质灾害趋势预测等；研究了重点区域防治工作，主要包括地质灾害调查评价、监测预警、应急管理体系建设及地质灾害综合治理工程，并分析了盘州市地质灾害防治措施及要求。此次研究维护了盘州市社会稳定，促进了经济发展。     

老年褐煤综放工作面CO来源分析及治理技术研究

针对敏东一矿低变质老年褐煤低温氧化造成综放工作面回风隅角CO超限问题，通过分析I0116³00综放工作面回风隅角CO来源，提出了以有害气体抽采为主，以帷幕注氮、气幕稀释、喷洒阻化剂、均压通风等为辅的综合防治技术措施，并进行了现场应用。研究结果表明:I0116³00综放工作面回风隅角埋管进行CO等有害气体控制抽采，有效降低了隅角及回风CO浓度；采空区帷幕注氮，惰化遗煤氧化，可以有效抑制CO的生成量；局部均压通风和上隅角导风对抑制采空区CO涌出有较好的效果，工作面最佳配风量控制在1 350 m³/min左右并适当提高上隅角风压，有效减少了采空区CO涌出。通过现场应用，消除了I0116³00综放工作面回风隅角CO超限隐患，为回采工作面的安全生产提供了保障。     

煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采技术的研究与应用

放顶煤开采期间，上覆岩层受到矿压的影响，形成冒落带、裂隙带、弯曲下沉带，工作面采空区遗煤和围岩涌出的大量瓦斯飘浮在上方裂隙带区域，造成瓦斯聚集并向外涌出，形成了安全隐患，因此必须将该区域瓦斯抽出来；以往治理采空区瓦斯主要采用顶板裂隙高位钻场、顶板高抽巷等措施，但是这2种方法施工成本较高，且施工周期长，对生产接替影响较大。煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采采用大功率钻机+定向钻进技术，在裂隙带施工控制整个回采范围的长钻孔，减少采空区和邻近层瓦斯向工作面空间的流动，真正实现了“以孔代巷”，既节省了成本，又缩短了工期，还提高了采空区瓦斯抽采的连续性、稳定性，减少了采空区瓦斯向外涌出，提升了瓦斯抽采效果，促进了煤矿安全高效发展。     

煤层底板水害预测与超前预治理技术

煤矿水害防治工作是煤矿安全生产工作的重中之重。针对煤层底板水害防治问题,介绍了实际生产过程中针对掘进工作面和回采工作面突水危险性预测的常规方法,对其优缺点进行综合分析,从而进行煤层底板突水危险性的预测评价,进而制定工作面超前预治理的技术方案,主要包括应用煤层底板含水层注浆改造技术对煤层底板突水可能性大的区域进行注浆改造,或利用煤层底板含水层疏水降压技术对危险区域进行疏水降压。上述这些措施的使用,最大限度地避免了水害事故的发生,实现了安全开采。     

钙质胶结砂岩特征、分布及其对储层的影响

结合野外露头、岩心、薄片观察、元素扫描等资料，探讨了钙质胶结物在鄂尔多斯盆地中西部延长组下组合砂岩中的主要特征、分布规律及其对储层品质的影响。结果显示，下组合广泛发育钙质胶结砂岩，宏观上呈条带状近平行地层产状发育、层内不规则及与裂缝伴生3种发育形式，纵向上可分为薄层砂体全胶结型、厚层砂体顶底胶结型、砂体内分散胶结型及砂层内部韵律式胶结型4种，着重分析了韵律式钙质胶结的成因。钙质胶结物主要为方解石，含量为20%~40%；可分为3期:早期泥微晶状方解石；中期亮晶状嵌晶式方解石胶结、晚期亮晶状方解石充填小孔隙。钙离子来自泥岩或裂缝。钙质胶结物主要形成于成岩早期阶段，降低了储层物性，多形成干层，同时加剧了储层非均质性。     

煤矿密闭采空区CO异常涌出治理实践

针对某煤矿644探巷及五盘区发生CO异常涌出事件，通过监测分析CO涌出位置和浓度，初步判定CO由2214柱式工作面异常涌出，煤柱裂隙吸附氧气加快煤氧化，密封巷启封回收设备和密闭采空区漏风使煤氧化自燃，导致CO异常涌出。通过采取全面监控、均压调风、加固密闭墙、注氮的治理措施，异常涌出位置的CO浓度由超过1 000×10-6降低至200×10-6左右，有效地控制了封闭区内煤炭氧化速率，避免了更严重的事故发生。     

新密市煤矿区隐蔽致灾因素分析及预测

煤炭是我国的主体能源,煤矿安全生产关系着煤炭工业的持续发展和国家能源安全,也关系着矿工的生命财产安全。针对新密市煤矿区历史上各矿井隐蔽致灾因素引发的矿井安全事故,总结出新密市煤矿区隐蔽致灾因素主要为矿井瓦斯及底板突水。通过研究煤矿区范围内瓦斯地质规律及水文地质特征,对区内主要隐蔽致灾因素进行分析及预测,有利于指导各矿井以后安全生产。     

煤层底板突水脆弱性预测评价系统设计与实现

为了提高煤层底板突水预测评价信息系统的准确性与普遍适用性,在系统分析煤层底板突水主控因素指标体系及煤层底板突水预测方法的基础上,结合GIS与数据库技术,对煤层底板水文地质数据管理、主控因素专题图制图表达、AHP层次分析法、基于常权理论的煤层底板突水脆弱性评价模型、基于局部变权理论的煤层底板突水脆弱性评价模型及突水系数法评价等问题进行深入的研究,最终实现了基于GIS的煤层底板突水脆弱性预测评价信息系统的设计与研发,为煤层底板突水预测分析提供技术支持,进一步为煤矿安全生产部门针对煤层底板突水防治提供决策依据。     

煤矿巷道综合加固技术研究

为了对不稳定巷道围岩进行加固，采用综合加固技术，主要包括巷帮预注浆、起底刷帮、围岩喷浆封闭、帮顶预应力锚索补强等技术，并研究了巷道底鼓的防治措施及注浆系统和安全措施。研究结果能够为不稳定巷道的支护提供技术支持。