阳泉新景煤矿煤层孔隙结构特征研究

在新景煤矿井下煤体结构观测、构造煤宏观和显微构造变形分析的基础上,结合其孔隙参数与孔隙结构特征研究,探讨了构造煤发育类型与变形特征及其对孔隙结构特征的影响。研究表明:新景矿3号煤层构造煤类型主要为原生煤、碎裂煤和碎斑煤。孔隙参数对煤体构造变形具有很好的响应,随着煤体构造变形程度的增强,总孔容、孔隙度和中孔孔容增大,退汞效率下降,构造变形导致中孔孔容的差异性增强。阶段孔容分布曲线可分为"水平段"、"尖棱段"和"阶梯段"3种区段类型,水平段反映了较弱的构造变形改造,尖棱段指示了强构造变形碎斑结构所导致的孔喉的发育,阶梯段则代表了煤层气的吸附和存储空间孔隙。     

突出矿井构造煤的发育特征及其对煤与瓦斯突出的影响

以阳泉矿区新景煤矿3、8煤典型构造煤为例,采用现场观测的方法,分析了该矿构造煤的发育特征和变形机制;在此基础上,结合阳泉矿区的构造特征及演化规律,提出了新景煤矿构造煤的7种发育模式,揭示其发育特征对煤与瓦斯突出的影响规律。     

黔西发耳矿区构造演化及煤层变形响应

在野外和井下构造观测,以及煤层的宏观和微观变形分析的基础上,结合区域构造背景分析,探讨了发耳矿区构造演化及其对煤层变形的控制作用。研究表明：发耳矿区以“带块相间,菱形组合”的构造格局为主要特征。虽然发耳矿总体构造相对简单,但晚古生代以来的多期构造活动性现象明显。燕山中期强烈的NWW-SEE向构造挤压,造成了大部分区域近NE向的褶皱和逆断层的形成以及边界断裂两侧NW向构造的发育;燕山晚期NNE-SSW向挤压及右旋剪切作用对早期构造有所强化和改造,NW-SE向的伸展作用则造成了NE向正断层的普遍发育。煤层构造变形形成了碎裂煤、碎斑煤和揉皱煤,其变形特征分别表现为多组节理和碎斑结构以及韧性揉皱的发育。早期煤层割理经燕山中期构造改造形成了普遍发育的垂直于层面的节理,燕山晚期顺层滑动节理的发育和对前期构造的差异改造造成了构造煤变形特征的分异。     

基于煤体结构的煤层气井煤粉产出规律研究

以韩城矿区为研究对象,采用煤矿井下精细观察和描述,以及产出煤粉镜下形态观察的方法,阐述了不同煤体结构类型煤与煤粉产出的关系。研究表明,韩城矿区各煤层构造煤普遍发育,厚度百分比约46%,3号煤层发育鳞片煤为主,5号煤层以碎粒煤为主,碎裂煤次之,11号煤层以碎裂煤和碎粒煤为主;煤体结构类型决定了煤粉产出的破坏形式、产出特征及产出的倾向性,构造煤是煤粉产生和产出的主要控制因素。因此,查明不同煤体结构类型煤的平面展布规律和纵向分布特征,对煤层气的区带优选和储层改造层段选取具有重要的指导意义。     

福达煤矿瓦斯地质影响因素分析

通过福达煤矿井下钻屑解吸法实测8号煤层瓦斯含量,建立瓦斯含量预测方程,运用区域构造演化理论,对福达煤矿瓦斯地质影响因素进行了分析,总结了福达煤矿瓦斯赋存规律。研究表明:褶曲构造、煤层埋深、顶底板岩性、陷落柱和构造煤是影响福达煤矿煤层瓦斯赋存的重要因素;计算出矿井瓦斯梯度为0.0364 m3/(t.hm);8号煤层构造煤总体厚度达0.35 m,并沿煤层倾向呈增厚趋势,构造煤发育是该矿区瓦斯富集主控因素之一。     

沁水盆地阜生煤矿煤储层物性特征

为了开发利用煤矿区煤层气资源,防治煤与瓦斯突出和矿井瓦斯超限,基于井下煤层裂隙和煤体结构观测,结合压汞实验和含气量测试及煤层底板等高线构造曲率,分析了阜生煤矿15号煤储层的物性特征。研究结果表明:15~#煤过渡孔、微孔发育较好,利于煤层气的吸附,大、中孔基本不发育,不利于煤层气的扩散和渗流;含气量介于5.30~16.36 m~3/t之间,煤层气资源量为36 741.31万m~3;煤体结构为碎裂煤至碎粉煤,煤层底板等高线构造曲率预测其渗透率介于0.004×10~(-3)~0.134×10~(-3)μm~2之间。     

梁北煤矿瓦斯地质特征分析

以瓦斯地质理论为基础,分析了梁北煤矿区域构造对煤田构造分布的控制,通过研究矿井构造分布与演化特征,得出了煤层瓦斯和构造煤的分布规律,含煤地层经历多期构造运动综合作用、互相叠加,加剧了煤层瓦斯积聚和集中涌出程度,滑动构造对煤层变形、破坏和构造煤的形成起控制作用。认为含高能瓦斯的构造煤发育区是煤与瓦斯突出发生的危险地带,为矿井瓦斯灾害治理提供了参考。     

新景矿3号煤层不同煤体结构煤孔裂隙的扫描电镜研究

采用扫描电镜对新景矿3号煤层不同煤体结构煤的微孔裂隙进行了观测和分析。结果表明,不同煤体结构煤中微孔裂隙发育特征不同,随着煤体结构破坏程度加剧,煤由脆性变形转化为韧性变形,煤中裂隙性质亦由剪性裂隙向张性裂隙发育过渡,煤中孔隙类型由原生孔和变质孔向外生孔发育过渡;煤中孔裂隙常见粒状、片状碎屑物质附着于表面和充填于煤孔裂隙中,裂隙的渗透性和孔隙的连通性均较差。     

黔西土城向斜构造煤发育模式及构造控制

构造复杂区构造煤发育及其分布规律是煤层气勘探与甜点区评价的重要研究内容之一。在野外构造系统观测和矿井构造特征分析的基础上,结合矿井井下煤体结构观测与构造煤发育特征分析,探讨了黔西土城向斜的构造特征及其对构造煤发育的控制机理。研究表明:土城NW向弧形断褶带具有"弧形断褶组合,基底断裂控制,局部变形强烈,变形衰减迅速"的构造变形特征,而土城向斜为一NW向延伸的短轴开阔斜歪向斜,向斜内部构造分异显著,可以进一步划分为NE翼单斜弱变形区、SW翼陡立强变形区和NW部构造复杂区;依据构造煤发育及其分布对构造的响应特征,提出了土城向斜构造煤发育的10种地质模式,并进一步将其归纳为褶皱成因型和断裂成因型两大类型,其中褶皱成因型构造煤发育普遍、类型较为单一,是煤体结构垂向分异的主导因素;断裂成因型构造煤分布较为局限,但常发育强变形构造煤、且构造煤变形序列相对较为完整。     

乌兰煤矿2号煤层瓦斯地质规律分析及区域预测研究

在收集整理乌兰煤矿地质资料和瓦斯资料的基础上,运用瓦斯地质理论和构造演化理论,分析井田地质构造演化及分布特征,研究地质构造、顶底板岩性、煤层赋存状态等地质因素对瓦斯赋存的影响。在此基础上,结合现场测定2号煤层瓦斯压力和瓦斯含量等参数,得出了矿井2号瓦斯地质规律;同时,对矿井2号煤层突出危险性进行了区域预测。研究表明,断裂构造引起的构造煤变化和煤层埋藏深度是影响乌兰煤矿2号煤层瓦斯赋存和引起煤与瓦斯突出的主控因素。研究成果为矿井煤与瓦斯突出防治工作提供了理论指导。     

井田地质构造对煤层瓦斯赋存控制作用的研究

阳煤集团新景矿在3#煤层采掘时频繁发生煤与瓦斯突、喷出现象,严重威胁着矿井安全生产和3#煤层的正常开采。论文基于地质构造影响煤层瓦斯赋存的原理,分析地质构造对煤层瓦斯、煤体结构及瓦斯突、喷出的控制作用,为防治矿井瓦斯灾害,保障煤矿安全生产提供地质基础。     

常村煤矿冲击危险性评价及防治研究

通过冲击危险性综合指数评价对正在回采的工作面进行评估,对常村煤矿21号煤层工作面进行综合指数法评价。分析了影响常村煤矿冲击危险性因素,常村煤矿发生冲击地压包括地质条件因素、开采技术因素2个方面。依据综合指数法,按照地质影响因素对常村煤矿21号煤层进行分析,得出危险指数为0.43;按照开采技术影响因素进行分析,得出该煤层危险指数为0.33。依据上述2个因素进行综合分析,得出危险指数为0.43,属于弱冲击工作面。     

基于扫描电镜的寺河矿3号煤微孔裂隙精细定量表征

煤的微孔裂隙是控制煤层气赋存和运移最为关键的因素,为了实现对寺河矿3号煤的微孔裂隙精细定量表征,利用EVO MA15钨灯丝扫描电子显微镜对其进行了大量观测和分析。研究发现:寺河矿3号煤中可见气孔、摩擦孔、溶蚀孔、铸模孔4种不同成因类型微孔隙发育且孔隙的连通性较差,不同成因类型微孔隙的发育程度、形态、大小、充填情况及其连通性等有所不同;煤中张、剪裂隙较发育,裂隙多呈张开状态且部分被充填;剪裂隙仅发育于原生结构煤中,而碎裂煤中张、剪裂隙均有发育,它们的展布形态、裂隙面宽度、裂隙充填情况等各异。     

基于因子分析的瓦斯涌出量主控因素确定方法

为了获得影响瓦斯涌出的主控因素并有针对性地采取瓦斯治理措施,采用因子分析法对夏店煤矿3号煤层回采工作面的瓦斯涌出量影响指标数据进行分析,然后建立了瓦斯涌出量指标因子分析数学模型,最后有针对性地提出了工作面的瓦斯治理措施。研究结果表明:因子分析法可有效减少瓦斯涌出量影响变量的维数;影响夏店煤矿瓦斯涌出量的3个主要公共因子为瓦斯含量因子、地质条件因子和开采技术因子,其中瓦斯含量因子权重32.860%、地质条件因子权重28.110%、开采技术因子权重19.232%,累计贡献达到80.202%;本煤层、邻近层瓦斯含量是影响夏店煤矿瓦斯涌出量的主控因素,降低本煤层、邻近层瓦斯含量是减少工作面瓦斯涌出的有效措施。     

低透气性突出煤层群开采层序论证

由于福泉煤矿山区低透气性突出煤层群开采瓦斯治理难度大,开采保护层是首选的区域防突措施。通过分析煤层赋存情况、瓦斯压力、煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度及煤的破坏类型,结合保护层保护范围及保护层开采技术条件,综合论证煤层群2号、3号、6号、7号煤层开采层序。结果表明,福泉煤矿调整采掘部署,首采6号煤层,对于矿井的瓦斯治理及安全生产具有重要意义。     

平禹四矿特大型煤与瓦斯突出事故地质条件分析

以瓦斯地质学理论为依据,分析平禹四矿12190工作面运输巷掘进过程和工作面切眼发生的2次特大型煤与瓦斯突出事故,结合平禹四矿所处区域地质构造,分析工作面突出区域的煤层埋深、瓦斯含量、压力、煤的物理力学性质,对煤与瓦斯突出发生的原因进行分析认为:煤层埋深是影响煤层的主控因素,突出区域存在瓦斯包为连锁反应提供膨胀能。综合分析得出,平禹四矿12190工作面发生的2次特大型煤与瓦斯突出事故是地应力、瓦斯压力与构造煤综合作用的结果。     

甘肃魏家地煤矿矿山环境特征评估及生态恢复

魏家地煤矿位于甘肃省白银市,矿山采用立井开拓方式综采放顶煤采煤方法,生产能力为300万t/a,矿区内主要采煤区为西一采区1、2、3煤层,东一采区开采1煤层,西二采区开采1、2煤层,煤矿共有采空区1处,面积为5.03 km²,因采煤造成了一系列的矿山地质环境问题。通过对魏家地煤矿矿区进行野外实地调查、资料收集与分析、综合研究等,评估矿山地质环境主要为崩塌、地面塌陷等,以及煤矿工程活动对土地造成的损毁,包括土地压占损毁、土地挖损、塌陷损毁等。为了实现社会经济的可持续发展,最大限度地减轻矿业活动对矿山地质环境的污染与破坏,对魏家地煤矿提出地质环境治理方案,实现了对矿山地质环境的保护与恢复治理。     

刘河煤矿矿床地质特征研究

以刘河煤矿为研究对象，研究了该矿矿床地质特征，主要包括煤的含煤性、稳定性、煤质特征、工艺性能和可选性等。研究得出，井田二₂煤层大部可采，三₃²煤层局部可采，二₂煤层煤厚0～4.08 m，平均2.37 m，煤层结构较简单，二₂煤层为大部可采的较稳定型中厚煤层;二₂煤层以低灰分、低硫、特低磷、低水分、特高发热量贫煤为主，易磨碎、极易选。宜作各类动力、火力发电和民用燃料用煤;研究为矿区后续开发提供了坚实的基础。     

采动影响下煤层瓦斯运移规律研究

煤层中的瓦斯流动是一个瓦斯气体运移与煤层固体变形之间相互耦合的复杂过程。以鹤煤三矿3号煤层4101工作面为研究对象,建立了双重孔隙特性瓦斯运移数学模型,借助有限元方法量化分析了气体运移、钻孔破坏之间的气固耦合现象,分析了塑性破坏对渗透率的影响,并利用Comosol研究了注入空气对瓦斯压力、流量的作用过程。现场试验表明,数值模拟所得结果较好地匹配了现场瓦斯压力结果,数据间的差异可能来自于对煤层赋存环境的理想简化,所建立抽采模型可以用于矿井抽采钻孔参数设计与抽采效果评价。     

煤矿薄煤层定向钻孔水害探查技术研究

从保德煤矿水文地质条件出发，研究了矿区奥灰水突水危险性，计算了8号煤层底板安全隔水层厚度和突水系数。采用薄煤层定向钻探工艺对保德煤矿81312工作面胶带运输巷道和81313工作面辅助运输巷道底板以下岩层及10号煤层进行水害及隐伏构造探查，探明了8号煤层底板岩层地质构造及富水性，形成了区域薄煤层定向钻孔水害探查方法。研究表明，利用定向钻孔的一孔多用功能超前预抽10号煤层瓦斯，可为矿区安全开采提供保障。