深部高应力下小断层岩体裂隙演化规律研究

为有效防治深部小断层活化产生的突水灾害,对开采过程中深部小断层岩体的受力进行了分析,指出煤层顶板覆岩对小断层上部的张拉作用力和工作面前方支承压力对底板小断层的剪切作用力,对小断层的活化起到了主要诱发作用;推导出小断层岩体裂隙的起裂和扩展判据。结合自主研发的高水压底板突水相似模拟试验系统,对深部小断层岩体裂隙的演化规律进行了试验研究。结果表明:小断层岩体距煤层越近,其上、下盘受到的应力差较大,小断层活化的可能性越高;煤层开采期间,小断层上盘产生了一条与断层面平行的剪切裂隙,加速了断层的活化。因此,要及时做好深部底板附近小断层岩体的破裂监测,有效预防小断层岩体活化形成突水通道。     

伪三维高密度电法矿井探水技术

直流电阻率法普遍应用于寻找矿井含水异常体,基于二维图形之上的三维电法可以直观展现立体几何模型,应用伪三维高密度电法探测,根据二维平面之间的地质构造连续性,将测量数据可以组合成近似立体的三维地质模型。选取较为精确的二极探测装置,采用WGMD-4高密度电法系统,应用圆滑约束最小二乘反演方法对探测数据进行多次循环迭代处理,综合静校正技术修饰,以三维可视化Slicer Dicer系统获取切片数据体,圈定异常低阻体大致范围,确保矿井含水异常体的精确判断。     

葛亭煤矿瓦斯赋存相关因素分析及应用

回采工作面的瓦斯地质因素分析,是煤矿安全生产管理中的重要工作之一,而低瓦斯矿井逐渐发现了瓦斯涌出的异常现象,这对煤矿安全生产具有重要影响。本文以济宁煤田葛亭煤矿为例,运用数理统计方法分析了不同构造块段回采工作面的瓦斯涌出规律,以及影响瓦斯赋存的关键因素,即开采深度与断层特征(封闭或开放),对瓦斯异常现象进行了深入剖析。研究表明,在低瓦斯煤矿可以利用瓦斯涌出量预测断层发育规律,这对低瓦斯矿井瓦斯地质研究具有重要的实际应用价值。     

直流电法在煤矿防治水中的应用

煤炭开采过程中矿井水防治采用瞬变电磁与直流电法2种勘探方法,相较于瞬变电磁探测速度快,人工劳力缺乏的状况,直流电法却有着探测深度强,无盲点的优越性,再加上装置类型多样,对数据变异点矫正去除的灵活性,以及成图立体可观性的实践操作,得到的结果更加准确,对掘进巷道水害治理有一定的指导作用。     

多元线性回归在矿井断层延展长度预测中的应用

依据新汶煤田孙村井田11煤层断层资料,选取断层的走向、倾向、倾角和落差作为影响矿井断层延展长度的主要因素,利用散点图确定了延展长度主要与断层的倾角和落差有关。利用多元线性回归分析建立了11煤层NE-NEE、NW-NWW向断层的延展长度预测模型。实际应用证明,该模型是一种可行方式,可为煤矿经济有效生产提供依据。     

苏里格气田西南部致密砂岩气藏资源评价方法及评价参数的影响因素

对储层特征及其对资源评价影响的认识，是致密砂岩气藏资源评价、生产和高效开发的基础之一。通过测井分析、薄片观察、生烃条件和生产数据分析，研究苏里格气田西南部石盒子组8段和山西组1段储层特征、砂体展布、砂体厚度、砂体叠置模式，明确储层特征和适用的评价方法，探讨储层特征对资源评价参数的影响。研究表明：苏里格气田储层具有典型的低孔低渗、强非均质性特征，适用容积法进行资源评价；储层厚度和面积受控于砂体展布和叠置模式，一般砂体厚度大，展布面积广的分流河道和复合砂体的资源量较大，产气量较高；储层孔渗受控于碎屑组分和微观孔隙类型，并受后期成岩作用强烈改造，压实作用和胶结作用破坏孔隙，溶蚀作用有力地改善了孔隙；生烃强度在根本上控制了产水区和产气区的分布，而致密气富集的甜点区主要分布于有利储层的相对高孔渗部位。在致密砂岩气资源评价中，沉积作用控制了砂体展布和叠置模式，塑造了不同类型的复合砂体，决定了储层面积、厚度，进而控制了油气赋存规模和产能。成岩作用改变储层储集和渗滤性能，主要以微观形式来对整个油气开采区的油气储量带来影响。     

PROTEM-CM在巷道超前探中的应用研究

为了防止掘进巷道发生突水事故灾害,利用瞬变电磁技术对巷道进行超前探测工作。通过该仪器对巷道迎头多角度探测,结合实际的地质情况对异常区进行解释,经实际巷道揭露,探测成果推断断层与其实际掘进相吻合,说明该仪器在井下复杂工作环境具有很好的推广前景。     

富水破碎岩体帷幕注浆模型试验研究

利用自主研制的三维注浆模型试验系统,开展富水破碎岩体多孔分序帷幕注浆试验,获得注浆扰动下岩体多物理场演化规律:1被注岩体总压力及孔隙水压力变化强烈,历经急剧增长—峰值波动—渐进衰减—趋于稳定的变化阶段;2破碎岩体内部,浆液在隧洞拱顶和拱底位置发生优势劈裂扩散,同时引起洞周收敛位移;3注浆作用下破碎岩体压缩释水导致渗透性能显著降低,表现为分序注浆试验中超孔隙水压力激发程度逐次大幅提高。帷幕注浆试验结束后,揭露、分析了加固体内部特征,研究破碎岩体加固范围非均匀变化规律,归纳总结松散破碎岩体及泥质软弱岩体对应的渗透–劈裂型及微劈裂型两类注浆加固模式,揭示了劈裂浆脉形成的多重注浆叠加机制。基于以上研究工作,利用扫描电子显微镜(SEM)分析固结岩体微观特征,研究表明浆脉–黏土界面具有三维结构,可划分为渗透型和微劈裂型两种类型,网络状微型浆脉的锚固作用增大了界面粗糙度和强度;界面靠近黏土一侧发育损伤裂纹,推测为固结岩体物理力学条件突变位置,为加固岩体潜在破坏环节。研究成果补充和完善了室内注浆模拟试验方法,探索了多孔分序帷幕注浆试验中浆液扩散规律及注浆加固机理,为类似地质环境下岩体注浆提供了理论支撑与技术指导。     

奥灰顶部注浆改造深度计算公式推导及应用

在奥灰顶板注浆可行性分析基础上,从突水系数公式出发,推导出奥灰顶部注浆改造深度公式,并分别分析肥城矿区受水威胁的7、8、9、10煤层,得出7煤主要采取五灰注浆改造和疏水降压开采措施;8、9、10层煤根据标高分3个层次进行注浆改造。通过肥城矿区下组煤奥灰顶部注浆改造实例,证明本公式对奥灰顶板注浆起到了指导性作用。