近浅埋薄基岩煤层季节性地表水体下分段限厚开采研究

基于近浅埋薄基岩煤层矿压显现规律介于普通工作面与典型浅埋煤层工作面之间,因此其覆岩破坏规律具有一定的特殊性~([1-2])。为了实现东胜煤田高头窑煤矿近浅埋薄基岩煤层在季节性地表水体下的安全开采,通过理论计算和现场实测的方法,对矿井G3~(-1)101,G3~(-1)103工作面近浅埋薄基岩煤层开采的覆岩破坏高度进行预计,结合季节性地表水体大哈它土沟水文地质特征研究,确定3-1煤在大哈它土沟下开采的安全煤岩柱类型及尺寸,最终根据开采上限计算结果进行工作面的分段限厚开采研究。研究结论认为,将G3~(-1)101,G3~(-1)103工作面大哈它土沟范围内分别限定开采厚度为3.5m和3.6m,即可以实现近浅埋薄基岩煤层在季节性地表水体下的安全开采。     

三塘湖盆地中—下侏罗统煤层甲烷风化带划分

以三塘湖盆地中、低煤阶煤层含气量和主要气体成分为基础,结合盆地构造、沉积及水文地质特征,对汉水泉凹陷和条湖凹陷煤层甲烷风化带进行了划分,并对库木苏凹陷、马朗凹陷、淖毛湖凹陷和苏鲁克凹陷煤层甲烷风化带进行了预测。结果表明,三塘湖盆地甲烷风化带深度为400~1000 m.由于受东北冲断隆起带的影响,三塘湖盆地北部甲烷风化带浅于南部。沉积方面,盆地东部淖毛湖凹陷、马朗凹陷和条湖凹陷深湖—半深湖和辫状河三角洲成煤环境优于盆地西部汉水泉凹陷和库木苏凹陷扇三角洲成煤环境,盆地东部甲烷风化带普遍浅于西部;水文地质方面,条湖凹陷和马朗凹陷中开启性局部滞留水文地质单元形成的甲烷风化带浅于其他凹陷封闭性弱径流水文地质单元的甲烷风化带。初步预测马朗凹陷北部为下一步煤层气勘探开发的优势区块,条湖凹陷北部为下一步煤系气勘探开发的优势区块。     

膏浆灌浆结合高压旋喷施工在风化岩围堰防渗中的应用

本文以重庆两江新区御临河生态调节坝上下游土石围堰为例,提出了利用可控性膏浆和高压旋喷灌浆相结合的新施工方法,在围堰防渗墙施工中的应用效果良好,为同类水利工程建设提供参考。     

干湿循环作用下赣南红砂岩风化土的摩擦强度研究

为了研究红砂岩土的摩擦强度,以赣南地区红砂岩风化土为研究对象,分别进行了5次干湿循环模拟,分析不同含水率、密实度和循环次数对红砂岩土内摩擦角的影响.试验结果表明:红砂岩风化土的内摩擦角随着循环次数的增加而减小,受前4次循环作用影响较大;当循环次数达到5次以后,内摩擦角几乎不再变化.     

柴达木盆地阿尔金东段基岩气藏盖层特征及控藏机制

基于对阿尔金山前东段古近系岩心相、测井相、地震相等分析，发现该地区古近系沉积早期发育一套区域性含膏盐岩盖层。该套含膏盐岩盖层岩性主要为膏质泥岩、含膏泥岩等，纯膏盐发育较少。含膏盐岩盖层发育特征表现为纵向主要分布于路乐河组底部，横向主要发育于尖北、坪西、东坪、牛中等4个局部厚度较大区，且含膏盐岩盖层整体厚度自尖北斜坡区向牛东方向具有逐渐减薄趋势。该地区多类型含膏盐岩的形成及分布特征主要受古近系沉积前的古地貌条件及路乐河组沉积时期的古物源条件、古气候条件联合控制。经综合研究发现该套含膏盐岩盖层的发育程度与油气分布具有良好的匹配关系：含膏盐岩盖层累计厚度较大时，下伏基岩地层油气藏富集，形成构造、岩性、地层油气藏；盖层累计厚度较小时，含膏盐岩盖层相对缺乏，油气向浅层逸散，形成古近系局部盖层和构造控制的多层系构造油气藏。该研究提出阿尔金东段路乐河组含膏盐岩盖层发育特征有效控制气藏纵横向富集规律，并为柴达木盆地下步煤型气有利区预测指明方向。     

滨海基岩矿床安全开采合理隔离层厚度的确定

针对滨海基岩矿床安全开采合理隔离层厚度留设问题，基于材料力学、结构力学等共七种理论计算方法综合确定隔离层厚度，利用点柱式上向水平分层充填法建立三维数值计算模型，通过结合FLAC3D数值模拟软件，分析理论计算结果的合理性，研究不同中段开采充填情况下第四系底部的稳定性特征，最终得出安全开采所需的隔离层厚度必须在12m以上，合理的开采上限必须在-57m以上。通过分析数值计算模型第四系底部的沉降变形，发现第四系底部最大沉降集中于中间采场 ，最大沉降量为13.73mm。研究成果为滨海基岩矿床安全开采，提高资源回采率提供了有益指导。     

以风化煤为底物制取生物甲烷的潜力分析

我国拥有丰富的风化煤储量,因其高度被氧化的独特性质,可应用的领域极为有限,目前主要被作为改善土壤性质的肥料和制取腐殖酸的来源。以风化煤为底物制取生物甲烷是一种具有探索性的全新生物发酵工艺,探究其可行性及模拟实验过程中风化煤的物性特征变化有利于拓宽风化煤的资源利用和环境改善,并可以进一步丰富煤生物产气理论。实验选取内蒙古乌海和山西晋城两地不同风化程度煤样,以煤层矿井水为菌种来源,在适宜环境条件下开展模拟产气实验,通过生物产气模拟和红外光谱测试,分析不同风化程度煤的生物产气能力及其内在因素,以揭示其产气潜力及物性变化特征。结果表明:①随着煤的风化程度加深,可燃基CH 4产气量明显增加,两组煤样中可燃基CH 4生成量最高分别达到7.13,4.20 mL/g;②不同风化程度的煤样均出现了产气高峰,时间基本都出现在15~30 d,各组中随着煤样风化程度不断加深,产气高峰出现时间也越来越早;③随着煤的风化程度加深,煤中芳环被不断打开,大分子结构被破坏,同时煤中羟基、氨基等基团含量趋于降低,脂碳结构逐渐解体,含氧官能团成为主要结构,氧含量比例不断增高,更容易被微生物降解;④菌群鉴定表明风化煤不仅含有大量产生生物气所需的第1阶段和第2阶段细菌,更含有甲烷杆菌属、甲烷球菌属等多种类型的产甲烷菌群,具有把风化煤转化为生物甲烷的环境条件。实验结果最终反映了风化煤具有转化为生物甲烷的潜力,并有利于提高我国风化煤的资源利用率。     

风化层土的粒度分形与固结性关系研究

为预测评价采动影响下风化土层的隔水性与工程地质性质变化，本研究探讨了粒度分维与固结性的关系。通过分形理论计算司家营铁矿震旦系石英砂岩风化残积土的10个样品的粒度分维值，回归分析孔隙比、孔隙度、粒度分维、细粒含量与压缩系数的相关性。计算得到司家营铁矿区石英砂岩风化残积土分维值在2.603 68~2.733 76之间。利用MATLAB中的Curve Fitting Tool得到分维值、细粒含量与压缩系数之间的二元二次回归关系式，粒度分维对土的固结性具有一定的指示意义。     

广西花山岩体不同风化阶段稀土元素特征及其影响因素

对广西花山岩体不同风化程度样品的稀土元素特征进行了分析,结果表明,岩体内四个地区的风化程度各异:A区为较强风化,D区和B区为中等风化,C区为中等偏弱风化;稀土含量:A区(886×10-6)D区(660×10-6)B区(524×10-6)C区(424×10-6),与风化程度呈正相关。风化壳剖面A-1中,LREE和HREE均富集在全风化层的下部;剖面D-1中,LREE富集在全风化层上部,HREE则富集在下部。淋滤作用和pH值的变化是稀土元素迁移的基本条件,粘土矿物是元素富集的载体,影响元素分布的主导因素随风化程度而发生变化。当风化程度中等-较低时,LREE的吸附能力大于HREE,致使它们分层富集;当风化程度较高时,LREE浓度不断增大,迁移能力克服了吸附能力,逐渐向下迁移,最终与HREE一起富集在全风化层下部。