含夹矸煤层槽波频散特性及其影响因素分析

槽波地震勘探是常用的井下物探技术,为了达到预测煤层夹矸结构和物性的目的,基于弹性波理论,推导了含夹矸煤层的勒夫型槽波频散方程,并分析了夹矸的结构和物性变化对槽波频散特性的影响。研究表明,槽波频散特性随夹矸厚度、位置以及速度变化而变化。为利用槽波频散特性实现夹矸探测提供了理论依据。     

煤层Love型槽波数值模拟及其频散特征分析

槽波地震是探查采煤工作面内部小断层或其他地质异常中的有效手段,但以往对槽波中蕴含的频散信息利用不足。采用二维高阶交错网格法模拟了煤层槽波的波场发育特征,激发震源采用横波震源,模型边界吸收采用完全匹配层法。从模拟结果可以看出:与传统槽波理论认识不同,槽波的能量不仅分布在基阶模式,高阶部分的能量也很强,这对于今后的煤矿井下槽波勘探具有一定的参考意义。     

Love型槽波的频散特征及影响因素

为了研究Love槽波的频散特征及影响因素,从理论上推导了Love型槽波的频散方程。通过建立不同参数的地层模型,研究煤层厚度变化、煤层速度变化、围岩物性变化等对槽波特征的影响规律。研究结果可为槽波资料分析、埃里相识别、数据处理提供依据。     

典型含煤模型Love型槽波的频散特征分析

为了研究不同地质条件下煤层Love型槽波的频散特征,设计了4种典型二维地震地质模型,即围岩不变而煤厚变化（3,5,10,15和20 m）模型,围岩变化（高速围岩与低速围岩）而煤厚不变（10 m）模型,煤层含有断层（煤厚10 m、断层落差5 m）模型和10 m煤层中夹有5 m×5 m、5 m×10 m、5 m×20 m、5 m×50 m砂体模型等;采用SH波波动方程,对上述模型进行了数值模拟,分析了Love型槽波的波场特征,并对正演记录进行了傅里叶变换,计算得到槽波频散图。结果表明：煤厚变化主要影响Love型槽波各阶模式频散曲线的能量分布,上下围岩中最小横波速度控制频散曲线的上限,砂体使频散曲线发散,断层对槽波频散影响较小。     

黏弹TI煤层介质3层模型Love槽波频散与衰减特征

煤层是典型的黏弹各向异性介质,将黏弹性和各向异性两种性质结合起来的槽波研究较少。以弱各向异性煤层为研究对象,应用Thomsen等效介质理论,采用Kelvin-Voigt黏弹性模型,研究了黏弹TI(Transverse Isotropy)介质3层水平层状模型Love槽波频散与衰减特征;推导了3层水平介质的Love槽波频散方程解,可以计算品质因子随频率变化的情况;分析了各向异性参数γ、煤层横波品质因子Qs值变化及煤层Qs随频率变化对Love槽波频散、品质因子和衰减曲线的影响;模拟了煤层Qs=10和Qs=20时三维槽波波场传播过程。结果表明:TI介质和各向同性介质的槽波品质因子和衰减系数基阶曲线差别小,各向异性参数γ对Love槽波品质因子和衰减系数影响较小;煤层Qs对Love槽波频散曲线影响很小,主要影响槽波品质因子和衰减系数曲线,煤层Qs=10时槽波衰减系数值比Qs=20和30时大很多;目前煤层Qs在0～1 000 Hz内是否随频率变化尚无定论,假设煤层Qs随频率线性减小,各阶槽波品质因子曲线低频部分差异很小,高频部分差异变大,当Qs减小到10时,槽波衰减系数随频率增长很快;对于三维槽波波...     

煤层厚度对槽波频散特性的影响

槽波地震勘探是一种能够有效预测煤层工作面内小幅构造的井下物探技术。为了达到预测煤层厚度分布的目的,基于弹性波理论,推导了勒夫型槽波频散方程,并分析了煤层厚度变化对槽波频散特性的影响。研究表明,槽波的埃里相频率和速度与煤层厚度关系密切,通过槽波频散曲线提取,可以实现煤层分布的预测,为利用槽波频散特性实现煤层厚度预测提供理论依据。     

开采含夹矸煤层的煤质管理

介绍了谢李公司一井开采含夹矸煤层时,为提高煤炭质量所采取的采煤回采工艺及综合治理措施,从而缓解了高灰分煤层同采造成的煤质问题。     

含夹矸煤层综采工作面高效回采实践

为提高夹矸煤层综采工作面采出率,采用适应夹矸变化的割煤方式,依据不同夹矸层参数选择合理的作业方式,实现了夹矸煤层综采工作面的高效回采。实践表明:利用顶板来压和底鼓作用,滚筒可直接切割煤层顶底夹矸;对于煤层中部夹矸,当普氏系数f≤4.5,厚度小于0.2 m时,可利用滚筒割落;厚度为0.2~0.5 m时,采用单排眼布置放松动炮处理夹矸,厚度为0.5~0.7 m时,采用双排眼布置放松动炮处理夹矸,1次震动炮满足2个割煤循环,实现了夹矸处理与割煤。     

浅析含夹矸煤层综采工作面回采实践

介绍了陈家山煤矿为了提高含夹矸煤层综采工作面采出率,在417综放工作面进行实践,根据不同夹矸参数选用合理的震动炮处理夹矸作业方式,实现了夹矸煤层综采工作面的高效回采。     

含厚夹矸煤层顶煤冒放性研究

对于放顶煤工作面,合理预测顶煤冒放性是工作面高效生产的基础。本文利用某矿极近距离煤层合层综放开采为工程背景,对含有厚夹矸煤层的顶煤冒放性进行综合预测,并依据研究结果,提出了改善顶煤冒放性的措施,有效保障了工作面的正常生产。     

东庞矿含夹矸煤层工作面瓦斯抽采技术研究

东庞矿2616工作面煤层含有1层夹矸,为了确定瓦斯抽采方式,采用理论分析和计算方法研究了瓦斯抽采钻孔的布置位置及钻孔间距.结果 表明,在不考虑抽采钻孔之间相互影响的条件下,为了保障前期预抽和边采边抽效果,应将钻孔布置在夹矸附近,钻孔间距不能大于4.2 m,考虑到抽采时间,最终确定钻孔位于夹矸上方O.1m处,钻孔间距为3.5 m.残余瓦斯含量检测及回采期间工作面和上隅角瓦斯浓度监测显示,工作面抽采率大于30％,工作面瓦斯浓度不超过0.4％、上隅角瓦斯浓度不超过0.6％,现场应用效果良好.     

含夹矸煤层水力裂缝在煤岩界面的扩展规律

针对含夹矸煤层中裂缝在煤岩界面的扩展问题,应用线弹性断裂力学的理论和方法,分析了含夹矸煤层水力裂缝缝高在煤层与夹矸界面处的扩展路径及其判别准则,着重讨论缝高穿透煤岩界面的扩展距离与缝内水压的关系。研究表明:缝高在煤岩界面有3种扩展方式,即裂缝被限制在煤层中停止扩展、裂缝沿煤岩界面扩展及裂缝穿透界面扩展。当裂缝穿过煤层与夹矸之间的界面进入夹矸层,用叠加法计算应力强度因子,得到缝高穿透界面后在夹矸中扩展距离的计算方法。由工程实例可知,随水力裂缝缝内水压的升高,缝高穿透界面扩展距离急剧增大。     

含矸煤层开采的经济评价

开采含矸煤层的经济评价是生产矿井极为关注的问题，本文以实际资料为基础，建立了含矸煤层开采的经济评价模型，通过微机模拟，得到了不同厚度夹矸对开采效益的影响，绘出的图表可供类似地质条件的矿井，选择经济合理的开采方案参考。     

含矸煤层开采的经济评价

开采含矸煤层的经济评价是生产矿井极为关注的问题，本文以实际资料为基础，建立了含矸煤层开采的经济评价模型，通过微机模拟，得到了不同厚度夹矸对开采效益的影响，绘出的图表可供类似地质条件的矿井，选择经济合理的开采方案参考。     

含断层煤层反射槽波数值模拟及响应特征研究

槽波勘探是煤矿井下勘探的重要手段,其借助槽波在煤层中传播具有能量强,传播距离远等优点,实现采煤工作面断层或其他地质异常体的探测。透射槽波勘探研究较为成熟,已在煤矿生产中得到广泛应用。近年来,反射槽波逐渐得到关注,利用反射槽波预测断层落差是今后槽波勘探的研究方向,其理论依据研究并不充分。为了明确反射槽波能量特征与断层落差间的关系,建立6个不同落差的断层模型(断层落差分别为煤层厚度的1/8、1/4、1/2、3/4、1倍、2倍),设计反射槽波勘探观测系统,基于高阶交错网格有限差分算法进行数值模拟,通过提取6个不同模型的反射槽波振幅信息,分析反射槽波能量随偏移距以及断层落差的变化特征,并分析带通滤波对反射槽波能量分布的影响。分析结果表明:断层落差小于1倍煤厚,随着落差增加,反射槽波能量逐渐增加;断层落差继续增加,反射槽波能量逐渐降低;断层落差不同,其对应的反射槽波能量随偏移距的变化趋势一致,但断层落差大于3/4煤厚时,远近偏移距反射能量出现显著差异; 100～150 Hz和150～200 Hz带通滤波分别对断层落差小于1/2煤厚和大于3/4倍煤厚的反射槽波能量影响显著。因此,基于反射槽波能量分布特征进行断层落差探测,理论依据充足,具有实际应用价值。     

铜川矿区5#煤层夹矸的地球化学特征

铜川矿区５＃煤层中的高岭石泥岩夹矸是由酸性火山灰在近地表的成煤条件下经酸性水淋滤，蚀变而成的。在蚀变过程中，那些在表生条件下不稳定或较不稳定的元素大胆一流失，而那些稳定或较稳定元素则很少流失或相对富集。夹矸的原始组分及粒度大小是造成同一夹矸层不同夹矸类型间元素含量差异的主要原因。