韩城矿区构造特征对煤层含气性的影响

在系统研究韩城矿区构造特征的基础上,剖析了构造对煤层含气性的控制作用。研究表明:区域构造背景上,矿区位于华北地台南缘与秦岭褶皱带过渡区,决定了矿区具备煤层气开发前景。次级构造形迹组合特征上,矿区内部浅部断褶带、挤压阻气构造带、缓倾斜构造带、深部单斜带的基本构造格局致使煤层气含量由矿区周边向腹部增高。控气构造类型上,向斜轴部、缓倾斜带含气量最高,背斜次之,正断层和边浅部含气量最低。     

保德地区构造特征及其构造应力场分析

以鄂尔多斯盆地东缘保德地区为例,采用赤平投影方法,进行层面校正,比较层面恢复前后主应力方位,确定区域古构造应力场。研究表明:区域内构造行迹展布特征与构造应力场演化有较好的一致性;区域构造应力场主要受到燕山运动和喜山运动的影响,燕山期构造应力场奠定了研究区的主要构造格架,以挤压应力为主,拉张应力为辅,发育了NW-SE向挤压应力和NEE-SWW向的拉张应力,挤压应力在本区造成盖层滑脱现象,形成了一系列平行褶皱和逆断层,在区域内发育了一些走向NW-SE向的正断层;喜山期构造应力场以挤压应力为主,主压应力方位为NE-SW,两期构造运动的叠加使区域内东部构造发生偏转,由NW-SE向转为NE-SE向。该区的构造格局与东缘边界带的形成与发展有着密切的联系。     

晋城成庄煤矿3#煤层含气量控制因素分析

为确定成庄煤矿3^#煤层未知区域的含气量，结合区域构造演化特征，利用煤田地质资料和已采煤层实际瓦斯涌出量数据，定性、定量分析了煤层厚度、煤变质程度、煤层埋深、上覆基岩厚度、顶底板岩性、水文条件、地质构造等因素对含气量的控制作用，认为煤层上覆基岩厚度是3^#煤层含气量分布的主控因素。然后建立相应的数学模型，编制了成庄煤矿3^#煤层含气量等值线图，这对煤层气资源量计算、煤矿瓦斯安全管理具有重要现实意义。     

黔西地区煤层含气量主控因素解析

黔西煤层气储量丰富,同时成煤期地质条件复杂,不同区域煤层含气量差异较大,对煤层气含量差异因素研究有重要意义.通过对黔西煤层及煤层地质条件的研究,认为影响黔西煤层气含量的主控因素是煤层埋深、煤岩煤质、煤层分化带埋深和煤层厚度.并对以上主控因素与黔西煤层含气量的相关关系进行了研究,煤层含气量与埋深、煤阶、煤层厚度成正相关关系.     

地层压力与煤体结构耦合机理及其对含气性的影响

我国煤层气地质条件较为复杂,多遭受剧烈的后期改造,地质构造破坏严重,大部分煤层气资源埋深较深,使得勘探开发难度增大。煤层含气性作为计算煤层气资源量的关键参数,对含气性影响因素进一步分析至关重要。基于全国41个主要煤层气区块/矿区的地质资料,选取煤阶和地层压力这两个最为重深刻的因素进行分析,结果表明：1）型煤体结构产生韧性变形,地层压力释放,割理缝宽度减小,煤体重新压实,导致压力梯度高,含气量最高;型煤体结构产生脆性变形,地层压力释放,割理裂缝发育地层压力梯度低,含气量最小。2）地层压力与含气量基本是正相关关系,地层异常高压区对含气量有正向贡献,异常低压区不利于气体保存,正常压力区含气量高低不一。3）压力梯度与媒体结构可通过构造变形为纽带,产生耦合关系,影响储层含气性。     

大宁-吉县地区煤层含气量影响因素关联性评价

为确定大宁-吉县地区5号煤层含气量差异分布的主控因素,在综合选取影响含气量的地质因素基础上,采用灰色关联分析法,定量分析各地质因素对含气量分布的影响程度,得出了各影响因素与含气量的关联度为0.512 55～0.843 29,均大于0.5,其中地下水矿化度的关联度最大,其余因素关联度相差不大.结果表明:该地区主要地质因素对5号煤层高含气特征的形成均较为有利,含气量差异分布的主控因素为构造作用控制下的水文地质条件,其他因素的控制作用不十分明显.     

基于测井参数的煤层含气量预测研究

基于临兴区块8+9#煤层测井资料和实验样品解吸数据,通过煤层含气量与测井参数之间相关性分析,采用多元回归分析方法建立煤层含气量预测模型,并对预测模型进行验证及误差分析。结果表明该模型能较好地对煤层含气量进行预测,可信度较高。     

华北主要矿区构造背景对煤层含气性的控制作用

通过对华北几个主要矿区构造的认识，具体分析了区域构造、次级断裂等因素对煤层含气性的有利作用和不利影响。     

基于测井参数的煤层含气量预测模型与应用

煤层含气量是决定煤层气开发效果的重要参数,准确确定煤层含气量是煤层气勘探开发研究的一个关键问题。以沁水盆地东南部沁南东区块为依托,通过煤层含气量解吸试验和煤层气钻孔测井资料统计,分析了煤层含气量与测井参数之间的关系,选择了有效埋深的对数、体积密度、自然电位、深侧向电阻率与浅侧向电阻率比值、微球形聚焦电阻率的对数、声波时差与自然伽马和补偿中子乘积的比值等6个参数作为BP人工神经网络预测模型的基本特征量,建立了基于测井参数的煤层含气量BP人工神经网络预测模型,并对模型进行误差分析和应用结果对比分析。结果表明:基于测井参数的BP人工神经网络预测模型具有极强的非线性逼近能力,能真实反映煤层含气量与测井参数之间的非线性关系,预测结果与实测结果之间误差小,相对误差一般小于10%,采用测井参数预测煤层含气量具有较好的应用前景。     

保德矿区煤岩煤质特征及成煤环境研究

保德矿区位于鄂尔多斯盆地东北缘,属于河东煤田,为晋北大型煤炭基地。为了揭示保德矿区不同煤岩煤质的形成环境,利用煤岩煤质等技术参数,分析了煤层镜/惰比、灰分、煤灰组分、硫分等参数指标的变化规律,并结合地层沉积相特征,探讨了保德矿区主采煤层的煤岩煤质特征及成煤环境演变规律。研究结果表明: 矿区内主采煤层物理性质相似,以半亮型煤及半暗型煤为主,显微组分以有机组分为主,无机组分以粘土矿物为主;镜质组反射率相近,煤化程度整体较低。各主采煤层水分含量较低,差别较小;灰分以中～低灰为主,煤灰组分以SiO2、Al2O3为主;挥发分含量较高,以中高～高挥发分为主;硫分含量差别较大,8#煤为低硫煤,10#煤和11#煤属于低中硫煤,13#煤为中高硫煤。保德矿区太原期至山西期成煤环境整体为半咸水海陆过度环境,氧化性逐渐增强,盐度减少,受海水的影响程度逐渐减弱;太原期至山西期主要成煤期经历了一次周期性海侵海退大旋回,侧面揭示了保德矿区海侵成煤（10#煤和11#煤）和海退成煤（8#煤和13#煤）两种成煤模式。     

The control of coal mine gas and coordinated exploitation of coal bed methane in China

Based on the characteristics of the coalfield geology and the distribution of coal bed methane (CBM) in China, the geological conditions for exploiting the CBM and draining the coal mine gas were analyzed, as well as the characteristics of CBM production. By comparing the current situation of CBM exploitation in China with that in the United States, the current technology and characteristics of the CBM exploitation in China were summarized and the major technical problems of coal mine gas control and CBM exploitation analyzed. It was emphasized that the CBM exploitation in China should adopt the coal mine gas drainage method coordinated with coal mine exploitation as the main model. It was proposed that coal mine gas control should be coordinated with coal mine gas exploitation. The technical countermeasure should be integrating the exploitation of coal and CBM and draining gas before coal mining.     

煤层气与煤矸石在循环流化床内混烧影响因素的试验研究

针对影响煤层气与煤矸石循环流化床内混合高效燃烧关键因素（混烧比R、二次风率r₂、过量空气系数α）进行试验,研究这3种运行参数对炉内温度场以及燃烧效率的影响.试验结果表明：与纯烧煤矸石相比,采用煤层气/煤矸石混烧可使炉内温度场分布更加均匀,提高燃烧效率.当混烧比R＝0.2时,炉内温度场比较均匀,燃烧效率相对较高;随着r₂的增加,燃烧效率先升高后降低;随着过量空气系数α增大,炉膛密、稀相区的温度均降低,燃烧效率先升高后降低.在本试验条件下,R＝0.2,r₂=0.3,α=1.3综合燃烧效果较好.     

煤层瓦斯含量与瓦斯压力反算关系研究

通过对煤层瓦斯压力产生原因及瓦斯储层研究,确定了煤层中瓦斯压力(含残余瓦斯压力)与瓦斯含量(包括参与瓦斯含量)的关系,煤层保持完整或较完整状态时煤层瓦斯压力可以与瓦斯含量采用朗格缪尔方程互相反算,煤层处于破碎离散状态时,则煤层以块状呈现,煤层中存在瓦斯含量但相对瓦斯压力煤层瓦斯压力与瓦斯含量不适用朗格缪尔方程互相反算。     

构造煤瓦斯解吸初期特征实验研究

利用自制的煤样瓦斯解吸试验装置,在恒温30 ℃、不同压力、不同粒度条件下,研究平顶山和鹤壁的原生结构煤和构造煤的瓦斯解吸初期速度和解吸量,分析构造煤瓦斯解吸初期的影响因素,建立构造煤瓦斯初期解吸数学模型。实验结果表明：与原生结构煤相比,构造煤瓦斯解吸初期速度更大,其初始解吸速度为1.23~4.20 mL/(g·min),是相同实验条件下原生结构煤的1.36~2.84倍,尤其在前1 min内差别较大;构造煤瓦斯解吸量是一条单调递增的幂函数曲线,0~10 min的瓦斯解吸规律具有分段性,可分为快速解吸段、缓慢解吸段和平稳解吸段,构造煤前10 min瓦斯解吸量可达1 h内解吸总量的60%。分析认为构造煤中大孔和过渡孔的发育程度决定了构造煤瓦斯初期特征;构造煤瓦斯解吸初速度随粒度的减小而增加,但是在极限粒度以下煤粒度对瓦斯初期解吸速度影响较小;瓦斯解吸初速度与吸附平衡压力呈幂指数关系;构造煤瓦斯解吸初期曲线符合文特式。     

宿县矿区构造煤储层展布及控气特征

以宿县矿区为例,宿县矿区是发育典型的构造煤矿区,在大量的野外和矿井地质工作的基础上,结合区域构造背景对宿县地区的构造煤储层展布及控气特征进行了研究,认为构造活动的多期性和构造性质的多样性是造成本区构造煤储层展布变化大的根本原因;构造演化对宿县矿区煤层气的富集起了关键的控制作用.煤岩组成影响煤层气的生成和运移,该地区煤岩以亮煤为主,有利于煤层气的开采.     

高预应力锚杆支护对煤与瓦斯突出控制作用研究

采用FLAC3D和COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟软件分别对不同支护条件下高瓦斯煤层掘进巷道周围煤岩体应力场、能量场分布特征和煤层瓦斯流动规律进行研究。研究结果表明：锚杆预应力在巷道断面上形成整体压应力结构,在掘进推进前方,后方支护区域的锚杆预应力形成连续分布的压应力带,使预应力扩散到空顶区。预应力越大扩散范围也越广,对抑制空顶区煤岩破碎、变形有重要作用;高预应力锚杆支护能减少煤岩体内能量集中,但不会产生瓦斯积聚;高预应力锚杆支护能在一定程度上降低煤与瓦斯突出的危险。     

旋转超重力场反应器催化裂解煤矿瓦斯的研究

以催化裂解煤矿瓦斯制取氢气或纳米碳管为主要目的,采用旋转超重力场强化传质和反应的方法,研究了模拟煤矿瓦斯气体在旋转超重力场反应器中催化裂解的过程和影响因素.经试验研究得出：旋转超重力对催化剂表面的积碳起着强化分离作用,可有效降低催化剂表面固体碳的沉积和覆盖,有利于延续催化剂的使用寿命.本实验采用Ni/SiO2催化剂,装填量为4 g,较适宜的工艺条件为旋转床转速780 r/min、反应温度560 ℃,气体浓度和气体流量参数的优化根据目的产物(如氢气或纳米碳管)确定.     

构造应力场对煤与瓦斯突出的控制作用

应用流体势的理论解释了瓦斯运移的动力机制,通过对青龙矿22煤层瓦斯突出的数值模拟和流体势的计算,揭示了构造应力场对瓦斯运移和聚集的控制作用,指出构造应力决定了瓦斯流体势的大小,并决定了瓦斯运移和聚集的方向、轨迹:瓦斯运移的方向从高应力差区到低应力差区,瓦斯位移场与构造应力的应力差梯度场相一致.     

煤与瓦斯突出强度和瓦斯量的计量方法

针对我国瓦斯突出特征参数确定中存在的主要问题,通过实测和分析,阐述了瓦斯突出强度的计量原则,提出突出煤岩量的计算方法,介绍了突出发生后的瓦斯涌出规律,提出瓦斯涌出量的计算方法.为统一和规范煤与瓦斯突出特征参数提供了技术途径,为煤矿突出后的现场勘查、资料记录与分析和突出矿井的鉴定提供了参考.