破坏煤分类及宏观和微观特征

本文在南桐矿区井下煤壁、手标本和煤岩光片观测的基础上，对煤的宏观和微观破坏特征以及破坏类型划分进行了研究。采用煤层某一分层的平均破碎程度级别将煤体宏观破坏类型分为两类四型七种。参照构造岩的分类将煤体显微破坏类型为６类，划分出８种显微结构，描述了各类破坏煤特征并指出了宏观和显微破坏类型之间的关系。     

对煤体结构形态及成因分类的改进和完善

为便于理论研究和矿井生产中煤与瓦斯突出预测时的应用、资料积累和对比,参照构造岩的分类方法,依据煤体结构的宏观特征和不同煤体结构类型煤的物性参数的测定结果,在对原煤体结构四类分法做了较大补充的基础上,根据非接触性探测煤体结构类型的需要,提出了硬煤和构造软煤的煤体结构二类分法,其中硬煤与原生结构煤、碎裂煤相对应;构造软煤与碎粒煤、糜棱煤相对应,从而改进和完善了煤体结构的形态及成因分类.     

对煤体结构形态及成因分类的改进和完善

为便于理论研究和矿井生产中煤与瓦斯突出预测时的应用、资料积累和对比,参照构造岩的分类方法,依据煤体结构的宏观特征和不同煤体结构类型煤的物性参数的测定结果,在对原煤体结构四类分法做了较大补充的基础上,根据非接触性探测煤体结构类型的需要,提出了硬煤和构造软煤的煤体结构二类分法,其中硬煤与原生结构煤、碎裂煤相对应;构造软煤与碎粒煤、糜棱煤相对应,从而改进和完善了煤体结构的形态及成因分类.     

不同煤体结构煤的f值分布特征

以淮南煤田C13-1煤层不同煤体结构类型煤的118个坚固性系数(f值)测定资料为基础,分析了不同煤体结构煤的f值分布特征和统计规律,说明了煤体破坏与f值的相互关系,并提出将f值作为硬煤和构造软煤的分类指标.     

不同煤体结构煤的f值分布特征

以淮南煤田C13-1煤层不同煤体结构类型煤的118个坚固性系数(f值)测定资料为基础,分析了不同煤体结构煤的f值分布特征和统计规律,说明了煤体破坏与f值的相互关系,并提出将f值作为硬煤和构造软煤的分类指标.     

放顶煤工作面顶煤冒落形态

对含节理裂隙煤体的强度与破坏特征进行了分析，导出裂隙倾角对煤体强度的影响范围。在此基础上论证了放顶煤工作面顶煤冒落形态可分为倒台阶、柱形、散体三种基本形态。     

冲击倾向煤破坏断口微观特征及其机理研究

运用扫描电镜观测了冲击倾向煤破坏断口的微观形貌,分析了煤体受载破坏断面的裂纹、孔隙等缺陷特征及裂纹扩展特征,探讨了煤样破坏裂纹扩展途径及其微观断裂机理.结果表明,冲击倾向煤内部含有大量的孔隙裂隙,在其受栽破坏过程中,这些孔隙裂隙均充当了Griffith缺陷,促使大量新裂纹生成和煤样发生破坏.煤样中大量的尖锐孔隙及张性裂隙的微观断面特征表现出冲击倾向煤的脆性特征.由于煤的非均质性及煤样内部应力分布的非均衡性,其裂纹扩展也是不均匀、间歇式的,且裂纹的扩展路线也是曲折的,扩展过程中往往产生分岔、拐折等现象.孔隙、裂纹在应力作用下分岔、扩展、汇合贯通是导致煤体宏观断裂的直接原因.     

煤体结构差异的孔隙响应及其控制机理

为了研究不同煤体结构煤的孔隙差异及作用机理,以焦作、济源、鹤壁、大峪沟、平顶山等矿区采取的煤样为研究对象,并通过压汞法、低温液氮法和扫描电镜(SEM)对煤体破坏汽后煤的孔隙性进行了测试.结果表明,煤体破坏不仅使得煤的变质程度增加,煤体强度降低,而且还使得尺度较大的粒间孔含量增加,并且新形成的粒间孔很少被矿物质充填,同时也破坏了孔隙的定向性和完整性;相比于原生结构煤,煤体破坏后煤中的微米、纳米级孔隙含量显著增大,煤的孔隙形态和连通性发生改变;另外,煤体破坏对煤孔径的大小、不同孔径段孔隙的分布、流体在煤体内的运移都有影响.     

煤力学特征的对比试验分析及其在煤与瓦斯突出研究中的应用

运用一种新的构造煤采样与加工方法，通过大量的试验测定，对比分析了原生结构煤和构造煤的力学特征；定量讨论了主要力学参数间的相关关系，给出了描述煤体破坏状态的颁上函数式，并且模拟构成煤与瓦斯突出４个主要能量体之间的相互作用，建立了简化力学模型；从理论上证明了构造煤厚度是煤与瓦斯突出的一个启动因素，讨论了计算其临界值的可能性。     

煤沼演化类型与侏罗系煤（系）成油田形成规律

在研究了西北侏罗系含煤盆地的层序地层、煤相类型组合和煤沼剖面上的演化特征的基础上,提出了煤沼沉积环境演化类型（简称演化类型）的概念．根据含煤建造（组）垂向上的变化特征、煤相类型及其组合特征,将其划分出三种演化类型．着重讨论了第三演化类型盆地的煤生油显微组分组成、泥岩厚度、水进和水退序列中有机岩生油特征、煤沼在剖面上的演化特征和煤（系）成油田的形成原因,在此基础上,得出了只有在第三演化类型中才能找到煤（系）成油田的结论．     

块煤的孔隙特征及其影响因素

根据47个煤样的压汞实验、扫描电子显微镜观测,以及显微煤岩组份定量等手段,作者首次系统地研究了块煤的孔隙特征。研究表明:煤的孔隙特征主要取决于煤化程度、显微煤岩组份、矿物质含量和断裂破坏强度。该项研究对于探讨煤层甲烷开发、煤的地下气化以及煤与瓦斯突出具有重要意义。     

Arch structure effect of the coal gangue flow of the fully mechanized caving in special thick coal seam and its impact on the loss of top coal

Based on the characteristics of the top coal thickness of the fully mechanized caving in special thick coal seam,the long distance of coal gangue caving,as well as the different sizes of the coal gangue broken fragment dimension and spatial variation of drop flow,this paper uses laboratory dispersion simulation experiment and theoretical analysis to study the arch structure effect and its influence rule on the top coal loss in the process of coal gangue flow.Research shows that in the process of coal gangue flow,arch structure can be formed in three types:the lower arch structure,middle arch structure,and upper arch structure.Moreover,the arch structure has the characteristics of dynamic random arch,the formation probability of dynamic random arch with different layers is not the same,dynamic random arch caused the reduction of the top coal fluency;analyzing the dynamic random arch formation mechanism,influencing factors,and the conditions of instability;the formation probability of the lower arch structure is the highest,the whole coal arch and the coal gangue arch structure has the greatest impact on top coal loss.Therefore,to prevent or reduce the formation of lower whole coal arch structure,the lower coal gangue arch structure and the middle whole coal arch structure is the key to reduce the top coal loss.The research conclusion provides theoretical basis for the further improvement of the top coal recovery rate of the fully mechanized caving in extra thick coal seam.     

综放工作面开切巷锚梁网支护技术研究

义马耿村煤矿综放工作面开采易自燃煤层，采用开切巷沿煤层项板布置．为此首先对开切巷锚梁网支护的设计和施工有关问题进行了研究，然后对巷道项板围岩进行了深基点位移观测，同时利用超声波技术对巷道两帮进行了松动圈测定，在此基础上讨论了大断面巷道锚杆与围岩之间相互作用关系．最后说明了锚梁网支护效果．本研究成果对大断面巷道锚梁网支护具有一定的参考价值．     

综放工作面开切巷锚梁网支护技术研究

义马耿村煤矿综放工作面开采易自燃煤层,采用开切巷沿煤层顶板布置.为此首先对开切巷锚梁网支护的设计和施工有关问题进行了研究,然后对巷道顶板围岩进行了深基点位移观测,同时利用超声波技术对巷道两帮进行了松动圈测定,在此基础上讨论了大断面巷道锚杆与围岩之间相互作用关系,最后说明了锚梁网支护效果.本研究成果对大断面巷道锚梁网支护具有一定的参考价值.     

藻煤、烛媒、腐植煤共生煤层的有机地球化学特征及成烃评价

作者对产于山西的共生藻煤、烛煤、腐植煤分别进行了显微煤岩鉴定和有机抽提、族组分析和色谱——质谱研究。结果表明藻煤对与其共生的腐植煤镜质组反射率有显著的抑制作用,并影响腐植煤的可抽提率和正烷烃分布特征。藻煤中的粘土矿物抑制烃类析出。在相同热演化条件下藻煤的成熟度滞后于腐植煤。各类型煤的有机地球化学特征所提供的母质、形成环境以及成熟度等信息,与煤岩研究结果相吻合。藻煤和烛煤是较好的油源岩,并有大大提高与其共生的腐植煤的生油能力的作用。上述研究成果对煤成烃机理研究和生烃能力评价有实际意义。     

新疆煤炭地质特征

新疆主要含煤地层为早-中侏罗世的八道湾组和西山窑组,陆相聚煤环境。煤层赋存受地质构造控制,聚煤作用主要发生在构造盆地内部。向斜和单斜为主要的赋煤构造,主要含煤盆地后期构造变形微弱,开采条件优越。以低阶烟煤为主,其次是中、高阶烟煤。煤类主要以长焰煤、不粘煤、弱粘煤为主;宏观煤岩组分以暗煤、丝炭为主,其次是亮煤。宏观煤岩类型依次为暗淡煤、半暗煤、半亮煤,光亮煤较少。煤层具有发热量高、水分含量低、灰分产率低、挥发分产率高、全硫含量低和低磷等特点。     

准格尔煤田串草圪旦煤矿4#煤煤相研究

运用煤岩学方法和地球化学方法,探讨了内蒙古准格尔煤田南部串草圪旦煤矿4#煤的煤岩特征和煤相类型。研究发现,4#煤层的显微组分富集镜质组,煤相类型主要为潮湿森林沼泽相,在沼泽的整个演化过程中,还偶尔出现了开阔水域沼泽相和覆水森林沼泽相,沼泽的演变可划分为2个阶段。4#煤层从下到上覆水程度总体上呈现强-弱-强变化的特点,4#煤层的沼泽水流表现为滞留沼泽和活水沼泽周期性交替出现。     

煤矸石集料混凝土耐久性研究

为了探讨煤矸石集料配制水泥混凝土的耐久性,从宏观和微观上对煤矸石集料混凝土进行了耐久性试验.研究表明,测试的各种煤矸石集料都为非碱活性集料;煤矸石掺量在一定范围内不会明显降低混凝土的抗渗性;随着煤矸石集料掺量的增加,煤矸石混凝土的力学性能并没有降低,但混凝土的抗冻性能明显降低;气泡间距系数不能确切地评定煤矸石混凝土的抗冻性,集料吸水率也是影响煤矸石混凝土抗冻性能的因素;煤矸石混凝土的水泥石-集料界面结构不同于普通混凝土.对于煤矸石集料应用于水泥混凝土中,本研究提出了煤矸石掺量、吸水率、压碎值和针片状含量4个指标.     

褶曲分形特征及其与瓦斯突出关系研究

首次提出了煤层褶曲复杂程度的分形度量方法 ,包括小岛法、剖面线法、轴线法 .研究了褶曲剖面线、褶曲轴线分布、褶曲地形的分形特征 ;证实了褶曲的空间分布特征服从分形规律 ,为褶曲构造的研究提供了一种新方法 .以某井田内的两个采区为例 ,探讨了褶曲分形特征与瓦斯突出的关系 ,对预测瓦斯突出提出了一种新思路     

淮南潘集一矿11—2煤层层间滑动构造研究

潘集一矿11—2煤层间滑动构造发育,层滑构造特征表现为顶底板揉皱楔入煤层中使得煤层破碎,煤质变差,顶底板凹凸变化。煤层厚度变化大,稳定性差,薄煤带发育。矿区层滑构造主要分布于中西区浅及中深部位置,对煤层厚度影响较大。为了探明矿区层滑构造的成因机理,对矿区层滑构造特征及其类型进行了研究。结果表明：潘集一矿11—2煤层滑构造主要表现形式为断裂式层间滑动,说明矿区层滑构造主要是受矿区断层的牵引作用所致。将11—2煤层滑构造分为揉皱型、断滑型和断裂型,矿区西部层滑构造主要表现为断裂型和断滑型,中部主要表现为揉皱型和断裂型,东部未开采区主要表现为断滑型,为矿区生产部署提供了参考依据。