煤层厚度变化原因分析与勘查工程线距的选择

通过对河南省禹州和登封煤田山西组底部二．煤层厚度变化原因的分析研究，合理地确定煤层稳定程度类型，进而选择对应的勘查工程线距，以获得良好的地质效果和经济效益。     

登封煤田庞窑详查区煤岩层对比与沉积环境分析

煤岩层对比工作是研究煤系地层层序、煤田地质构造、煤层厚度变化、煤层赋存规律的基础工作,是煤田地质勘探工作的主要任务之一。登封煤田区内广泛发育石炭—二叠纪含煤岩系,早二叠世山西组为主要含煤地层。为指导勘探施工,提高勘探质量,在野外进行岩心编录的基础上,针对登封煤田庞窑详查区内的岩心柱状图采用沉积相、标志层、煤层等多种方法对含煤岩系的煤岩层进行了综合对比既指导了登封煤田庞窑详查区内的施工,加快了勘探速度,且有助于整个登封煤田成煤环境的研究及相邻井田的煤岩层对比。     

新疆富蕴盆地南明水组暗色泥岩沉积环境演化及其页岩气地质特征

为了查明新疆北部富蕴盆地萨尔布拉克地区南明水组多套暗色泥页岩沉积环境演化、页岩气资源前景及两者内在的制约关系,进行了有机、无机地球化学及矿物学等分析,表明南明水组暗色泥岩沉积水体早期可能受大型河流影响明显淡化,后期开放性降低,盐度逐渐升高和恢复。暗色泥岩JP2沉积时期气候总体温暖潮湿,中晚期温度稍有上升,较早期相对干旱,水体深度自下而上呈现由深变浅再变深的趋势,总体还原,向上还原性减弱。第2亚组生物生产率及总有机碳含量(介于0.42%~1.11%)均最高,有机质类型基本以Ⅲ型干酪根为主,含少量II=2\*ROMAN 2型干酪根,成熟度达到高-过成熟阶段。矿物成分以黏土矿物和石英为主,尤其是第2亚组(黏土矿物：32%~49%;石英：33%~41%;伊利石占黏土总量：61%~77%),具备页岩气发育条件。对比分析显示,海陆交互区半咸水偏咸水的盐度条件、缺乏大型入海河流的干扰、稳定的沉积环境等更有利于产气页岩的发育。     

鄂尔多斯盆地南北缘煤中金属异常富集成因对比

鄂尔多斯盆地含煤地层中蕴藏丰富的金属元素,是煤中金属分布规律及成因研究的热点区域,尤以盆地南北缘煤中金属最为富集,且表现出不同的规律和特征。通过对南缘有代表性的渭北、黄陇煤田和北缘准格尔煤田进行采样分析,结合收集已有测试数据,对比南北缘煤中金属富集的种类、丰度、煤岩特征及差异、成煤环境差异、物源特征,分析盆地南北缘煤中金属富集成因差异。结果表明,与世界煤相比,盆地北部准格尔煤田煤中Li, Zr, Hf富集,Be, Ga, Sr, Nb, Pb, Th轻度富集,盆地南部黄陇煤田煤中Sr, Ba轻度富集,渭北煤田煤中Li富集,Ga, Zr, Nb, Cs, Hf, Ta, Pb, Th轻微富集。盆地晚古生代煤显微煤岩组分,南部镜质组含量大于北部,总体上山西组镜质组含量低于太原组,中生代延安组煤镜质组含量最低。煤中矿物以黏土矿物和碳酸盐矿物为主,在盆地南缘煤中发现磷灰石、锐钛矿,还发现有不规则形状的碎屑石英和蠕虫状高岭石,为火山灰输入含煤地层特征;北缘煤中发现丰富的方解石晶体,以裂隙填充及自生形态为主。盆地北部和盆地南部Al₂O₃/TiO_...     

山西霍西地区煤系泥岩储层特征及生烃潜力评价

为了进一步研究含煤地层中非常规天然气的开发潜力,以山西霍西地区煤系泥岩为主要研究对象,基于矿物成分、孔渗性等测试结果,从岩相特征、矿物学组成、孔渗性等方面分析了霍西地区煤系泥岩层的储层特征,同时从烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度3方面初步判断了霍西地区煤系泥岩层的生烃潜力。结果表明:山西霍西地区内煤系泥岩层厚度大,矿物组成以黏土矿物为主,孔隙度较低,渗透性差,为煤系气的保存提供了良好的条件。同时山西霍西地区总体上有机质类型以Ⅲ型干酪根为主,有机碳含量大于1.5%的样品约占68%;有机质成熟度以1.8%～2.0%为主,热解生烃能力强。相对而言,太原组煤系泥岩中有机碳含量高达3.94%是其生烃潜力要高于山西组和下石盒子组煤系泥岩的主要原因,可以优先作为有利勘探区。     

山东泗水董庄石膏矿矿床地质特征及成因分析

董庄石膏矿位于泗水盆地中,区内古近纪地层发育,卞桥组发育较齐全,其中卞桥组二段为含膏岩系。盆地内含膏层岩石组合为巨砾岩、砂砾岩、砂质黏土、黏土岩及含膏层。共有含膏层9层,含膏层与其他岩层呈过渡关系,没有一定的规律,含矿带产状变化不大。矿层中含矿率低（15%左右）,矿石类型以石膏为主,可分为原生石膏和次生石膏。董庄矿床沉积于内陆泻湖盆地,在沉积过程中由于盆地中水量的不断蒸发,CaSO4浓度的不断增加,同时黏土类物质的不断沉积,形成了本区的主要矿床类型-以黏土岩为主含石膏的矿床。对石膏矿地质特征、矿石质量及矿床成因进行了分析研究,可为泗水盆地内石膏矿的找矿勘查提供参考和借鉴。     

江西修武盆地下寒武统王音铺组页岩气勘探前景

为了解江西修武盆地下寒武统王音铺组的页岩气勘探前景,采取了野外地质调查、岩芯观察、实验测试分析及数学模拟等方法,对王音铺组富有机质页岩的厚度与埋深、有机地球化学特征、储层特征、含气性等方面进行了初步的研究。研究表明:王音铺组富有机质页岩为浅海陆棚相沉积,有效厚度约53m,顶界埋深在200~4000m之间;有机质丰度较高,一般为2%~14%,干酪根类型为Ⅰ型,有机质成熟度达到了过成熟阶段;页岩的矿物成分以石英和黏土为主,其中黏土矿物中又以伊利石为主;页岩中的微孔隙主要有粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝四种类型;数学模拟和等温吸附实验结果显示,王音铺组页岩气的含气量平均为2m3/t,页岩气资源丰度为2.54×108 m3/km2,具有较好的页岩气资源潜力。采用地质类比、综合地质分析,初步预测江西修武盆地下寒武统王音铺组具有较好的页岩气勘探前景。     

平顶山煤田南部二叠系煤层煤相演化规律研究

基于不同沉积环境形成的煤在显微组分、储层物性等方面有很大的差异,为了能够在后续的研究中找出沉积环境对储层物性的影响,在平顶山煤田采集不同煤层的多个样品,利用光学显微镜进行煤岩显微组分鉴定分析,对平顶山煤田南部二叠系煤层的煤相进行了分析研究。结果表明:平顶山煤田南部地区煤层显微组分以镜质组为主,主要矿物为黏土类矿物及黄铁矿。根据不同煤相参数之间的差异性将研究区煤相划分为:较浅水覆水森林沼泽、湿地草本沼泽、弱覆水湿地草本沼泽、潮湿森林沼泽相、低位沼泽五种类型。庚20煤层沉积环境由湿地草本沼泽到低位沼泽再转换为较浅水覆水森林沼泽;己15煤层由底部湿地草本沼泽变为中上部弱覆水湿地草本沼泽。戊8煤层从底部的湿地草本沼泽转变为潮湿森林沼泽,后转变为湿地草本沼泽,最终转化为较浅水覆水森林沼泽。     

延长探区山西组陆相页岩储层孔隙结构及孔隙发育主要影响因素

储层的孔隙特征对页岩气含气性和产能评价具有重要作用,为研究延长探区山西组页岩气储层孔隙特征,通过应用氩离子抛光-场发射扫描电子显微镜、岩芯观察、薄片鉴定、全岩X射线衍射和压汞实验等测试方法,对孔隙类型和孔隙结构进行了详细探究。结果表明山西组页岩气储层矿物组成以黏土矿物和石英为主,黏土矿物含量较高,且变化范围较大,在43.5%~98%之间。储层发育大量的微裂隙和微孔隙,孔径主要在0.5~20μm之间,以微小孔隙为主,喉道较小且孔喉分选性较差,显微镜下观察发现储层泥页岩微裂缝极为发育,裂缝面密度达到108.8/m2,这些缝隙构成网状结构,既可以为页岩气提供储存空间,又是页岩气渗流的主要通道。有机碳含量高,有机质孔数量相应增加,碎屑含量降低,减小了对有机质的挤压程度,有利于有机质孔的保存。热演化程度增高,有机质生烃转化和生气膨胀作用增加了有机质孔。进一步,黏土矿物在脱水转化过程中形成了微裂缝,对孔隙发育均具有促进作用。     

淮北肖县煤田山西组地层沉积特征分析

从岩性、岩相、沉积、旋回及煤层特征方面分析了肖县煤田山西组沉积特征,主要为一套海陆过渡相含煤建造.     

矿山多属性环境协同作用对锚杆腐蚀的影响

锚固材料失效造成围岩失稳呈现多元化特征,其中锚固材料在服役过程中受到多属性腐蚀环境协同作用造成其腐蚀越来越严重。锚杆腐蚀开裂频繁发生在富黏土地带,反映出多属性环境(包括含氧率、地下水、矿物质等)协同作用是锚杆腐蚀的重要影响因素。为了掌握锚杆在多属性环境协同作用影响下的腐蚀规律,将锚杆服役环境以"腐蚀细胞"的方式进行了实验室模拟试验。研究表明:环境中的矿物质通过离子交换增加水溶液离子溶度,间接加速了锚杆的腐蚀,证明了溶液中离子浓度与腐蚀速率成正相关关系;腐蚀是长期的过程,经过3个月的试验后,大部分腐蚀产物形成于螺纹和锚杆端部,以及被黏土与煤包裹的部位,反映出矿物质能加速锚杆的腐蚀;相比于腐蚀介质仅为去离子水,锚杆在包含黏土或者煤的试验环境中腐蚀后的抗拉强度均有所降低;锚杆在煤和黏土共同作为腐蚀介质且开放的环境下,抗拉强度最小,这也间接说明矿物质材料能加速锚杆的腐蚀。上述研究进一步表明:环境中煤、黏土、地下水可通过增加溶液总离子浓度提高环境腐蚀性,因此在含有矿物质与地下水的区域,矿山支护设计与维护时需进行防腐蚀方面的考虑。     

CLAY MINERAL ASSEMBLAGES AND THEIR IMPLICATIONS IN SHIHEZI FORMATION FROM THE HUAIBEI COAL-BEARING STRATA

Clay mineral assemblages in Shihezi Formation of Huaibei coal-bearing strata are determined by X-ray diffraction and Differential Thermal Analyzer, that is restated to the sedimentfaces and climatic changes in the source area, and to a lesser extent, alterations during burial diagenesis. In the Upper Shihezi Formation, the clay fraction is dominated by kaolinite in norther npart of the coal field, which was formed in alluvial sediment environment. But in the South ofHuaibei coal field, the clay mineral assemblage consists of mainly illite that reflects the influenceof sea water. The predominately kaolinite and sederite composition of the clay fraction in the lower Shihezi Formation sediments documents less relief and gentle erosion of kaolinite rich soils developing under warm source area. In the lower part of Shihezi Formation, some chlorite is detected, which suggests transformation of illite or kaolinite to chlorite under conditions of burial diagenesis.     

饱水岩石水稳试验及力学特性研究

针对岩石的水稳定性问题,利用赵楼、万福、南屯煤矿岩样,进行了系统的沉积岩水稳定性特征试验研究.结果表明:岩样的水稳定性差异随高岭石、伊利石和伊蒙混层的相对定量而变化,且受岩石裂隙率的影响;岩石饱水后,强度降低,受层理构造影响,抗压、抗拉破坏形态岩石多伴随或主要呈现层状破坏;岩石抗拉强度具有显著的时间效应,可用负指数进行表达.     

煤层夹矸型黏土矿物对甲烷的吸附研究

黏土矿物是煤层中最重要的矿物质,煤层中有机质与黏土矿物复合能改善黏土矿物对甲烷的吸附能力,因而煤储层中黏土矿物对甲烷的吸附不容忽视。分别选取黏土矿物含量较高的煤层夹矸和纯黏土样品,采用X-射线衍射、红外光谱及扫描电镜表征,并进一步分析了样品中总有机碳(TOC)含量、有机质的类型和成熟度,结合孔径、孔隙体积和比表面积测定结果,探讨造成夹矸型和非煤黏土矿物甲烷吸附能力差异的主要原因,研究影响夹矸型黏土矿物吸附能力的控制因素。结果表明:夹矸型黏土矿物对甲烷的吸附能力依次为铵伊利石高岭石伊利石金云母;单纯的外表面积大小并不能完全反应出黏土矿物的甲烷吸附特性,需结合不同黏土矿物层间域等多方面因素综合考虑;有机质含量较高的夹矸型黏土矿物样品比纯黏土样品具有更多的微小孔隙,尤其是孔径小于6 nm的孔隙,对样品比表面积的增加起到了关键作用,进而也增强了其甲烷吸附能力。通过分析黏土矿物的甲烷吸附贡献率发现,黏土矿物及其有机复合体具有较强的甲烷吸附能力,在煤层夹矸中对甲烷的吸附贡献较大。     

煤的超细粉碎与超净煤的分选

分析了6种不同变质程度煤样的无机矿物组成、嵌布粒度，研究了煤样粒度和煤中无机矿物的解离度与磨煤时间之间的关系,并通过分选试验探明了粉碎粒度、无机矿物解离程度及其种类对分选效果的影响.试验研究表明,只有当煤的粒度粉碎到<10 μm时，无机矿物才能得到较充分的解离；煤中的无机矿物主要是黏土，黏土含量小的煤可以分选出超净煤，反之，黏土和黏土与有机物连生体含量高的煤，很难分选出灰分低于2%的超净煤；黏土含量高的煤，经过球磨后，在煤浆中出现大量和稳定的微小气泡，影响了超净煤的分选精度；低阶煤经球磨后，表面亲水性增加，即使粉碎粒度很细，用絮团-浮选也无法分选出超净煤.     

从黏土行为视角认识煤泥水沉降性能

黏土颗粒在煤泥水中是不稳定的,其颗粒粒度分布、表面水化膜厚度、电动电位分布等参数都会随浸泡时间增加而变化,从而导致黏土颗粒之间相互作用形式发生变化,黏土颗粒与煤颗粒之间相互作用也随之改变,最终表现为煤泥水沉降性能的变化和差异.文章以煤泥水中有代表性的黏土矿物——高岭石和蒙脱石为研究对象,分析了煤中黏土矿物在水中性质和行...     

沁水盆地晚古生代煤中稀土元素地球化学特征

摘要：研究煤中稀土元素对分析成煤环境具有重要意义。运用电感耦合等离子质谱、X射线荧光光谱、X射线衍射等方法分析了沁水盆地晚古生代煤及其顶底板炭质泥岩、粉砂岩、灰岩和黄铁矿脉中稀土元素的地球化学特征,探讨了煤中稀土元素的赋存特征及富集成因。结果表明,沁水盆地晚古生代煤中稀土元素含量整体较低,剖面上太原组煤中稀土元素的含量大于山西组,平面上具有南高北低的分布特征。煤中稀土元素主要赋存在粘土矿物和黄铁矿中,碳酸盐矿物和氧化物中稀土元素含量较低,相当部分的稀土元素赋存在有机质中。相关分析表明,稀土元素与Si、Al关系密切。研究认为,沁水盆地煤中稀土元素的富集受控于聚煤古环境,煤层及其顶底板岩石中稀土元素的来源具有一致性,成煤时期海水对泥炭沼泽的影响导致太原组煤中相对富集重稀土,但没有导致Ce的亏损。     

湖南辰溪高有机硫煤的微量元素特征

采用高分辨率电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)以及X射线衍射(XRD)等技术分析煤中微量元素、常量元素含量以及矿物成分。结果表明：辰溪晚二叠世高有机硫煤高度富集铀(75.20 μg/g)、铬(407.75 μg/g)、镉(5.01 μg/g)、钒(296.30 μg/g)和钼(23.19 μg/g)等微量元素,分别是世界煤均值的31.3,25.5,22.8,11.9,10.5倍。高硫、多铁、多黏土矿物的海陆过渡环境是造成辰溪等地高有机硫煤中高度富集U,V,Cr,Mo等元素的原因。U,Mo的富集与有机质、硫、铁和微生物有关,V,Cr的富集与黏土矿物相关;微量元素与有机质、硫以及与分散矿物之间的耦合作用,涉及多种复杂地球化学过程,是导致煤中这几种元素赋存状态复杂的根本原因,也是硫在煤中富集的重要原因。     

Effect of mechanical and chemical clay removals by hydrocyclone and dispersants on coal flotation

Fine minerals, mostly clays, are known to have a detrimental effect on coal flotation. This paper focuses on the effect of mechanical and chemical removals of fine minerals by hydrocyclone and dispersants on coal flotation. The experimental results showed that the flotation recovery slightly increased from medium acidic to medium alkaline ranges. The flotation experiments carried out with dispersants at different dosages showed that the dispersants did not enhance the flotation recovery significantly. However, the removal of the fine fraction from the feed using a hydrocyclone significantly increased the flotation recovery. The bubble–particle attachment tests also indicated that the attachment time between an air bubble and the coal particles increased in the presence of clay particles. These attachment time results clearly showed that the clay particles adversely affected the flotation of coal particles by covering the coal surfaces which reduced the efficiency of bubble–coal attachment. An analysis based on the colloid stability theory showed that the clay coating was governed by the van der Waals attraction and that the double-layer interaction played a secondary role. It was also concluded that the best way to increase the flotation recovery in the presence of clays was to remove these fine minerals by mechanical means such as hydrocylones.     

煤中黏土矿物对煤炭运输设备冻黏强度的影响

为分析煤中黏土矿物对煤炭运输设备冻黏强度的影响,选取不同矿的3种煤,通过XRD检测3种煤所含的主要黏土矿物分别为蒙脱石、绿脱石和伊利石,配制3种煤的精煤和在其基础上添加各自不同含量黏土矿物的煤样,以及同一种煤的精煤和在其基础上添加3种不同种类黏土矿物的煤样,应用研制的冻黏强度测试装置测试各煤样在常见基体Q235材料上的冻黏强度,结果表明:相比3种煤的精煤煤样,添加10%黏土矿物的3种煤煤样冻黏强度分别增加25.0%、22.1%、11.0%,添加20%黏土矿物的3种煤煤样冻黏强度分别增加47.4%、36.2%、24.4%,当添加黏土含量大于20%~30%时,3种煤的冻黏强度基本都不再增加;对于同一种煤,在其冻黏强度随黏土含量增加阶段,添加等量蒙脱石、绿脱石,煤样的冻黏强度增幅程度高于添加伊利石的煤样。煤中黏土矿物可增强煤的亲水性,使煤冻黏强度在一定范围内随黏土含量增高而增加;蒙脱石、绿脱石的亲水性高于伊利石,对煤冻黏强度影响更大。