VTI型构造煤AVO正演模拟

通过对原生煤、构造煤、软分层构造煤和VTI型构造煤的P波AVO的正演模拟,探讨上述多种煤层岩性的可探测性.对于厚煤层来说,通过Zoeppritz方程获得了原生煤、构造煤和软分层构造煤的P波AVO曲线.对于厚层的VTI型构造煤,首先利用等效介质理论求出其刚度矩阵,再利用基于各向异性理论的传播矩阵法求解出其P波AVO曲线.在此基础上,通过和地震子波的褶积获得合成地震记录,同时对薄煤层的AVO曲线和合成地震记录进行了正演模拟.发现当煤层为厚煤层时,煤层顶板反射P波的AVO曲线为IV类AVO,并且不同类型煤层间的AVO曲线斜率和截距差别较大.当煤层是薄煤层时,煤层反射波是复合波.此时,原生煤和普通构造煤的反射波振幅较小,AVO曲线具有较明显的IV类AVO特征;而软分层构造煤和VTI型构造煤的反射波振幅较大,AVO曲线变化剧烈.因此,通过AVO技术可以定性识别原生煤、普通构造煤、软分层构造煤和VTI型构造煤.     

软分层对煤的单轴压缩力学特性影响研究

为了探究松软构造煤分层对原生煤样单轴压缩力学参数和破坏模式的影响程度和影响规律,在室内试验得出的宏观力学参数的基础上,采用PFC2D软件对含有不同厚度和倾角构造软煤分层的原生煤样试样进行数值模拟,分析试样受荷后的细观力学响应机制;根据试验结果,建立松软构造煤分层与荷载耦合作用下煤的单轴压缩损伤模型,探讨构造煤赋存参数对试样破坏形态演化的影响。研究结果表明:构造软煤分层厚度是影响复合煤层试样单轴抗压强度的重要参数,当软煤分层厚度增加时,导致含软煤分层的试样单轴抗压强度降低;软煤分层的倾角主要影响试件内部裂纹的萌生和扩展方式,倾角越大,剪切裂纹萌生的时间越晚,剪切裂纹在总裂纹数中所占比例越小;含软煤分层的试样破坏主要包括沿交界面的层裂破坏、拉伸破坏和复合破坏3种类型,破坏类型主要与含软煤分层的倾角相关。     

钻孔测井曲线判识构造软煤的研究

根据结构煤的相关物性差异,探索钻孔测井曲线,在利用测井曲线的基础上,判识构造软煤,进而预测了煤与瓦斯突出危险区域,识别结果初步查明研究区煤层构造软煤分层分布和瓦斯突出区预测的宏观规律。     

工作面坑透资料在瓦斯地质预测中应用的研究

在查明构造软煤与硬煤分层视电阻率差异的基础上,阐明了利用工作面坑透资料解释地质构造以及构造软煤,圈划工作面内构造软煤异常区,进而预测工作面煤与瓦斯突出危险区(带)的瓦斯地质方法。     

水城矿区煤与瓦斯突出的构造控制特征

为了研究水城矿区地质构造对煤与瓦斯突出的控制特征,在分析矿区区域构造特征和煤与瓦斯突出特点的基础上,系统阐述了矿区断层、层滑构造、褶曲、软分层等构造类型对突出的影响作用。结果表明,矿区断层及其组合、层滑构造、软分层、断层转折褶皱等为瓦斯局部积聚提供了场所,并通过控制煤厚变化、软分层、煤体破坏类型等地质特征控制了地应力、瓦斯压力、煤体力学性质等因素的分布,从而控制了煤与瓦斯突出的区域分布特征。     

构造煤和煤与瓦斯突出

在具有煤与瓦斯突出的矿井,煤结构的破坏程度是衡量突出危险性的一项重要指标。根据对突出矿井的瓦斯地质调查,凡突出地点的煤层一般都有层理紊乱、煤质松软的特点,这种特殊结构的煤人们习惯叫做软分层煤,从地质角度分析,软分层煤属于构造煤,它是煤层在构造应力作用下形变的产物。     

不同煤体结构类型煤分层视电阻率值的测试

利用DZ-ⅡA型防爆数字直流电法仪在淮南矿区井下对不同煤体结构类型的煤分层进行了30组视电阻率值的煤壁测试。根据测试结果认为，利用视电阻率仅能将不同煤体结构区分为硬煤和构造软煤两大类，而测试结果有助于提高对不同煤体结构类型煤的电性差异的认识和相关物探资料解释的精度，推动构造软煤非接触性探测工作的开展。     

潞安矿区构造软煤展布规律及其对开发效果影响的探讨

本文以潞安矿区为例,基于岩心、测井曲线建立了煤体结构识别图版,划分了已开发区煤体结构,总结了构造软煤展布规律,探讨了其对压裂及排采工程的影响。研究表明,构造软煤与硬煤测井相应特征差异大,具有深侧向电阻率降低、深浅电阻率幅差增大及井眼扩径等特征。利用识别图版能有效划分出构造软煤,划分结果显示,构造软煤带的平面展布特征主要受大断裂构造控制,而局部小断层、褶皱控制了软煤层的发育程度。在实际生产过程中随着软煤层厚度的增加单井产量呈现下降趋势;究其原因主要是常规压裂在软煤层中造缝效果差,且排采过程中易产出煤粉,堵塞裂缝,导致单井产能降低。     

基于测井曲线重构的岩性反演方法圈定构造煤发育带

构造煤的赋存和分布是控制煤与瓦斯突出的主要地质因素之一,常规的方法难以圈定构造煤发育带的范围。采用测井曲线重构方法进行岩性反演,包括拟波阻抗反演及孔隙度反演,确定煤层中具有软分层特征的构造煤分布。     

平煤十三矿构造煤发育特点与分布规律

构造煤研究是开展瓦斯地质工作的重要内容，其对煤与瓦斯突出预测至关重要。采用煤壁观测和钻孔取心分析的方法，对平煤十三矿构造煤发育和分布特点进行梳理总结，构造煤具有2~3层软弱分层，层状、似层状分布，软煤类型以粉状和糜棱为主，主要受构造的落差、走向、断层性质控制。此外，构造煤发育程度和厚度还与倾角、褶皱、夹矸等多种地质因素有关。采用煤壁观测记录和钻孔取心方法对其进行调查研究，初步掌握了其特征和分布规律，为今后安全生产提供技术参考。     

淮南矿区C_(13-1)煤层构造软煤分布特征及其主控因素分析

利用钻孔测井曲线,结合井巷工程揭露情况和工作面坑透,对潘三矿构造软煤发育和分布进行了综合分析,查明了潘三矿C13-1煤层构造软煤的分布特征。研究表明,南北向推覆作用形成的褶皱顺层滑动对该煤层构造软煤的发育和分布起着主要控制作用,断层及其与褶皱的叠加是煤层局部构造软煤加厚的主要原因。这些认识为潘三矿突出危险性区域划分奠定了基础。     

构造煤瓦斯解吸规律研究

通过建立实验系统,并模拟测试构造煤的瓦斯解吸过程,研究不同破坏程度构造软煤的瓦斯解吸规律,确定构造软煤在不同压力条件下的瓦斯解吸特性,为煤与瓦斯突出预测、煤层瓦斯压力和含量的预测以及估算采动落煤的瓦斯涌出提供了一定的理论依据。     

复杂地质条件下井筒揭煤区域防突措施实施位置探讨

井筒揭煤时,工作面由坚硬的岩层突然进入较松软的煤层,工作面前方的集中应力发生突变,从而容易发生突出。如果揭煤地点遇到复杂的地质条件,煤层受构造应力的影响,工作面更易发生突出危险。论文提出了既满足规程要求,又考虑构造影响的合理确定实施区域防突措施位置。研究表明:采取区域防突措施的位置要同时满足距离煤层顶板法向距离不小于7m,同时距离断层面法向距离也不小于7m。     

水分对二_2煤层瓦斯吸附解吸规律的实验研究

以某矿无烟煤为例,通过改变煤中水分含量,用实验模拟方法研究了不同水分含量条件下的构造煤的瓦斯吸附-解吸规律,确定了构造软煤在不同水分、不同破坏类型和不同压力条件下的瓦斯解吸特征,为煤与瓦斯突出预测、煤层注水和煤矿瓦斯灾害的防治提供一定的理论依据。     

爆破应力波在构造带煤岩的传播规律及破坏特征

针对煤矿井下爆破作业扰动到构造带煤岩体容易诱发煤与瓦斯突出事故的现实背景,根据爆破应力波在构造带煤岩的传播规律结合相似模拟实验和数值分析,研究应力波对构造带煤岩的损伤破坏特征及其对煤与瓦斯突出的影响作用机理。研究发现,爆破应力波从岩体传播到构造松软煤层时,在煤岩交界面发生了波的透射和反射;透射的压缩应力波作用于煤体,使煤层裂隙增加;反射的拉伸应力波反作用于岩体,使位于岩体内相应测点的应力值增大约1.1倍,在靠近松软煤体一侧的岩体内形成交叉网状裂纹,加大了岩体的破坏程度和破坏范围。构造松软煤体加强爆破应力波的反射拉伸和爆破振动的累积效应导致构造带煤岩交界面的煤岩体损伤严重,当煤岩体的强度不能抵抗瓦斯内能和煤岩体的弹性潜能时将会发生煤与瓦斯突出。     

低透气性构造软煤瓦斯抽采技术应用

为解决白坪煤矿低透气性构造软煤瓦斯抽采质量差的问题,理论分析了影响低透气性构造软煤瓦斯抽采效果的主控因素,提出了基于封孔工艺、"钻孔修复+二次卸压增透"的穿层钻孔瓦斯抽采成套工艺技术体系。通过优化封孔工艺、"钻孔修复+二次卸压增透"新工艺技术现场应用,使得瓦斯抽采平均浓度提高了约1.41～1.85倍,单孔平均瓦斯抽采量提高了约3.11～3.85倍,证实了该工艺技术在白坪煤矿低透气性且应力敏感性强的全层构造软煤瓦斯抽采中的优势,旨在为该类煤层瓦斯抽采新工艺技术大面积推广应用提供相应的技术支撑。     

祁南煤矿72煤层构造煤分布特征及其成因探讨

采用测井解译方法,对祁南煤矿72煤层煤体结构进行了分析,编制了煤层厚度等值线图,总结了构造煤的分布特征,对构造煤的成因进行了探讨,结果表明,构造煤厚度在走向和倾向上均呈厚薄相间分布,其形态与褶皱现象基本一致,其形成主要受区域构造应力所控制.     

套管钻进技术在煤矿复杂地层中的应用探讨

我国的地质条件和煤层特征差异大,复杂地层中构造煤发育,瓦斯含量高,地应力大,煤层破碎松软,易发生塑性流变。采用套管钻进技术替代传统的常规钻杆进行钻孔瓦斯抽采,可提高工作效率,防止卡钻、塌孔等事故的发生,提高瓦斯抽采的效率,并可以不起钻取出钻头等孔底钻具组合下筛管,解决在井下复杂地层中钻孔瓦斯抽采的难题。介绍了套管强度及孔底组合钻具结构,探讨了套管钻进技术在煤矿复杂地层中的应用前景。     

阳泉新景煤矿构造煤发育地质模式研究

在新景煤矿构造煤变形特征与发育类型分析的基础上,结合井下煤壁煤体结构观测,探讨了构造煤发育的地质模式。研究表明:新景煤矿3号煤层发育有7种类型的构造煤,同时具有7种构造煤发育地质模式。3号煤层夹矸层附近构造变形强化区和古河流冲刷带构造变形强化区常见有揉皱煤、鳞片煤、碎斑煤和碎粒煤等强变形构造煤类型发育,15号煤层整体构造变形较弱,局部正断层构造变形增强区和逆断层挤压强化变形区可造成碎斑煤和碎裂煤的发育。     

华北含煤盆地构造分异与深部煤炭资源就位模式

以构造分异后的华北主要含煤区为例,进一步分析了华北晚古生代含煤盆地自中生代以来构造演化与分异的过程。在此基础上,提出了深部煤炭资源就位模式的概念。煤炭资源的就位模式：在周边板块及岩石圈深部动力学作用下,沉积盆地中形成的煤层经过各种构造作用,产生不同程度的构造改造并相应就位到不同空间所发生的模式;深部煤炭资源的就位模式则是指煤层形成后,历经多次构造改造并就位到深部空间所发生的模式。通过华北含煤区构造分异和煤层研究,系统地讨论了华北主要含煤区深部煤炭资源的就位模式,其主要就位模式包括：受逆冲推覆煤层变深的就位模式、受伸展煤层变深的就位模式、因复向斜煤层变深的就位模式、因坳陷煤层埋深增加的就位模式以及推滑叠加使煤层埋深增加的就位模式。