平顶山矿区构造环境对煤与瓦斯突出的控制作用

运用板块构造和地质动力区划理论,研究了平顶山矿区地形地貌和构造演化特征,得出了平顶山矿区地质构造的形成机制和空间分布特征。研究表明,平顶山矿区多次受秦岭造山带由南向北的挤压、剪切作用,形成了以郏县正断层、襄郏正断层、鲁叶正断层为界的四周凹陷带。平顶山矿区中部凸起,全局俯视呈“N”字形地貌,具备发生煤与瓦斯突出等矿井动力灾害的构造环境。利用地质动力区划方法,划分的Ⅲ级活动断裂和Ⅳ级活动断裂,从区域性的尺度上控制了井田煤与瓦斯突出的宏观分布特征,Ⅴ级活动断裂决定了煤与瓦斯突出的局部分布特征。对十二矿井田划分了4个构造分区,控制着十二矿煤与瓦斯突出动力灾害的发生。     

矿井动力现象区域预测研究

以平顶山矿区为研究对象,根据地质动力区划方法查明的各级活动断裂建立了地质构造模型．利用ＡＮＳＹＳ软件计算了平顶山十矿岩体应力,得出了Ⅲ－１２断裂所形成的构造应力区制约着该矿煤与瓦斯突出发生的结论,并对未来矿井生产中可能发生煤与瓦斯突出的区域作出了预测．     

云盖山煤矿二矿瓦斯地质特征分析及瓦斯预测

论文以瓦斯地质理论为基础,结合云盖山煤矿二矿瓦斯地质特征,运用区域构造演化理论和构造逐级控制理论,分析了区域构造特征及对矿区、矿井地质构造的控制,指出了煤层瓦斯和构造煤的分布规律,并进行了瓦斯涌出量预测,同时指出该矿深部含高能瓦斯的构造煤发育区具有煤与瓦斯突出发生的危险,目前的低瓦斯矿井极可能升级为高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井,对矿井瓦斯灾害防治具有指导意义。     

平顶山东部矿区深井动力灾害多因素耦合统一灾变机理

冲击地压、煤与瓦斯突出两者的强度理论本质上是类似的,两者的孕育过程也是相似的,但发生的能量来源和过程有较大区别。平顶山东部矿区深井动力灾害受区内褶曲、断层、构造煤及煤层瓦斯等多因素控制,在采掘过程中,构造应力、瓦斯压力与采动应力相互耦合,煤岩固体骨架有效应力的改变导致了孔隙率变化,结果使瓦斯压力改变,进而影响到煤层瓦斯运动。瓦斯在煤层中迁移时,孔隙压力变化引起固体骨架变形,反映了煤体变形与孔隙压力变化的相互关系。围绕平顶山东部矿区深部开采矿井动力灾害问题开展研究工作,分析各类矿井动力灾害发生的机理和动力源,确定了平顶山东部矿区煤样冲击倾向性等级,揭示出深井动力灾害的多因素耦合统一灾变机理,建立了统一的数学模型。     

平顶山矿区深部复合型动力灾害特征及防治对策研究

分析了平顶山矿区煤与瓦斯突出灾害发展过程及特征。随着开采深度的增加,该矿区出现了具有矿山冲击和煤与瓦斯突出双重危险的复合型动力灾害;平顶山矿区动力灾害分布受区域构造的控制,分为弱突出区和严重突出区;在分析复合型动力灾害特征和发生条件的基础上,提出了复合型动力灾害防治对策,对平顶山矿区深部安全开采具有重要指导作用。     

平顶山八矿突出煤层瓦斯地质控制特征

运用瓦斯地质理论,以平顶山矿区八矿为研究对象,基于地质构造对区域、矿区和井田瓦斯赋存的控制特征,研究了三级构造对平顶山八矿突出煤层瓦斯赋存的地质构造逐级控制特征。研究表明：区域构造奠定了平顶山矿区高瓦斯的基调;矿区构造将平顶山矿区划分为东西2个瓦斯赋存单元,瓦斯赋存以李口向斜呈轴对称分布;井田构造控制着矿井突出煤层的瓦斯赋存和构造煤分布,造成煤层瓦斯突出危险呈条带分布,合理划分出煤与瓦斯突出发生有利地带。     

平顶山矿区的瓦斯治理战略

1概述平顶山矿区是煤与瓦斯突出较严重的矿区,已发生煤与瓦斯突出80余次。矿区主要矿井位于区域构造李口向斜的西南翼,矿区地质构造线展布主要方向与李口向斜轴近似平行。矿区地质构造组合特征分为三个构造区;东区李口向斜轴部过度区,构造条件最复杂,包括八矿、十矿和十二矿;中     

构造区域应力场与煤与瓦斯突出区域预测

以地质动力区划方法划分的Ⅴ级活动断裂为构造格架,结合地应力测量,进行区域构造应力场数值模拟,从而确定区域岩体应力分布规律。结果表明:煤矿区域原岩应力分布状态主要受断裂构造的支配,断裂构造的叠加扰动使原岩应力场重新分布,从而在时间和空间上制约着煤与瓦斯突出的区域性分布。并对矿井开采所引起的煤与瓦斯突出危险性作出评估和预测,拓宽了煤与瓦斯突出预测途径。     

浅析云煤一矿瓦斯地质特征

运用区域构造演化理论和构造逐级控制理论,分析了云煤一矿区域构造特征和对矿区、矿井地质构造的控制,以及矿井瓦斯地质特征和影响瓦斯涌出量的因素,同时指出该矿深部含高能瓦斯的构造煤发育区具有煤与瓦斯突出发生的危险,对该矿深部的瓦斯灾害防治具有指导意义。     

多重地质构造影响下的煤与瓦斯突出危险性研究

煤与瓦斯突出灾害是我国煤矿的主要灾害之一,严重阻碍煤矿的安全、高效生产。大多数煤层形成后,经历了多期构造运动的改造,形成了复杂的构造体系。我国大多数煤矿受多重地质构造的影响,造成了煤矿瓦斯地质特征更加复杂。以平顶山矿区为例,通过对矿区构造背景、地质构造特征、矿井分布与地质构造部位关系及不同构造部位矿井的煤与瓦斯突出危险性分析,揭示了地质构造对煤与瓦斯突出灾害具有控制性作用,且受多重地质构造影响的煤层煤与瓦斯突出特征更为复杂,研究成果可指导煤矿瓦斯灾害的防治。     

平顶山矿区煤与瓦斯突出的预测及防治

针对平顶山矿区瓦斯赋存的地质条件,论述了地质构造对煤层瓦斯赋存的控制,提出了煤与瓦斯突出的预测及防治措施,即采用掘进工作面防突级管理措施和回采工作面防突措施,根据平顶山矿区的实际情况,对常规的预测方法进行了改进,改进后的措施用于平煤八矿己15－13190等综采工作面,效果良好。     

煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术架构

煤矿进入深部开采后,煤岩体物性、应力、瓦斯等因素发生显著改变,开采覆岩扰动范围及动静载荷显著增大,矿井群联动致灾效应与大型地质体控制效应显现,冲击地压、煤与瓦斯突出灾害并存甚至相互转化,煤矿深部开采煤岩动力灾害防控已成为当前亟待解决的问题。针对我国煤矿深部煤岩动力灾害孕灾条件复杂且尚不清楚,相互转化机制不清,快速探测手段、科学有效的防控技术与装备缺乏的现状,凝练了深部开采煤岩动力灾害防控的关键科学技术问题,提出了多尺度分源防控深部煤岩动力灾害的思想,确定了深部开采煤岩动力灾害防控技术的攻关方向,构建了煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术架构,最终将形成我国煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术体系,为我国煤矿深部开采冲击地压、煤与瓦斯突出和复合煤岩动力灾害有效防控提供理论支撑和技术途径。     

煤与瓦斯突出分形预测研究

以几个典型矿井为研究对象，应用分形几何理论和方法对地质构造进行定量描述，并分析其和煤与瓦斯突出危险程度的关系。确定了矿井断层网络分布的分形特征，初步建立了其分维持特征与突出之间的关系。研究结果表明，突出与非突出井田的断层分布均服从分形规律；井田吕断层分布的分维值与瓦斯突出之间存在着正相关关系等重要结论。为突出带预测提供了新的研究思路。     

地形曲率对煤与瓦斯突出的影响初探

以平顶山矿区为工程依托,借助DEM模型分析了平顶山矿区的地形曲率及曲率半径分布特征,进一步探讨了地形曲率对煤与瓦斯突出的影响,以曲率半径为地形曲率特征指标,建立了特定条件下煤与瓦斯突出灾害发生次数与曲率半径关系模型。结果表明,平顶山矿区煤与瓦斯突出区域主要发生在曲率变化值较大及正曲率的范围内,负曲率范围瓦斯突出灾害发生较少。     

厚硬火成岩下突出煤层动力灾害致因研究

针对海孜煤矿主采煤层顶板上部厚层坚硬火成岩造成的突水、瓦斯突出、冲击地压和地表沉陷等煤岩动力灾害,采用煤样SEM（扫描电镜）分析、组分和反射率测定等方法,研究了厚硬火成岩下突出煤层物性参数特征,采用板应力拱平衡理论研究了采动离层裂隙发育规律,采用梁结构破断弹性理论研究了厚硬火成岩对冲击地压和突水的影响,以揭示厚硬火成岩下突出煤层动力灾害的致因。研究结果表明,巨厚火成岩的热演化和圈闭作用,导致下伏各煤层孔隙发育,吸附瓦斯能力增强,各煤层突出危险性增加;厚硬火成岩为矿井主关键层,受采动影响能长期保持不断裂,其下伏煤岩层的裂隙与离层能长期不闭合,能为卸压瓦斯抽采创造条件;但随着煤层的持续和大面积开采,厚硬火成岩突然破断滑落,破断过程中释放出大量能量并向周围传播,容易引起冲击地压、矿井水灾、瓦斯突出及地表沉陷等复合型动力灾害。     

基于极薄保护层开采的深部煤层绿色开采综合技术

随着煤炭开采进入深部,煤与瓦斯突出对安全生产的危害更为严重。保护层开采是目前广泛使用地、最为行之有效的煤与瓦斯突出防治措施。本文提出了一种基于极薄保护层开采和煤矸石回填的深部煤与瓦斯共采的绿色煤炭开采综合技术,并将其应用于平煤股份十二矿,提高了煤层瓦斯抽采率,减少了温室气体排放;煤矸石回填不仅提高了煤炭质量,减轻了运输系统负担,降低了煤炭开采后地面沉降。     

毛郢孜煤矿煤与瓦斯突出的构造控制分析

运用构造逐级控制理论,分析了矿区、矿井瓦斯地质规律,调研了毛郢孜煤矿低瓦斯涌出量背景下煤与瓦斯突出的构造控制因素。其所在的濉肖矿区受徐淮前陆褶皱冲断带的控制,地层隆起抬升,缺失三叠系地层,瓦斯遭到风化剥蚀,以低瓦斯矿井为主。而其受构造挤压作用强烈,存在着煤与瓦斯突出危险性;火成岩以岩床形式侵入煤层顶板,热变质作用使煤层进一步生成瓦斯,并封闭在煤层中;火成岩对煤层挤压揉皱形成构造煤,同时构造尖灭端应力集中,提供了足够的瓦斯热力学能。