丰沛煤田深部煤炭资源就位模式及控制因素探讨

丰沛煤田深浅构造展现出多层次、多级序的构造图像。深部煤炭资源丰富,受其复杂的盆地演化与分异过程制约,其赋存条件、特征、模式及开采地质条件等有别于浅部煤炭资源,同时形成了以伸展构造使煤层变深的深部煤炭就位模式。     

华北东部地区深部煤炭资源特征及开发潜力

华北煤矿经过多年大规模开发,目前浅部资源日益枯竭,积极向深部找煤已成必然趋势。在前人研究基础上,系统总结了华北东部五省的煤炭资源形成分布特征和深部煤炭资源的开发潜力,分析了华北深部煤岩煤阶的变化趋势,对未来老矿区的勘探方向进行了预测总结。华北聚煤区东缘深部（-800~ -1500m）资源潜力巨大,冀、鲁、苏、皖深部资源量为浅部（-800m以浅）资源量的2~4倍。从煤种分布情况来看,一般浅部为气煤大类的煤田,深部出现肥焦煤的可能性非常大;未来勘探的主要方向是老矿区的深部新煤层和老矿区外围,大型推覆体下的煤层以及复杂构造条件下的煤层也具有相当的经济价值。由于深部煤层的地质条件复杂,必须在开发前期做好详细的地质勘查和开发计划,选择地质条件良好,煤层稳定,煤质优良的矿区优先开发,查清深部煤层的地质构造,避免发生严重的地质灾害。     

CSAMT法结合推覆构造在水井坑井田含煤区中应用

水井坑井田外围含谋区属广平推覆体一部分,蕴藏着丰富的煤炭资源,煤系地层埋藏深度主要受发育于童子岩组上部的F1,F2推覆断层控制.通过CSAMT法,结合区内地层、构造(特别是推覆构造)、岩浆岩的研究,圈定出水井坑井田外围煤炭资源前景较好的含煤区.     

薛湖煤矿煤层瓦斯赋存的影响因素分析

为了查明薛湖煤矿的瓦斯赋存规律,研究了薛湖煤矿的地质构造特征,分析了薛湖煤矿的瓦斯赋存规律的控制因素。结果表明:薛湖煤矿瓦斯含量北高南低,深部高、浅部低;薛湖煤矿的瓦斯赋存与断层构造、褶皱构造、岩浆岩活动等地质条件密切相关;贫煤区瓦斯赋存的主控因素为煤层埋深,无烟煤区瓦斯赋存的主控因素为煤层埋深和顶板20 m内泥岩厚度。     

河南省煤炭资源潜力预测及找煤方向

河南省是华北赋煤区的重要组成部分,预测资源量7 107 362万t。通过对河南省区域地层、构造和煤层煤质的研究,分析了河南省层序地层格架下的岩相古地理演化规律、沉积环境、沉积特征和煤田地质构造的形成及演化过程,提出了河南省石炭—二叠系含煤地层层序格架下聚煤规律和构造形迹或构造变形对煤层形成和现今煤层赋存状况的控制模式,对河南省2 000 m以浅煤炭资源量进行了新一轮的潜力预测与评价,并对预测资源量进行了"级"、"类"和"等"别的评价,指出了找煤方向。     

大杨树盆地中部九峰山组上段沉积环境及聚煤模式

大杨树盆地煤层赋存状态复杂,煤田勘探一直没有突破。为了确定有利找煤区域,应用沉积学基本原理,结合钻孔资料,沉积构造及组合,并编绘砾岩、砂岩、泥岩厚度等值线,对大杨树盆地中部九峰山组上段的沉积环境和聚煤模式进行分析。认为研究区内沉积环境主要为冲积扇、扇三角洲和湖泊。研究发现,煤层主要分布于扇三角洲平原和滨浅湖沉积环境内并围绕半深湖-深湖沉积区呈带状分布,并且区域内发育有两种类型的聚煤模式：大杨树-达尔滨含煤区属于进积型聚煤模式,马尾山-春林沟含煤区为退积型聚煤模式。虽然两含煤区具有不同的聚煤模式,但发育有类似的聚煤环境,综合煤层的聚集模式与分布规律认为马尾山-春林沟含煤区是理想的勘探区域。     

平顶山矿区深部矿井瓦斯含量与埋深关系研究

影响煤层对瓦斯气体吸附能力的因素很多,包括构造、煤质、地温和地层压力等,在构造和煤质等因素相似的前提下,通常浅部煤层瓦斯含量随着埋深增加而逐渐增大,但是到一定埋深后,煤层瓦斯含量与埋深不再呈现简单的正相关关系。平顶山矿区逐渐进入深部开采,研究深部煤层瓦斯分布规律可以为深部矿井瓦斯防治、抽采达标等提供技术指导。     

福建中二叠统含煤区脱顶构造研究

为了初步查明福建省中二叠统含煤区的主要脱顶构造,在分析福建区域构造背景的基础上,阐述了脱顶构造及其特征,并由此总结了其主要的识别标志,进而着重分析了脱顶构造的形成模式及演化历史。其查明及研究可为福建中二叠统含煤区今后寻找隐伏煤层或找煤靶区提供正确的基础地质资料。     

新疆准南煤田煤层特征及开发前景

准南煤田为新疆最主要含煤区,广泛出露含煤地层下侏罗统八道湾组、中侏罗统西山窑组,煤层较稳定,煤质优良,煤炭资源丰富。要加快煤炭资源的整合,加大煤田深部煤炭资源勘查工作投入,为工业经济的可持续发展奠定基础。     

临兴深部煤层气含气性及开发地质模式分析

鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带临兴中部地区煤层埋深大于1 000 m,达到了深部煤层气的研究范畴。基于实际生产资料,探讨区内深部煤层含气性,提炼了深煤层开发地质模式。研究认为:以含气量转折为深煤层临界深度的划分依据,则工区内深部煤层的临界深度在2 000 m左右;且深部中煤阶储层的吸附性对温度的敏感性要小于压力,中煤阶煤层的临界深度相对深于高煤阶;深部煤层气仍以吸附气为主,现有的等温吸附测试方法易造成深部煤层气含游离气比例换算较大的误区;深部煤层受温度影响,煤层临储比较高,受应力影响,储层物性较差,气井总体具有"见气快、排水降压难、产气量上升缓慢"的特点;研究区深部煤层气潜力巨大,现有气井经验显示,合理优化开发单元为深煤层单井突破的关键,A型"源-储"相通的富集开发地质模式是深煤层突破重点考虑的开发模式。     

淮南煤田逆冲推覆构造对煤与瓦斯突出的影响分析

为了提高淮南煤田在地质构造带条件下煤与瓦斯突出防治的针对性,采用理论分析的方法研究了淮南煤田逆冲推覆构造和煤与瓦斯突出的关系,对淮南煤田逆冲推覆构造的几何学、动力学特征,以及该构造控制下的煤体结构、瓦斯赋存、构造应力分别进行了分析。研究结果表明,淮南煤田的逆冲推覆构造主要分布在煤田南北两缘,由华北克拉通与扬子克拉通于印支-燕山期相互碰撞挤压形成。煤田南缘逆冲推覆构造由南向北推覆,北缘逆冲推覆构造由北向南推覆,形成了反向相背倾斜的构造系统。淮南煤田逆冲推覆构造带内构造煤发育、瓦斯含量高为煤与瓦斯突出提供了物质基础条件,而较高的构造应力及瓦斯压力为煤与瓦斯突出提供了动力条件。从逆冲推覆构造对煤与瓦斯突出影响的角度分析了望峰岗矿"1.5"煤与瓦斯突出事故原因,分析表明:发生事故的C13煤层内构造煤发育,瓦斯含量高,构造应力集中,当主井施工揭开C13煤层时,原应力平衡状态被打破,煤与瓦斯大量喷出,导致事故发生。     

华北聚煤区南缘煤与瓦斯突出与推覆构造关联性分析

分析了华北聚煤区南缘逆冲推覆构造形成的动力学机制和构造特征,探讨了推覆构造对研究区内煤体结构、构造应力和瓦斯含量等方面的影响或控制,认为推覆构造对区内构造煤的发育与分布具有控制作用,区内构造特征主要为逆冲推覆构造下的压性、压扭性断裂,推覆构造有利于瓦斯的保存,高突矿区的范围宏观上具有沿推覆构造带分布的规律,揭示了推覆构造与煤与瓦斯突出灾害的密切联系。     

青海省祁连煤田石炭纪控煤构造及找煤远景区分析

石炭纪是青海省第一个成煤时代,在祁连山、柴北缘、唐古拉山等赋煤带均有分布。其中,祁连山赋煤带的祁连煤田晚石炭世羊虎沟组含煤地层分布面积最为广泛,含煤性较好,是青海省无烟煤重要产地,代表性煤矿有宁缠、青羊沟、阿力克、五林沟等。受成煤期后印支—燕山—喜山新构造运动的改造,使祁连煤田现今构造极为复杂,原含煤盆地被切割破坏成若干断块,有些地段被推覆构造掩盖,破坏了煤系及煤层的完整连续性,制约了在该区找煤的突破。为解决这一问题,从梳理总结祁连煤田上石炭统羊虎沟组岩性组合特征入手,通过分析北祁连成煤期后构造改造对煤系、煤层的控制作用,分析了几个典型的控煤构造样式,对找煤标志进行了归纳总结,指出了羊虎沟组在潟湖沉积体系内泥炭沼泽沉积层段含煤性最好,提出峨堡、阿力克深部、野牛台、小八宝等找煤远景区。     

构造煤分布规律对煤与瓦斯突出的控制

根据对华北366对主要生产矿井统计分析,得出构造煤的区域分布主要受构造控制,挤压构造带是构造煤主要分布区,其次是伸展构造带的边缘,伸展构造带的内部主要是原生结构煤分布区;构造煤的层域分布主要受煤厚控制,即构造煤主要发育在厚煤层中;构造煤最发育的区域和层位,煤与瓦斯突出也最严重。纵弯褶皱作用下构造煤主要形成在褶皱的翼部,断层作用下构造煤主要形成在断层的上盘,因此,褶皱的翼部和断层的上盘也是煤与瓦斯突出最严重的部位。     

基于爆炸应力波和构造煤带孕育煤与瓦斯突出危险状态的模型

针对华南地区突出矿区分布广泛、煤与瓦斯突出事故严重的现状,结合该地区地质构造复杂构造煤广泛分布和大部分矿井采用炮采炮掘工艺的特点,提出一种基于爆炸应力波和构造煤带孕育煤与瓦斯突出危险状态的模型,并对该模型进行了理论分析。研究表明:爆炸应力波在传播过程中形成的稀疏波会引起该波经过的区域密度减小、体积增大,煤层瓦斯压力降低,进而破坏煤体瓦斯原有吸附平衡状态,大量吸附瓦斯解吸导致煤层瓦斯压力上升;当掘进工作面前方煤体一定深度存在构造煤带时,爆炸应力波从掘进工作面爆源传至未破坏煤体与构造煤带交界面,由于爆炸应力波的反射加强作用使构造煤迎波一侧未破坏煤体产生拉伸破坏,而掘进工作面前方存在的应力集中带不会引起爆炸应力波对煤体产生反射拉伸加强破坏作用;掘进工作面向构造煤带推进需要周期性的爆破作业,爆炸应力波的强度随着距爆源的距离增加而衰减,产生的爆炸应力波对煤体的瓦斯解吸作用和破坏作用不断增强,产生爆炸应力波的累加效应。     

沁水煤田下霍井田煤系沉积环境及聚煤规律研究

下霍井田位于华北聚煤盆地中部,含优质的二叠纪煤层。针对沁水煤田下霍井田煤系的沉积环境和聚煤规律开展研究,根据沉积特征,研究了煤系沉积环境及垂向演化;通过煤系及煤层顶底板沉积特征、煤层厚度变化、煤岩组分、煤中灰分硫分等分析了聚煤环境及煤层、煤质变化的影响因素。研究认为,太原组为本溪组填平补齐基础上的聚煤期泥炭沼泽—碳酸盐台地—瀉湖—三角洲—碎屑“废弃”相沉积组合,显示典型的海陆交互相约代尔旋回,属正常的海进海退沉积;山西组为太原组海侵末期形成的泥炭沼泽—三角洲旋回沉积,煤层形成于海侵减弱、陆源碎屑尚未增强的过渡时期,是聚煤期植被控制下发育的动态泥炭沼泽在碎屑贫化的基础上泥炭纯净累积演化而成;成煤期后,河流下切冲刷破坏泥炭层。该研究成果对于煤炭资源的可持续发展以及提高煤炭资源开发和利用的效率具有重要的理论与实践意义。     

艾维尔沟矿区构造及其演化对煤层瓦斯赋存的控制

为了明确构造及其演化对艾维尔沟矿区煤层瓦斯赋存的控制作用,采用现今地应力实测、含煤盆地埋藏史-热史模拟、现场资料统计分析等方法,对矿区地应力状态、含煤地层埋藏史、煤层变质作用、瓦斯生成与散失、煤与瓦斯突出危险性等开展研究。研究表明:艾维尔沟矿区现今地应力状态为构造挤压应力状态,最大主应力方向为NE-SW向;矿区侏罗纪煤系地层主要经历了2个大的演化阶段,第Ⅰ阶段为快速沉降并于晚侏罗世达到最大埋深约4 300 m,煤层受到深成及区域双变质作用,经历最高古地温137~192℃,形成第1次生气高峰;第Ⅱ阶段由于受到燕山运动及喜马拉雅运动构造挤压的影响,煤系地层从晚侏罗世-早白垩世开始发生倾斜并持续抬升剥蚀,煤层快速冷却降温,煤层瓦斯发生逸散;矿区内深成变质及区域热变质作用直接导致了矿区内煤级及瓦斯生成量具有垂向和水平2个梯度,局部差异化构造及演化直接导致了矿区内各矿之间煤层瓦斯保存条件的差异性;受现今构造挤压地应力状态、地质构造及其演化的控制作用,艾维尔沟矿区垂向上向斜轴部(北翼深部)较北翼浅部更具有煤与瓦斯突出危险性,平面上矿区西部2130煤矿地区较中部地区1930煤矿地区更具有煤与瓦斯突出危险性,东部1890煤矿地区次之。     

贵州省织纳煤田煤质特性分析

通过对织纳煤田勘探工作取得的大量基础性煤质资料进行整理,系统分析了该煤田可采煤层的煤质特征及其变化规律,进一步分析了沉积环境与煤层灰分、硫分的关系,并初步提出该煤田煤的利用方向。     

辽河盆地东部凹陷沙三段聚煤特征

在阐述辽河盆地东部凹陷沙三段煤系5种沉积组合的基础上,应用煤田地质学的基本理论和方法,揭示了煤层赋存的总体特征及部分主力煤层空间发育的差异性.进而分析了同沉积断裂构造和沉积环境对聚煤的控制作用,前者表现为各赋煤区的分布明显受走向与凹陷长轴方向一致的同沉积断裂控制;后者表现为在冲积扇前与残存湖泊之间出现大面积泥炭沼泽化聚煤,而泥炭沼泽是在先期扇三角洲平原与扇三角洲前缘相邻地段及部分滨湖基础上演化而成的.     

煤炭地下气化温度场动态扩展对顶板热应力场及稳定性的影响

为探索煤炭地下气化过程中煤层温度场扩展对顶板应力的热影响,利用相似材料制作大尺度顶板模拟内蒙古乌兰察布褐煤层顶板泥质软岩,对煤层温度场动态扩展条件下,顶板应力场扩展过程及顶板稳定性进行实验研究。结果表明,在模型实验中,顶板热应力的最大值可达1.5 MPa。在氧化区培育阶段和气化阶段,煤层温度场沿通道轴向平均扩展速率分别为0.018,0.028 9 m/h,顶板热应力场沿通道轴向扩展速率分别为0.015和0.027 m/h。氧化区培育阶段煤层温度场扩展主方向与裂隙方向一致,煤层温度场动态扩展与顶板热弥散的双重作用使顶板应力场的扩展速率逐渐趋近于煤层温度场扩展速率。同时,泥岩顶板受高温影响在垂直气化通道方向形成稳定的拱形结构,可维持顶板在垂直气化通道方向的区域稳定。