基于多重分形奇异性理论的瓦斯地质规律预测方法——以淮南矿区潘一矿为例

煤层瓦斯赋存受多期、多种地质因素制约,具有区域分区分带、局部强烈非均衡性叠加特征,其中局部奇异性是造成瓦斯富集异常及煤与瓦斯突出致灾的主要原因。通过借鉴和利用多重分形奇异性理论建立了瓦斯地质规律预测新方法,并以淮南矿区潘一矿13-1煤层瓦斯地质研究为例,探讨了煤层瓦斯的奇异性特征及地质控制机理。研究发现:煤层瓦斯的非线性分布及局部富集特征与地质过程中的奇异性现象具有本质上的一致性,多重分形奇异性方法能够准确描述瓦斯地质规律的奇异性和突变性。通过潘一矿实例研究,揭示了煤层瓦斯赋存的奇异性特征,并将矿井瓦斯赋存分为正常区、逸散区和富集区,发现正常区与高富集区之间突变区易发生煤与瓦斯突出灾害;构造煤局部异常发育及高构造曲率反映出的强挤压应力环境是造成煤层瓦斯奇异性富集的主要控制性因素。     

基于综合假说的淮南煤田潘一矿煤与瓦斯突出控制因素分析（增刊）

煤与瓦斯突出是煤矿重要灾害之一,构造因素是控制煤与瓦斯突出的主要因素。淮南煤田煤层形成后,先后经历的印支、燕山和喜马拉雅等多期构造运动作用使煤层内部地质构造发生叠加、变形、破坏,叠加后形成的地质构造在很大程度上决定了其瓦斯地质特征,也决定了煤与瓦斯突出危险性程度。本文通过对淮南煤田潘一矿地质构造特征、瓦斯地质特征分析认为,在构造演化过程中,矿井内不同区域瓦斯地质特征受不同地质时期构造作用而产生了不同程度的响应,因而造成矿井瓦斯含量、瓦斯压力和构造煤在不同区域具体不同的分布特征,从而造成矿井煤与瓦斯突出分布具有分区性。     

潘一矿13-1煤瓦斯地质单元划分

充分收集潘一矿瓦斯地质资料,分析了断层、顶板岩性、煤层埋藏深度对瓦斯赋存的影响,以及构造煤的发育情况;阐述了目前瓦斯地质单元的划分方法,针对潘一矿构造特征,以矿井瓦斯地质规律为研究基础,划分矿井瓦斯地质单元。     

淮南潘一矿13—1煤层瓦斯地质特征

本文运用瓦斯地质边缘学科的理论和方法，对淮南潘一矿１３－１煤层瓦斯分布规律进行探索性研究，划分了三个瓦斯地质单元，为合理进行瓦斯分级分区管理提供了工作思路。     

构造运动强度量化表征及其对潘一矿煤与瓦斯突出控制

为了实现矿井尺度煤与瓦斯突出预测,采用直接反映煤层受构造影响强弱3参数,煤层几何形态及其变化、构造煤发育及煤层变形程度,构建了构造运动强度对煤与瓦斯突出控制定量表征方法,并据潘一矿现场资料建立了其与煤与瓦斯突出预测指标关系。结果显示:煤与瓦斯突出危险性的综合指标与构造煤百分比和煤厚残差呈较好的正相关关系,而与构造曲率呈明显的负相关关系。在煤与瓦斯突出危险性的综合指数与反映构造运动强度3方面分析基础上,利用多元非线性回归方法构建了构造运动强度预测模型,模型检验结果显示构造运动强度指数与潘一矿13-1煤已发生煤与瓦斯动力现象位置对应较好,即均分布在构造强度大于18区域。基于此模型,预测潘一矿13-1煤层煤与瓦斯突出危险区域主要分布在中区9、15、13、14、18号钻孔区域附近。     

超化煤矿煤与瓦斯突出原因及防治对策

针对超化煤矿瓦斯地质特征,从地质构造、构造煤以及煤层瓦斯3方面分析了矿井煤与瓦斯突出原因,结果表明:地质构造是控制超化煤矿煤与瓦斯突出的主要地质因素,在地质构造带及附近,应力较集中、煤层厚度变化大、局部瓦斯富集,形成煤与瓦斯突出危险区.依据超化煤矿瓦斯地质规律,提出了加强矿井瓦斯地质研究、建立可靠的煤与瓦斯突出预警系统、强化煤层瓦斯预抽等3条煤与瓦斯突出防治对策,为超化煤矿安全生产提供了技术支持.     

大同某矿瓦斯地质特征分析

根据大同某煤矿以往地质勘查工作中获取的煤层瓦斯样品资料,分析了矿区内各煤层的瓦斯参数,同时从地质构造、煤化程度、煤层厚度、煤层埋深、煤层顶板等方面的分析研究了矿井瓦斯赋存规律,由钻孔煤层瓦斯含量数据可知,钻孔瓦斯含量最高值小于4 m³/t,根据《煤与瓦斯突出危险性区域预测方法》及《煤矿地质工作规定》,得出该矿全区为无突出危险区和矿井瓦斯类型为简单类型。     

平宝公司瓦斯地质特征及瓦斯防治措施研究

针对平宝公司煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大的问题,分析了平宝公司煤层瓦斯赋存规律,并从构造物理环境角度探讨了煤与瓦斯突出原因。结果表明:煤层埋深、顶底板岩性、地质构造及水文地质条件是影响煤层瓦斯赋存的主要地质因素,煤与瓦斯突出构造物理环境多因素的综合作用控制煤与瓦斯突出。提出了针对平宝公司的瓦斯综合防治措施:加强瓦斯地质研究,保护层开采,煤层瓦斯高效抽采及建立可靠的煤与瓦斯突出预警系统,为矿井安全生产提供技术保障。     

基于瓦斯地质特征的多参量突出预警技术在新建煤矿的应用

针对新建煤矿地质构造复杂、煤层瓦斯赋存不均衡、煤与瓦斯突出防控难度大的问题,综合运用瓦斯地质理论、煤矿灾害预警技术,以矿井近5年瓦斯动力现象资料和防突数据为基础,建立了基于瓦斯地质特征的煤与瓦斯突出多参量预警指标体系.分析了瓦斯地质因素和煤与瓦斯突出预测指标K1值的关系,确定了煤层厚度变化率、煤层倾角变化率、软分层厚度...     

乌兰煤矿2号煤层瓦斯地质规律分析及区域预测研究

在收集整理乌兰煤矿地质资料和瓦斯资料的基础上,运用瓦斯地质理论和构造演化理论,分析井田地质构造演化及分布特征,研究地质构造、顶底板岩性、煤层赋存状态等地质因素对瓦斯赋存的影响。在此基础上,结合现场测定2号煤层瓦斯压力和瓦斯含量等参数,得出了矿井2号瓦斯地质规律;同时,对矿井2号煤层突出危险性进行了区域预测。研究表明,断裂构造引起的构造煤变化和煤层埋藏深度是影响乌兰煤矿2号煤层瓦斯赋存和引起煤与瓦斯突出的主控因素。研究成果为矿井煤与瓦斯突出防治工作提供了理论指导。