煤层气成藏的构造应力场研究

构造应力场是控制煤层气成藏极为重要的因素，深入探讨不同性质构造应力场对煤储层的改造及控制机理，将会为煤层气勘探前景评价提供重要的理论基础．本文在区域构造应力场研究的基础上，分别探讨了不同性质构造应力场的作用特征及其对构造发育、构造展布、构造组合及构造变形的控制作用；分析了不同性质构造及其组合、应力-应变环境对煤储层的改造作用，探讨了不同变形机制和不同结构构造煤在不同构造应力场中的发育及展布规律．研究表明，挤压应力场作用下，在强变形带的中心及其附近，可以形成糜棱煤类构造煤，但糜棱煤分布较为局限；在较大范围内形成脆性变形系列的构造煤，是煤层气勘采的有利区带；拉张构造应力场中，大部分区域内有利于煤层裂隙的形成和渗透率的提高，但易造成煤层气的散失，含气量降低，应重视有利的储气构造的研究．剪切构造应力场中，以平移断层为界，煤层的赋存状态、煤体结构和煤储层物性都会存在一定的差异，应对不同的构造单元分别研究其煤储层特征．     

淮南矿区井田小构造对煤与瓦斯突出的控制作用

井田小构造要素是控制煤与瓦斯突出的主要地质因素,它综合影响其他因素,会造成不同破坏程度的煤体结构.对淮南矿区煤与瓦斯突出点构造资料的统计表明,突出点受构造控制的占近64%,而煤、岩巷中的构造控制突出占近72%,突出点由小断层引起煤层产状及煤体结构强烈揉皱的占100%.淮南矿区煤与瓦斯突出点的构造组合形式分断层构造、断层与褶皱叠加和褶皱构造三类,其中断层组合又分地堑型、阶梯型、断层交汇型、挤压构造型和顺层断层型五种.小构造发育是造成煤与瓦斯突出平面分区性和空间分带性的主要原因,构造煤发育程度是造成煤与瓦斯突出发生的直接原因;必须进一步加强小构造对构造煤发育控制范围的研究,提高煤与瓦斯突出预测预报地质构造指标的可靠性.     

淮南矿区井田小构造对煤与瓦斯突出的控制作用

井田小构造要素是控制煤与瓦斯突出的主要地质因素,它综合影响其他因素,会造成不同破坏程度的煤体结构.对淮南矿区煤与瓦斯突出点构造资料的统计表明,突出点受构造控制的占近64%,而煤、岩巷中的构造控制突出占近72%,突出点由小断层引起煤层产状及煤体结构强烈揉皱的占100%.淮南矿区煤与瓦斯突出点的构造组合形式分断层构造、断层与褶皱叠加和褶皱构造三类,其中断层组合又分地堑型、阶梯型、断层交汇型、挤压构造型和顺层断层型五种.小构造发育是造成煤与瓦斯突出平面分区性和空间分带性的主要原因,构造煤发育程度是造成煤与瓦斯突出发生的直接原因;必须进一步加强小构造对构造煤发育控制范围的研究,提高煤与瓦斯突出预测预报地质构造指标的可靠性.     

南桐矿区警构造对破坏煤发育的控制

在详细研究南酮矿区破坏煤发育规律的基础上，论述了矿区构造对破坏煤发育的控制。具体表现在以下几个方面：（1）构造应力是造成煤层破坏的直接因素；（2）破坏煤是构造运动过程中压剪变形的产物，是构造演化过程中逐渐形成的；（3）煤层厚度、煤层在煤系剖面中的位置、煤层倾角和断裂发育情况控制了破坏煤的横向和纵向变化，其它因素的影响居次要地位。     

正断层力学性质的构造应力分析

煤层正断层是地台区煤层中常见的一种构造类型,在矿井突水淹井、煤层瓦斯赋存和煤与瓦斯突出等矿井灾害研究及煤矿生产中具有重要意义.作者用力学分析的方法研究了正断层形成的两种应力状态,指出正断层具有张性和剪性两种力学性质,并以剪性为主;构造应力场的空间作用状态是影响断层性质的决定因素.     

淮南潘集一矿11—2煤层层间滑动构造研究

潘集一矿11—2煤层间滑动构造发育,层滑构造特征表现为顶底板揉皱楔入煤层中使得煤层破碎,煤质变差,顶底板凹凸变化。煤层厚度变化大,稳定性差,薄煤带发育。矿区层滑构造主要分布于中西区浅及中深部位置,对煤层厚度影响较大。为了探明矿区层滑构造的成因机理,对矿区层滑构造特征及其类型进行了研究。结果表明：潘集一矿11—2煤层滑构造主要表现形式为断裂式层间滑动,说明矿区层滑构造主要是受矿区断层的牵引作用所致。将11—2煤层滑构造分为揉皱型、断滑型和断裂型,矿区西部层滑构造主要表现为断裂型和断滑型,中部主要表现为揉皱型和断裂型,东部未开采区主要表现为断滑型,为矿区生产部署提供了参考依据。     

正断层力学性质的构造应力分析

煤层正断层是地台区煤层中常见的一种构造类型,在矿井突水淹井、煤层瓦斯赋存和煤与瓦斯突出等矿井灾害研究及煤矿生产中具有重要意义.作者用力学分析的方法研究了正断层形成的两种应力状态,指出正断层具有张性和剪性两种力学性质,并以剪性为主;构造应力场的空间作用状态是影响断层性质的决定因素.     

皖北前岭煤矿地质构造及其对煤层破坏的影响

对皖北前岭煤矿煤层构造进行了研究、分析。研究结果为：小型断裂构造均为正断层;层滑构造主要分布在井田内次一级褶曲构造的两翼;层滑构造是赞成煤厚变化的主要地质因素;煤层薄化带主要分布在赵瓦房等次一级向斜构造的两翼,并呈北东至南西方展布。     

巴彦浩特盆地的构造类型

巴彦浩特盆地的构造演化经历了由早期的挤压变形向晚期的伸展变形的构造转换，因此，盆地内发育有多种构造类型，从断裂的性质看，既有正断层，又有逆断层和走滑断层；从构造的组合型式上看，既有挤压型构造组合，又有伸展型构造组合，其中挤压型构造组合包括叠瓦状逆冲断层组合滚板构造、冲起构造和铲形逆断层与牵引背斜、牵引向斜组合；伸展型构造组合包括铲形正断层与反向断层、滚动背斜组合及地垒和地堑组合两种型式。滚板构造、冲起构造和铲形逆断层与牵引背斜、牵引向斜组合对油气的聚集最为有利。     

广西灌阳地区沉积盖层的构造变形

利用应力扰乱现象、微断裂擦痕、断层岩和变形标志物等进行应力及应变分析的结果表明:灌阳地区沉积盖层构造主要经历了印支构造运动阶段和燕山构造运动阶段,前者以褶皱构造作用为主,形成南北向灌阳复式向斜及其构造组合;后者以断裂构造作用为主,形成北东向大型走滑断层。     

超化井田煤厚变化的构造控制因素研究

构造作用是控制井田范围内煤层厚度变化的主要地质因素．超化井田二１煤层厚度变化规律研究表明,中生代以来三期挤压应力场作用导致煤层厚度展布的分带性和方向性;重力作用下的长期流变促使煤层展布具有南厚北薄的总体趋势;小型不协调褶皱和断裂构造,是造成煤厚局部变化的根本原因．     

Relationship between joint development in rock and coal seams in the southeastern margin of the Ordos basin简

To predict joint development characteristics of coal seams, joint characteristics of rock seams from 88 field stations were observed and comparisons were made between joint characteristics of coal and rock seams at 10 coal outcrops. Additionally, detailed joint measurements of underground coal seams were taken at two coal mines. This study investigated the effects of seam thickness, lithology, and structure on joint development and established the relationship between joint development of coal and rock seams, which allowed predictions of predominant joint densities for the No.5 coal seam in the southeastern margin of the Ordos basin. The results show that outcrop and underground coal seams exhibit the same joint systems as rock seams. The joints are mainly upright. Predominant joints strike 55° on average, followed by joints striking 320°. The joint density of the coal seam is 18.7–22.5 times that of the sandstone seam at the same thickness. The predominant joint density of the No.5 coal seam, controlled by the structure, is ∼4–20 joints per meter. Joint densities exhibit high values at intersecting areas of faults and folds and decrease values in structurally stable areas. The permeability increases exponentially with increasing density of the predominant joints.     

测井曲线在潘一矿13-1煤层识别构造煤中的应用

为预测未揭露区煤体结构,根据钻孔测井曲线信息,结合视电阻率电位曲线与伽马伽马曲线对煤层内不同结构分层物性差异所反映的形态特征,通过对煤层内部的各分层之间的比较、煤层与邻近钻孔中同一煤层的比较和煤层与钻孔内的上、下煤层之间进行比较绘制出煤层结构柱状图。又以矿井煤层底板等高线图作为底图绘制构造煤平面分布图,判识煤层内部的构造煤分布。     

新集一矿孔隙结构特征研究

为进一步了解新集一矿煤层孔隙结构特征,通过压汞法和低温氮等温吸附法实验手段对新集一矿主采煤层孔隙发育特征进行研究。发现新集一矿主采煤层孔隙度较比两淮矿区其他地区高。其中以8煤层8XJ5号样为代表孔隙分布以小孔最发育,大孔较发育,中孔少见为特征和以13-1煤层13XJ10号样为代表孔隙分布以小孔最发育为特征的基质孔,孔隙之间的连通差,不利于瓦斯的抽排;以11-2煤层11XJ3号样和6-1煤层6XJ15号样为代表中孔发育,孔隙以裂隙性为主,孔隙之间的连通较好,有利于瓦斯的运移。     

煤层厚度与振幅、频率地震属性的正演模拟

依据地质、地震资料设计了地震地质模型，模拟了在煤层缺失、剥失、分叉、合并等情况下反射波振幅、频率等地震属性；同时讨论了这些属性对不同煤层厚度灵敏度．结果表明，当煤层厚度为0～8m时，振幅、频率地震属性与煤层厚度之间存在一单调非线性关系；当煤层厚度为8～13m时，只有频带宽度作为煤层厚度预测唯一参数；当煤层厚度大于13m时，根据煤层顶、底板反射波旅行时与速度预测煤层厚度。     

倾斜煤层区段煤柱变形破坏规律

煤层倾角是影响区段煤柱稳定性的关键因素之一.利用理论分析、相似模拟、数值模拟等方法研究了倾斜煤层开挖后倾向覆岩结构演化特征、煤柱变形及失稳破坏形式.研究结果表明,0~45°范围内随着煤层倾角增大,区段煤柱发生剪切失稳破坏的可能性增大;煤柱两侧覆岩结构呈现不对称分布,煤柱上侧砌体梁结构形成层位较低,煤柱下侧形成冒空区,砌体梁结构形成层位高于上侧;与水平煤层煤柱破坏以挤压变形为主不同,倾斜煤柱以沿着弱面剪切滑移破坏为主;不同倾角煤层煤柱围岩变形量呈不对称分布,煤柱下侧围岩变形量大于上侧,煤层倾角越大煤柱围岩变形量不对称分布趋势越明显.     

Prediction of coal structure using particle size characteristics of coalbed methane well cuttings

Severely deformed coal seams barely deliver satisfactory gas production. This research was undertaken to develop a new method to predict the positions of deformed coals for a horizontal CBM well. Firstly, the drilling cuttings of different structure coals were collected from a coal mine and compared. In light of the varying cuttings characteristics for different structure coals, the coal structure of the horizontally drilled coal seam was predicted. And the feasibility of this prediction method was discussed. The result shows that exogenetic fractures have an important influence on the deformation of coal seams. The hardness coefficient of coal decreases with the deformation degree in the order of primary structural, cataclastic and fragmented coal. And the expanding-ratio of gas drainage holes and the average particle size of cuttings increase with the increase of the deformation degree. The particle size distribution of coal cuttings for the three types of coals is distinctive from each other. Based on the particle size distribution of cuttings from X-2 well in a coal seam, six sections of fragmented coal which are unsuitable for perforating are predicted. This method may benefit the optimization of perforation and fracturing of a horizontal CBM well in the study area.     

岱庄煤矿影响煤中微量元素的地质因素

微量元素具有一些特殊的地球化学性能,如化学性质稳定、均一化程度高等特点。岱庄煤矿主采煤层共四层（3上、3下、16、17煤层）,微量元素含量从3上煤层到17煤层逐渐增大。通过对岱庄煤矿煤中微量元素成煤植物、陆源区母岩性质、沉积环境以及其它一些影响因素进行分析,总结岱庄煤矿煤中微量元素的分布和富集成因,能够更加准确掌握不同煤层中微量元素的赋存规律及赋存状态。     

红菱煤矿开采保护层对 煤岩体透气性的数值模拟

以红菱煤矿保护层开采为工程实例,通过开采11#煤层,对存在煤与瓦斯突出的7#煤层和12#煤层进行 卸压,利用FLAC3D数值模拟中小同步开挖的渗透率变化情况,对保护层开采过程中煤岩体的渗透性进行了分 析,得出了煤岩体透气性变化规律。结果表明:煤岩体的透气性随着工作面推进不断增强;开采保护层上覆岩体 的渗透率明显比底板岩体的渗透率大;卸压效果越好,渗透率越大。