淮北煤田钱营孜矿井控煤构造特征及其动力学背景分析

钱营孜矿井位于淮北煤田宿县矿区的西部,毗邻徐宿弧形推覆构造南段的外缘带。为认识该矿井构造变形与演化规律、动力学机制以及指导未来资源探采方向提供重要地质依据。利用最新的矿井地质勘探与生产资料,对钱营孜矿井开展构造格架和控煤构造样式分析,划分矿井构造期次,讨论构造发育的区域大地构造背景。结果表明,矿井内石炭纪-二叠纪含煤地层总体呈一轴向NNE、向SSW仰起的宽缓向斜;矿井内断裂构造非常发育,逆断层数量大于正断层,2类断层的走向均以NE至NNE向为主,其次为NS向;矿井构造格架显著受控于数条NS向至NE向的大型断层,自西向东受南坪断层、F_(22)、F_(17)、DF_(200)及双堆断层等主干断层的分割,呈现东、西分带特征;矿井控煤构造样式可以划分为挤压、伸展和走滑3个类型,以及逆冲牵引褶皱、对冲式构造、冲起构造、叠瓦状构造、地堑、地垒、阶梯状断层、正花状构造、羽状雁列式构造9个亚类型;构造组合分析表明,F_(17)断层除逆冲活动之外,还存在显著的平移活动。矿井构造可划分为5期,从早到晚分别为:轴向NNE的冯家向斜、近NS向逆断层、NNE向逆-左行平移断层及NE向逆断层、近NS向正断层、NE向正断层。矿井内第1,2期缩短构造分别是印支期华北克拉通与华南板块汇聚过程中的前陆变形及随后陆-陆碰撞造山变形的影响结果;第3期压扭性构造与西太平洋区伊泽奈崎板块早白垩世初向东亚大陆边缘快速斜向俯冲有关;第4,5期伸展构造则是早白垩世以来中国东部强烈伸展背景下发育而成。

安徽淮南舜耕山地质遗迹资源类型及特征

安徽淮南舜耕山位于华北克拉通淮南煤田南缘逆冲推覆构造带,天然出露与人工剥露地质遗迹数量众多,系统地查明地质遗迹资源类型、分布及特征可为区域地质对比研究以及地学科普与旅游规划工作奠定重要基础。文章通过野外地质调查,共发现舜耕山主要地质遗迹点62处,可划分为3大类、8类、14亚类,其中以华北型寒武系—奥陶系典型剖面、碳酸盐岩地貌、断裂构造以及矿业遗址等地质遗迹景观尤为发育,具有极高的科研和观赏价值;结合前人研究资料,初步讨论了舜耕山地质遗迹成因及其区域地质背景,为舜耕山地质遗迹资源开发提供理论依据;针对舜耕山在地质遗迹资源保护与开发利用存在的问题,提出对应的远景规划和建议。

基于聚类算法的动力用煤资源质量评价方法与应用研究

为了快速、准确评价淮南煤田动力用煤资源的等级,达到合理开发利用优质动力用煤资源的目的,基于淮南煤田钻孔煤质大数据库,选取8煤层作为研究对象,将煤的发热量、灰分、硫分、挥发分、软化温度和哈氏可磨性作为动力用煤资源质量评价的基础指标。基于GIS平台,利用ISODATA算法对研究区动力用煤资源进行聚类,深入挖掘煤质数据信息。结合熵权法确定出每一簇类评价指标的权重,通过综合指数法实现动力用煤资源优劣等级的划分。研究结果表明,淮南煤田8煤层动力用煤资源聚类可分为三类,第二簇类动力用煤资源质量最好,其次为第三簇类,第一簇类质量相对较差。其中,第二簇类中优质煤占比最多,第三簇类以中质煤为主,第一簇类则以中质煤、低质煤为主。这为今后淮南煤田动力用煤资源合理开发利用提供了技术指导,并拓展了煤田煤质数据库的利用方式。

淮南矿区地热地质特征与地热资源评价

为了探索淮南矿区地热地质特征和矿井深部热害防治对策,系统收集和分析了淮南矿区钻孔井温测井资料,基于近似稳态测温数据,拟合了测温孔孔底温度校正曲线,对简易井温测井钻孔孔底温度进行了校正;采用浅钻孔测温法,对井下巷道围岩温度进行了测定;计算了各井田的地温梯度,并结合110块煤系地层煤岩样品的热导率测试结果,计算得出淮南矿区的大地热流值,编制了淮南矿区现今地温场、地温梯度和大地热流分布图,在此基础上,系统论述了该区现今地温场、地温梯度和大地热流的展布趋势以及煤系岩石的热物理性质,探讨了地温场分布的构造控制作用,并对矿区地热资源进行了评价。研究结果表明:①淮南矿区测温井底温度恢复与静井时间符合指数函数关系,并据此建立了简易井温测井钻孔孔底温度变化的校正公式;②淮南矿区地热参数表现为地温梯度为1.00~4.00 ℃/hm,平均值为2.8 ℃/hm;大地热流值变化在31.87~92.68 mW/m 2 ,平均值为65.50 mW/m 2;-500 m水平平均地温为29.96 ℃,-1 000 m水平为41.84 ℃,-2 000 m水平为69.62 ℃;岩石热导率在0.37~5.22 W/(m·K),平均值为2.93 W/(m·K);③平面上地温梯度、地温场、大地热流总体呈现为西低东高、南低北高的分布趋势;④矿区现今地温场和大地热流分布主要受控于地质构造,表现为褶皱型、逆掩断层阻热型和导水断层传热型3种构造控温模式;⑤基于地热资源评估,该区热储层地热资源量为2.32×10 16 kJ,可采热能储量为2.64×10 15 kJ,矿井水和矿井回风余热资源量为0.97×10 13 ~1.26×10 13 kJ/a,是一个可再生的低温热源,潜在效益显著。研究成果为淮南矿区深部煤炭开发热害防治和地热资源综合开发利用提供了地质依据。加强煤矿区深部地热资源和矿井余热资源的评价、利用研究,应是煤矿区可持续发展的方向之一。

断层带岩体采动效应的相似材料模拟研究

以任楼煤矿F3～F4断层间块段地层为原型,建立相似材料模型,对煤层回采过程中断层带岩体的采动效应及断层下盘含水层的突水可能性进行模拟,研究结果表明:在煤层回采过程中,随断层煤柱的减小,断层两盘岩体的变形存在差异性,表现出不同的采动效应特征;当煤柱减小到一定数值后将造成断层上、下盘岩体发生相对位移,导致断层"活化",引发断层导水;承压含水层对断层采动效应也有一定的影响,有促进断层"活化"的作用。因此,在进行断层防水煤柱合理留设过程中,必须充分考虑这些因素的影响,为煤矿安全高效生产提供可靠保障。

岱河煤矿3煤层岩浆侵入影响及可采性评价

根据井田及区域内的有关地质资料,研究了岩浆侵入对井田内主采煤层3煤层的影响,提出了影响程度的计算公式,计算了影响程度值,编制了影响程度图,定量地评价了各采区的可采性。分析了岩浆岩厚度、层数和天然焦对煤层可采性的影响,编制了各采区3煤层有效厚度等值线图,圈出了 1采区和 3采区可采块段及生产块段,为深部岩浆岩区找煤和巷道掘进提供了科学依据。

煤层抗拉强度的波速测定研究

对煤块波速及其抗拉强度进行了系统地测试和分析,煤岩波速和抗拉强度具有明显的各向异性,两者之间有很好的相关关系,并建立了波速—强度关系式。在井下对煤层波速进行了测试,根据波速测强公式和完整性推算强度公式,确定了煤体的抗拉强度,为煤矿井下防隔水煤柱合理留设提供了重要参数,也为煤层强度的确定提供了一种新的方法。

淮北桃园煤矿北八采区煤系砂岩水水化学特征及其水源判别

桃园煤矿北八采区在开拓掘进过程中煤系砂岩多处出现涌水现象,且涌水量大、水温高、水质异常。为了判断北八采区砂岩水的水源,对矿井各含水层及北八采区砂岩水进行了系统采样,并对常规水化学指标进行了测试和分析。结果表明:北八采区煤系砂岩水与井田南部采区砂岩水水化学指标存在较大差异,而与奥灰水的水化学指标基本一致,该区"砂岩水"已不具有正常砂岩裂隙水的水质特征,具有奥灰水的水质特征,接受奥灰含水层水的补给。研究成果为该区"砂岩水"的防治提出了可靠的地质依据。

淮北桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层放水试验与监测成果分析

桃园煤矿北八采区在开拓掘进过程中地温异常,钻孔揭露太原组灰岩含水层水温高、水压高、水质异常。为了判断北八采区太原组灰岩含水层富水性及其补给水源,在采区和矿井内布置了井上、井下观测系统,在井下对太原组灰岩含水层实施放水试验,采用自动监测装置记录放水量与观测孔水位。结果表明:北八采区太原组灰岩含水层水位与奥陶系灰岩含水层水位同步下降,而南部采区太原组灰岩含水层水位基本不变;北八采区太原组灰岩水与奥陶系灰岩水之间存在密切的水力联系,接受奥陶系灰岩水的补给;采区内部存在高水位区;北八采区呈现复杂的水文地质条件。研究成果为该采区太原组灰岩含水层水害的防治提供了可靠的水文地质依据。

煤层底板注浆加固效果波速探查与评价

底板注浆加固与含水层改造是承压水体上煤层安全开采底板岩溶水害防治的有效方法之一。为了评价煤层底板注浆加固效果,以皖北恒源煤矿Ⅱ615工作面为研究对象,采用钻孔震波检层法,选择正常区域和异常区域,分别对各区域注浆前后底板岩体进行了波速探测,结果表明:注浆前,正常、异常区域波速存在较大差异,注浆后两者基本一致;注浆后底板砂岩段岩层波速增加明显,约为注浆前的1.20倍,而海相泥岩段注浆前后波速变化不大,这与钻孔揭露岩芯的完整性和底板水无上升现象一致,充分说明注浆对裂隙岩体起到了很好的加固作用。

煤层底板岩体阻水能力原位测试研究

介绍了煤层底板岩体阻水能力的测试原理、测试方法和测试过程 ,分析了测试成果的可靠性 ,并对杨庄煤矿六煤底板岩体的阻水能力进行了评价 ,为煤矿底板突水防治提供了一条新途径。

淮南煤田潘集煤矿外围勘查区水压致裂地应力测量研究

为分析淮南煤田潘集煤矿外围勘查区的地应力分布规律,采用水压致裂法及装置,对研究区深部勘查区域地应力进行了测试。本次研究共完成3个钻孔、28个测点的现场实测,3个钻孔深度均超过1400 m,其中最大测点深度为1460 m。通过实测和分析,获得了勘查区的地应力状态及其分布规律。研究结果表明:(1)勘查区深度466~1460 m范围内最大水平主应力为13.62~54.58 MPa,最小水平主应力为11.79~37.93 MPa,最大水平主应力方向为NEE向,实测地应力值随着深度增加成近似线性增长的关系;(2)勘查区最大水平主应力与垂直应力的比值为1.03~1.44,平均比值为1.28,表明勘查区地应力状态以水平应力为主导;(3)在埋深450 m以深地应力场类型表现为构造应力场型,且随深度增加,构造应力显现也增大。测量结果可为勘查区矿井规划与煤炭开采设计提供科学依据。

煤岩抗拉强度两种室内间接测定方法比较与成果分析

采用劈裂法和套筒致裂法对煤岩抗拉强度进行了系统的测试,介绍了2种测试方法的基本原理和试验装置,系统地分析了煤岩抗拉强度值的分布特征,评价了煤岩抗拉强度的差异性及其形成原因,为地下工程应用煤岩的抗拉强度指标提供了科学依据。

岱河煤矿煤—天然焦结构X射线衍射特征分析

为了正确划分煤与天然焦,进行合理的储量计算,采用X射线衍射方法,对岱河煤矿煤与天然焦系列样品进行了测试,根据测试结果利用布拉格方程和谢乐公式计算了d(002)、Lc、La等煤结构参数。结果表明:①随着煤向天然焦的转变,其d(002)减小、 Lc、La等值增大;②煤与天然焦在结构参数上存在明显分界;③随着煤变质程度的增加,(002)衍射峰向高角度方向偏移,峰形由低矮变为高耸。研究结果为煤、焦分采设计及煤炭资源的合理利用提供了科学依据。

煤层抗拉强度原位测试研究

系统地介绍了煤层抗拉强度的原位测试原理及数据处理方法，并对测试成果进行了详细分析，提出了煤层抗拉强度的取值方法，为煤矿防隔水煤柱合理留设提供了科学依据．

淮北桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层放水试验水质监测成果分析

为了判断桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层富水性及其补给水源,在井下对太原组灰岩含水层实施了放水试验,采集不同放水阶段太原组灰岩水样,对其常规水化学指标进行了测试,并与井田各含水层水化学指标进行了分析对比。结果表明:北八采区太原组灰岩水与井田南部采区新生界松散层第四含水层的水以及煤系砂岩水的水质差别较大,与南部采区太原组灰岩水的水化学指标也存在一定的差异,而与奥陶系灰岩水的水化学指标基本一致;并随放水时间的延长,水质更趋同于奥陶系灰岩水;北八采区太原组灰岩水与奥陶系灰岩水存在水力联系,接受奥陶系灰岩水的补给。研究成果对该区太原组灰岩水的防治有重要的指导意义。

断层带岩体阻水能力原位测试研究与评价

本文系统地介绍了断层带岩体阻水强度的测试原理、测试方法和测试过程,给出了断层岩体的阻水强度值,分析了测试成果的可靠性及断层带岩体阻水强度低的原因,为煤矿底板突水预测提供了一条新途径。

任楼煤矿F_3断层带导、含水性评价

论文系统地分析了任楼煤矿F3断层的工程控制概况、断层带岩性特征,以及断层落差随深度的变化特征;探测了F3断层影响带宽度;并根据井巷揭露资料和现场试验成果,论证了F3断层的不含水和不导水性,为断层防水煤柱合理留设提供了科学依据。

影响海孜煤矿煤层瓦斯赋存的地质因素分析

系统地分析了影响海孜煤矿瓦斯赋存的主要地质因素,对煤矿瓦斯涌、突出预测有一定的指导意义。

海孜煤矿主采煤层煤体结构及瓦斯参数特征分析

根据大量测试数据,系统地研究了海孜煤矿主采煤层的煤岩特征、煤体结构特征、煤层瓦斯参数特征,指出了突出煤层与非突出煤层瓦斯参数的差异性,对评价煤矿瓦斯突出危险性具有较好的指导意义。