井巷煤岩层精细对比技术

煤岩层对比技术作为地质调查、煤田地质勘探、矿井生产中重要的技术手段,该技术贯穿整个煤田地质勘查与矿井生产阶段的全过程,是煤炭资源储量计算、矿井地质构造分析的基础。煤岩层对比技术经过多年的发展已经形成了较成熟的煤岩层对比理论和方法,可以满足煤炭地质勘查阶段的地质勘查设计、矿井设计及资源储量的计算等.

复杂燃气管网爆管分析GIS算法设计与实现

【目的】复杂多变的城市燃气管网常会发生爆管事故,爆管发生后快速制定出行之有效的关阀方案是十分必要的。而传统爆管分析法对多气源、多爆管点、环状管网、冗余管网的分析存在结果不全面等问题,解决上述问题成为关键。【方法】基于ArcGIS平台,建立管网几何网络模型,通过几何网络分析,提出适用于单气源、多气源、单爆管点、多爆管点、环状管网、树状管网、有不连通管段、有无效阀门的复杂燃气管网爆管分析法。【结果】设计出爆管的最佳分析方案,并实现在浏览器端爆管分析的功能。【结论】该方案能在上述复杂情况中进行正确爆管分析,并能对无限叠加的二次爆管进行分析。

智能开采工作面煤岩层地球物理测井对比技术

为了解决构造复杂、近距离煤层群组发育区的煤岩层精细划分与对比困难的问题,进而为工作面智能开采三维资源量计算和开采设计优化,以及采煤机智能开采截割路线规划提供可靠的地质资料,以构造复杂近距离煤层群组矿井为研究对象、以智能开采工作面111000为工程背景,通过对地质勘查阶段测井资料分析,结合地面地质勘查钻孔地球物理测井和智能开采工作面穿层钻孔钻屑编录、孔中窥视、多参数地球物理测井、钻孔轨迹测量等工程技术手段,综合分析煤岩层物性特征的不同测井曲线响应特征。进而为智能开采工作面煤岩层对比、地质构造识别、煤层厚度、煤层顶底板构造起伏形态精细刻画、煤层瓦斯抽采以及工作面开采提供地质依据,为近距离煤层群组发育矿井智能开采工作面煤岩层精细对比提供技术参考。

陕北浅埋煤层一体化漏风通道探查技术

以陕北侏罗纪煤田浅埋煤层受火灾威胁矿井为研究对象,应用高分辨率无人机可见光与热红外双光低空遥感、手持红外热成像仪、风速测量仪、球胆采样器、束管检测和采样、气相色谱仪、钻孔测温、钻孔窥视等技术手段,综合开展天空、地面、孔中与井下综采工作面、密闭墙、巷道等潜在漏风通道隐蔽致灾因素的快速探查;系统归纳陕北侏罗纪煤田浅埋煤层地面、孔中、井下漏风通道隐蔽致灾因素的类型和特征,构建“空-地-孔-井”四位一体的浅埋煤层煤矿漏风通道隐蔽致灾因素的快速排查技术体系,并以受火灾威胁的德泉煤矿为对象应用该技术体系进行了探查,快速确定了漏风通道类型、空间分布特征,结合防灭火工程实现了对火区的快速熄灭和煤矿隐蔽高温区温度的整体快速控制,保障了矿井的安全、绿色、高效开采。

神北矿区庙梁煤矿隐蔽致灾因素探查与分析

为了查明庙梁煤矿主要隐蔽致灾因素的类型、时空分布特征及对生产的潜在威胁,采用表格调查、现场质询、资料查阅、低空无人机快速扫描、地面排查、井下实地调查、周边煤矿调研、综合分析研究等方法,对煤矿目前存在的主要隐蔽致灾因素进行了全面排查。排查出的水害因素主要有地表河流、老空水、1-2号煤层烧变岩富水区、导水裂缝带、地面塌陷裂缝、封闭不良钻孔和封闭不良废弃井筒等;火灾隐蔽致灾因素主要有1-2号煤层房柱式采空区遗煤和开采塌陷裂缝、封闭不良钻孔及废弃井筒等漏风通道;顶板/矿压相关致灾因素主要有房柱式采空区大面积悬顶、工作面过沟及碎软顶板等;同时,深入分析了这些隐蔽致灾因素,并给出相应的治理措施。

盘县煤田滑脱构造特征及其研究意义

通过对盘县煤田开展地质调查,发现煤田内发育滑脱构造层。为了探究研究区内滑脱构造的特征、样式,采用野外地质调查、剖面测量、矿井地质调查、地质钻探、钻孔岩心编录、显微煤岩分析等技术手段,综合分析滑脱构造发育的部位、空间赋存特征及构造样式。根据滑脱构造样式分析了不同构造样式下盆地内资源勘查工程部署原则、层位选择、钻探技术难点以及与瓦斯等隐蔽致灾因素的关系。研究表明:滑脱构造主要发育于三叠系飞仙关组中下部和二叠系龙潭组中部的12~18煤层间,厚20~60m,地层破碎,其间煤层为构造煤,伴随发育揉皱。滑脱构造样式有逆冲推覆、顺煤层型滑脱、顺峨眉山玄武岩型滑脱、雁列式断裂型、断层相关褶皱五种类型。滑脱构造层与盆地内“三软”煤层、突出煤层、高瓦斯煤层以及构造应力集中涉及矿井安全生产隐蔽致灾因素具有高度耦合性,表现为发育滑脱构造的部位不仅是目前盆地内煤层气含量高、矿井煤与瓦斯突出事故频发的层位,是优质煤炭资源的产出层位,也是煤矿“三软”煤层顶板事故的重点管理层位。研究成果为煤与煤层气资源勘探、开采以及矿井安全生产、隐蔽致灾因素排查治理提供基础地质资料。

柳林地区煤层渗透率逐步回归分析与预测

渗透率是制约煤层气商业化开发至关重要的因素之一。以柳林地区煤层气勘探阶段获取的试井有效渗透率为基础,分析渗透率与有效应力、储层压力、煤层埋深等影响因素之间的关系,利用多元逐步回归分析方法建立渗透率预测模型。结果显示:柳林地区煤层渗透率回归方程具有较高的拟合度;多元逐步回归分析方法预测渗透率具有一定合理性;有利于煤层气开发的高渗区位于柳林地区中北部。

鄂尔多斯盆地兴县地区煤层气地球化学特征及成因

煤层气化学组分、甲烷碳氢同位素特征对煤层气成因、分布规律和煤层气资源评价具有重要意义。为了查明河东煤田北部兴县地区山西组、太原组煤层甲烷及二氧化碳成因,采集研究区煤层气井解吸气样,通过组分分析、CH_4碳氢同位素和CO_2碳同位素测试,根据煤层气成因图版,分析了煤层气稳定同位素的地质影响因素,揭示了研究区煤层气成因。结果表明,区内主力煤层的甲烷碳同位素存在明显差异:8煤甲烷δ^(13)C_1值介于–55.1‰~–44.2‰,平均为–49.2‰;13煤δ^(13)C_1值介于–65.7‰~–55.7‰,平均为–59.8‰。同一煤层内甲烷碳同位素呈现出随煤层埋深增加而变重、随水动力条件增强变轻的特点;甲烷碳同位素偏轻,重烃组分偏少,表明受到一定因素或次生作用的影响。8煤以热成因气为主,13煤以次生生物成因气为主。研究区8煤δ^(13)C(CO_2)介于–17.3‰~–4.8‰,13煤δ^(13)C(CO_2)介于–26.3‰~–6.9‰,二氧化碳为煤热演化初期或最近一次煤层抬升再沉降后煤中有机质热裂解产生。研究成果为明确该区煤层气勘探开发方向提供了理论依据。

面向智能化开采的矿井煤岩层综合对比技术

煤岩层对比工作贯穿于整个煤炭地质勘查与矿井生产阶段的全过程,针对近距离、多煤层且构造复杂的矿井生产阶段煤岩层对比困难的问题,以贵州盘县煤田火烧铺煤矿为研究对象,通过对地质勘查资料的分析,结合地面瓦斯勘查钻孔、井下地质调查、瓦斯参数测试工程从地质勘查阶段已经建立的煤岩层对比标志层中提取适应于矿井生产阶段的标志层;结合矿井生产过程中井筒、巷道、工作面及其两巷道、切眼等井巷工程生产揭露资料的宏/微观煤岩、煤质化验、煤层顶底板岩石力学、煤层的光学特征等资料,提炼矿井生产过程中基于开采技术条件的煤岩层对比的标志;综合地质勘查与矿井生产阶段重新构建矿井生产阶段煤岩层综合对比标准体系。研究表明:地质勘查阶段构建的煤岩层对比标志层在矿井生产阶段岩性组合、地球物理测井曲线,高位标志性岩层以及古生物化石层基本上失去了指导意义,而煤层结构、伪顶或低位直接顶板古生物化石层、岩性标志层仍具有指导意义,可以指导实践生产;矿井生产阶段大量的地层倾角数据、宏/微观煤岩组分特征、煤层夹矸岩性,尤其是可见光、热红外等光学特征,煤层瓦斯含量、压力参数,煤层顶底板岩石力学参数等是煤岩层对比的良好标志层;构建的煤岩层综合对比技术体系可以有效地指导煤矿巷道高效掘进、工作面快速回采并识别断层发育特征。研究成果不仅可以指导煤矿井下生产工作而且可以为构造复杂区的煤矿井下工作面智能化开采提供基础地质资料,为煤矿安全、高效、智能化开采提供地质保障技术。

煤层含气量评价中灰色关联分析与相关分析法对比

煤层含气量及其影响因素是煤层气勘探开发中首先要研究的问题。通过对煤层含气量影响因素评价中灰色关联分析法与相关分析法的论述,并在分析各自优缺点的同时,对比讨论了两种方法在沁水盆地晋城矿区的应用情况。结果表明,在对各因素的评价结果和区分效果上,相关分析法优于灰色关联分析法。

盘关向斜火烧铺井田重烃含量异常的控制因素

为了查明火烧铺井田煤中重烃异常分布特征及其控制因素,进而为区内煤层气勘探和盆地深部重烃分布规律以及煤矿井下瓦斯抽采、矿井瓦斯防治提供参考。首先,结合以往地面、井下不同煤层钻孔瓦斯测试结果对深部进行地面瓦斯地质补充勘探、采样测试、气测录井、注入压降测试、吸附解吸等多种技术综合分析各煤层中重烃含量特征;其次,分析重烃在平面、层域上的分布规律;然后,分析重烃分布特征与地质构造、煤层埋深、水文地质条件、顶板封闭性、沉积环境和煤岩煤质以及煤储层原岩应力场、渗透率的旋回性等多种因素的相关性;最后,总结火烧铺井田煤层中重烃异常分布的形成机理及其富集模式。结果表明井田内各煤层的气成分中含有一定量的重烃,重烃的含量为0.05~7.78 cm3/g,平均为2.35 cm3/g;体积分数为0.22%~46.93%,平均为18.42%;且存在局部异常富集地段;各煤层气中重烃的含量与煤层埋深呈正相关性,各岩性段的平均含量由上向下逐渐增高,不同编号煤层体积分数中14煤最高、22煤最低;而重烃的含量中14煤最高、3煤最低,从上至下煤层中重烃的含量变化形态具有“M”型形态特征;重烃的异常分布主要受构造和生烃母岩的控制,同时受水文地质、顶板岩性、顶板岩层完整性、沉积环境、煤岩煤质等地质因素的控制,并构建了盘关向斜的重烃异常富集模式;研究成果可以为井田内深部煤层气勘探和矿井深部瓦斯抽采和矿井瓦斯灾害防治提供参考,建议煤矿及地质勘查下一步应加强对矿井瓦斯成分、含量测试中对重烃的测量以及其对瓦斯突出、爆炸以及发电利用的影响研究。

乌鲁木齐–大黄山地区八道湾组煤层气有利区块优选

煤层气有利区块优选是煤层气勘探开发的重要研究工作之一。乌鲁木齐–大黄山地区煤层气地质条件复杂,煤层含气量、渗透性等储层条件差异明显。将研究区划分为5个区块,选取构造复杂程度、煤层厚度、含气量、煤层倾角、含气面积、渗透率和含气饱和度等7个指标,运用层次分析法和模糊数学相结合的方法进行区块优选,优选出水磨河–四工河区块、甘河子河–大黄山区块为有利区,四工河–甘河子河区块为较有利区、乌鲁木齐河西区块和乌鲁木齐河–水磨河区块为远景区。

芦岭井田煤层气开发地质条件及开发方式选择

我国煤层气地质条件复杂,针对不同地质条件,选择合理的煤层气开发方式,对煤层气抽采非常重要。分析研究芦岭井田煤层气开发地质条件显示:芦岭井田构造及水文地质条件较复杂;目标煤层发育层数多,厚度大,煤层埋藏较深,且分布较稳定;煤层主要为构造软煤,渗透性较差,气含量较高。通过对目前煤层气不同开发方式的适用性分析,结合芦岭井田的煤层气开发地质条件,在目前经济技术条件下,优选出地面垂直井为本区煤层气的首选开发方式。

芦岭煤矿地面煤层气开发选区评价研究

芦岭煤矿是我国典型的高瓦斯突出矿井,煤层变形复杂,含气量高,渗透率低,煤层气丰度高,抽采难度大,有利区块优选对于煤与煤层气协调开发至关重要。在深刻剖析构造、煤厚、气含量等储层地质特征、研究影响主采煤层煤层气运移富集地质因素的基础上,运用层次分析法计算出各影响因素的权重,通过综合定量评价,提出煤矿北部C区是地面煤层气开发的最有利块段。

急倾斜煤层隐蔽致灾因素探查及防治技术

煤矿隐蔽致灾因素是威胁煤矿安全、高效、绿色、智能开采的重要因素,为了查明急倾斜煤层开采地面隐蔽致灾因素的类型、评价危险性进而为各类灾害探查防治提出应对措施,通过采用遥感地质调查、低空无人机摄影成像、地面地质调查、地质测量、水文地质调查、采样测试、红外成像、矿井涌水量分析、矿井地质调查、采空区气体采样、气相色谱分析、以往地质资料综合分析等综合技术手段,查明了研究区急倾斜特厚煤层开采后地面水害隐蔽致灾因素有大气降水、地表河流、天山融雪、松散层富水区、开采塌陷及裂缝等3种充水水源2种充水通道;火灾隐蔽致灾因素有煤层露头区自然发火、露采坑隐蔽高温区2种隐蔽高温区,地面塌陷裂缝、废弃井筒漏风、废弃煤层气井3种漏风通道;顶板灾害隐蔽致灾因素有坚硬顶板回采扰动1种类型。针对急倾斜煤层开采的特点构建了“天-地-井”三位一体的立体化快速探查技术体系。