基于低场核磁共振技术和多重分形理论的高阶煤样孔裂隙分维特征

结合沁水盆地中高阶煤样品NMR饱和及离心T_(2)谱分布曲线,将中高阶煤样划分为三种类型。分析了单重分形和多重分形模型对中高阶煤样孔径分布定量表征的适用性,并综合孔隙结构和储层物性参数揭示了孔隙分形特征。表明A类样品T_(2)值在1~1000 ms之间,饱和T_(2)谱分布呈“单峰态”,以大孔隙发育为主,物性条件较好。B类样品T_(2)值主要为0.1~300 ms,T_(2)谱呈对称状“三峰态”,束缚水饱和度相对较高,平均孔隙度和渗透率均小于A类。C和D类样品T_(2)值分别为0.01~200和0.01~10 ms之间,饱和T_(2)谱分布均呈“单峰态”,孔渗结构最差。单重分维值与孔隙度、T_(2cutoff)等物性参数具有良好的线性关系,主要适用于微孔相对发育的B、C和D型样品。同时,多重分形参数与单重分形参数间具有良好的负相关关系。受计算原理的差异性影响,小孔和大孔是影响单重分形参数变化的关键孔径,而介孔孔隙分布是影响多重分形参数变化的关键孔径。

基于AHP熵值法的煤层底板突水预测评价

基于我国煤矿开采过程中严峻的底板突水问题,考虑多因素影响煤层底板突水的发生,提出采取熵值法来评价煤层底板的突水危险性。以新桥煤矿2107工作面为研究对象,根据熵值法的基本理论,确定了含水层水压、单位涌水量、隔水层有效厚度、断层个数、构造交点和端点个数、断层规模指数6个指标,构建了2107工作面煤层底板突水的综合评价指标体系,客观赋权,最终对整个工作面进行突水评价。结论表明,新桥煤矿2107工作面3号区域评价值最大,突水危险性较大;熵值法与突水系数法进行比较,所得结果一致,熵值法的评价结果较为准确,且熵值法的评价精细,在等值线图上有较强的直观性。

不同方法表征的煤样应力敏感性对比研究

利用覆压核磁共振和渗透率技术,分别测试4组煤样的孔隙、裂隙的应力敏感性并进行综合分析。结果表明:基于覆压渗透率的压缩系数,随裂隙发育程度增加逐渐增大;孔隙、裂隙对应T2谱面积随应力增大呈指数下降,同一样品中裂隙应力敏感性大于渗流孔,吸附孔最低;相对于孔隙发育型样品,裂隙发育型吸附孔压缩系数随应力变化不甚明显;相同压力范围内,根据渗透率求得的压缩系数明显大于基于核磁共振测试求得的各范围压缩系数。

深部工作面底板太灰水可疏放性评价及防治措施

为了探究顺和煤矿深部一采区首采面底部太原组上段灰岩含水层是否具有疏放性,在系统分析首采面2401工作面地质、水文地质及开采条件基础上,提出了采用疏水降压可疏放性方式对该工作面底板太灰水进行防治的新思路。为此,设计实施了3个放水孔和2个监测孔的井下群孔放水试验,采用降深-时间配线法和直线图解法对放水阶段与水位恢复阶段采集的相关数据进行了比配和计算,综合获得了该含水层的水文地质参数,相对误差基本满足实际需要。基于放水试验结果,分析确定了首采面底部太原组上段灰岩含水层具有可疏降性。设计了两种疏降方案,进行了8个放水孔与4个监测孔的钻孔设计。通过2401工作面运输巷道施工的7个实际疏放水孔验证,发现水压下降比较明显,疏降效果达到预期目标,结果表明了该工作面底部太原组上段灰岩含水层具有可疏放性。研究方法和思路对类似地质及开采条件下的其它工作面底部灰岩水防治具有很好的参考价值。

工作面底板太灰水可疏降性分析与疏降效果评价

针对顺和煤矿西翼采区构造较为发育,底板太灰边界条件,补给、径流、疏排条件复杂,工作面底板受太灰承压水突水威胁,影响工作面安全生产问题,结合2401工作面地质条件及水文地质资料,采用突水系数法计算,得出工作面底板突水系数大于临界系数0.06,工作面具有底板突水危险性。通过对工作面底板太灰水可疏降性分析,2401工作面底板灰岩上段含水层的连通性较好,含水层的富水性弱,易于疏降。据此设计工作面疏水降压方案,并对疏降效果进行评价,工作面疏降周期可行、疏降效果明显。疏放效果评价结果表明,工作面采取疏水降压措施后,最大突水系数约在0.03 MPa/m,具备带压开采的基本水文地质条件,在正常情况下一般不会发生灾害性突水。

顺和煤矿采区煤矸运输系统设计及应用

为保证工作面安全高效生产,顺和煤矿根据21采区现有巷道布置情况,结合实际地质条件,对该采区煤矸运输系统提出了2种设计方案。通过对比,决定在21采区施工煤仓。煤仓使用后,既安全可靠,又大幅提高了21采区煤矸运输效率,为采区生产接续提供了运输保障。

顺和煤矿工作面底板太灰水动态引流方案设计应用

为了进一步提高顺和煤矿承压水水害治理的可靠性,降低工作面水害威胁,解决矿井面临的太原组上段灰岩岩溶裂隙发育、水压高等难题,采取动态引流疏降的方法,开展放水试验,收集相关数据,计算得出底板主要含水层单位涌水量、渗透系数等参数。结果显示:顺和煤矿2401工作面底板灰岩含水层属于弱富水性含水层,具有较好的可疏降性;设计了采用不同等效疏水量动态引流疏放方案,利用非稳定流理论和井群干扰理论分别计算了疏降效果,在整体达到100 m^(3)/h左右的等效疏降强度下,疏降周期合理、效果明显,可实现工作面安全经济开采,对于改进顺和煤矿底板水害防治技术手段、降低防治水工程成本等具有重要意义。

顺和煤矿2401工作面太灰水疏降技术研究

为保证工作面的安全回采,在对底板太原组灰岩含水层改造期间,通过放水试验,进行疏水降压,揭示和验证了工作面作为独立的水文地质单元相对封闭性的特征;获取了主要含水层的渗透系数;利用非稳定流理论和井群干扰理论对工作面底板含水层的疏降效果进行预测。结果表明,通过合理布置钻孔对底板太灰水压疏降,效果显著,具有现实可行性,对于改进顺和煤矿底板防治水技术手段、降低防治水工程成本等均具有重要意义。