基于三维地质建模技术的煤矿隐蔽致灾因素透明化研究

隐蔽致灾因素是制约煤矿智能开采建设的关键问题,而三维地质建模是实现隐蔽致灾因素透明化的主要技术手段。目前煤矿三维地质建模技术以几何建模为主、属性建模为辅,缺少针对隐蔽致灾因素的灾害属性建模。针对上述问题,以陕北某煤矿作为研究对象,对煤层厚度、顶底板构造起伏、积水区、浅埋煤层地形地貌等隐蔽致灾因素进行三维地质建模。首先,完成对地质资料、物探、钻探等成果的数字化工作,建立煤矿地质数据库。其次,利用DepthInsight建模软件从全矿井和工作面2个尺度开展建模工作,即以钻孔分层数据作为地层控制点,通过煤层及地表等高线、虚拟钻孔等数据联合控制地层层序,并处理初始层面模型中的穿层异常,构建地层面模型和地质体模型,再运用数字高程模型对工作面进行地表模型构建。然后,采用岩体建模构建采空区、积水区模型并标注温度、气体等信息,利用工作面回采测量数据构建回采实测模型。最后,创建截断网格模型,通过序贯高斯模拟生成含水层渗透率、富水系数模型,实现区内水文隐蔽致灾因素透明化显示。基于三维地质模型,从地层、煤层及工作面、采空区及其积水区、水文属性多角度分析隐蔽致灾因素的分布及影响。研究成果可为煤矿隐蔽致灾因素的精准治理提供靶区,助力煤矿智能开采建设。

青龙寺煤矿煤层特征综合研究

为查明陕北侏罗纪煤田新民矿区青龙寺煤矿井田煤层特征,进而为煤炭资源的洗选、加工利用以及煤矿安全、高效、绿色、智能化开采提供基础地质资料,采用地质钻探、岩心精细描述、宏观/显微煤岩组分分析、煤地球化学分析、煤自然发火试验及发火标志性气体气相色谱分析、比热分析等多种技术手段,根据测试结果,综合分析青龙寺煤矿煤岩煤质特征及其自然发火特征。结果表明,新民矿区青龙寺煤矿各煤层裂隙不发育,煤体的坚固性系数1.5~3.2,属于中硬—坚硬煤体,并提出了注水压裂超前弱化坚硬煤岩体、降低煤岩体强度;煤质具有中—高水分、低灰分、低—特低硫、高发热量的高焦油煤的特征,局部存在高水分煤;煤层均属于自燃—容易自燃煤层、自然发火期短,发火标志性气体为CO、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)和C_(3)H_(8),其中C 2H 2为辅助性标志,5^(-2)煤层最短自然发火期为36 d。煤炭开采过程中,加强对漏风通道的封堵的同时,应加强密闭采空区气体监测、综采工作面通风管理和开采速度的控制,严格落实综合防灭火措施。研究成果可为煤矿煤炭资源清洁利用、加工洗选以及火灾的早期预警和日常防治提供依据。

煤层渗透率统计预测方法

以沁水盆地和鄂尔多斯盆地为例,本文运用线性回归分析方法,建立了煤储层试井渗透率和埋深之间的回归方程。相关系数检验结果表明,该回归方程具有显著性。运用此回归方程便可确定未勘探区煤储层试井渗透率的变化范围。根据历史拟合的煤层渗透率与试井测试的煤层渗透率之间的比较关系,针对具体煤层气田(藏)确定出一个合理的比例关系,再乘以由回归方程得出的试井渗透率预测值,从而可确定出较为真实的煤层渗透率值,供煤层气可采资源量计算使用。

基于多元逐步回归分析的煤储层含气量预测模型——以沁水盆地为例

以沁水盆地为例,运用多元逐步回归分析方法,建立了以Langmuir体积和含气饱和度为参数的含气量预测模型;复相关系数、F检验、t检验结果表明,该模型满足线性与方差齐性的假设,拟合效果较好。运用此模型,结合多因素权重分析确定的含气饱和度和实测的Langmuir体积数据,实现了沁水盆地山西组主煤层含气量预测。对比分析显示,该含气量预测模型有一定的可行性。

中国煤层气技术可采资源潜力

煤层气原地资源量和技术可采资源量的计算结果,可为国家制定煤层气开发战略提供决策依据,也可为煤层气开发的相关部门或单位提供参考依据,对推动我国煤层气产业发展具有重要意义。通过对我国褐煤分布区的煤层气资源量的计算,弥补了我国长期缺少褐煤煤层气资源量的缺陷,使我国煤层气资源量数据更加完整,我国陆上煤层埋深2 000 m以浅的煤层气原地资源量为32.86×1012m3,其中,褐煤主要分布区为1.40×1012m3,非褐煤地区为31.46×1012m3。利用已建立的煤层气技术可采资源量评价方法体系,并基于目前的开发技术,对我国煤层气技术可采资源量进行计算,结果为13.90×1012m3,占原地资源量的42%。

中外低煤阶盆地煤层气成藏及资源开发潜力对比分析——以中国吐哈盆地和保德河盆地为例

从吐哈盆地和保德河盆地的沉积、地层、成煤、构造等背景出发 ,结合两盆地煤层气勘探所取得的煤储层资料 ,对比分析了低煤阶盆地煤层气成藏及资源开发潜力。分析表明 ,吐哈盆地和保德河盆地虽然分属于不同的大地构造单元 ,盆地演化不同 ,但其含煤性相似 ,特别是同属低变质的褐煤—亚烟煤类 ,含煤性较好 ,沉积、水文地质条件近似 ,因而盆地煤层气成藏具有一定的可比性。美国保德河等低变质煤盆地煤层气商业性开发成功的事实说明 ,对于低变质煤盆地 ,即使气含量较低 ,但只要成藏条件合适 。

煤层气技术可采资源量预测方法

文章提出了新的煤层气资源量分类系统,建立了利用气藏数值模拟技术预测煤层气井最终可采量和 利用损失分析法估算可采量这样两种预测煤层气技术可采资源量的方法。在此基础上指出:以煤层气富气区(带) 为评价单元,准确地确定关键煤储层参数(煤层埋深、厚度、气含量、储层压力、渗透率);运用气藏数值模拟技术和 损失分析两种方法,分别计算处于不同勘探开发程度的煤层气富气区(带)的技术可采资源量;是现阶段在我国进 行煤层气资源可采性定量评价的有效技术途径。

全国褐煤主要分布区煤层气资源量预测

由于我国尚未开展褐煤分布区的煤层气资源及开发潜力评价,为了完善我国煤层气资源量预测成果,运用体积法计算了我国褐煤主要分布区的煤层气原地资源量,计算结果为13 954.65×108m3;运用损失分析方法计算了其技术可采资源量,结合“全国煤层气资源评价”成果,可完整地预测出我国陆上煤田埋深2 000 m以浅的煤层气原地资源量(GIP)为32.86×1012m3。

用下降曲线估算废弃矿井煤层气资源量

国外的最新研究成果,认为废弃矿井的甲烷涌出速度对时间的曲线是一条双曲线,而通过对西安分院大量的煤层气钻孔煤心样的解吸数据的分析,发现甲烷的解吸速度与时间的曲线也是一条双曲线。用钻孔煤心现场解吸数据可以近似得到废弃矿井甲烷涌出速度对时间的下降曲线。对废弃矿井甲烷涌出速度对时间的曲线按时间积分到无穷大,可以得到计算时刻的废弃矿井资源量。

侧向电阻率视频成像测井技术在上向穿层瓦斯抽采孔中的应用研究——以平煤股份十三矿己_(15-17)-11110工作面中间低抽巷穿层钻孔为例

岩巷穿层钻孔既是抽采煤层瓦斯的主要通道,其中蕴藏的地质信息也是恢复煤层形态、预测矿井开采地质条件的重要依据。碎软较难抽采煤层区上向穿层无心钻进的孔壁稳定性差,钻孔轨迹难以控制,允许孔中测井的时间短,影响瓦斯均匀抽采和煤巷条带地质透明化。以平煤股份十三矿己_(15-17)-11110工作面中间低抽巷上向孔为例,运用矿用侧向电阻率视频成像测井技术,研究了钻孔坍塌规律和测井方式与测井参数选择,依托瓦斯抽采孔测井信息预测了工作面煤层厚度与断层。结果表明,煤层厚度越大,或者钻孔与煤层间夹角越小,涉煤段就越长,塌孔时间就越短;与裸眼测井相比,隔管测井取得的自然伽马值不仅能够对钻孔轨迹进行精准控制,而且在工作面内预测了已被回采证实的3条隐伏断层及其伴生的2个煤厚带。研究成果对于高瓦斯突出矿井煤与瓦斯协调开采具有重要的现实指导意义。

子长–延川矿权区晚三叠世聚煤环境及聚煤规律

为科学评价矿权区煤炭资源潜力,促进资源的合理勘探和综合开发利用,以沉积地质学、煤田地质学、构造地质学理论为指导,应用煤田地质勘探、地球物理测井等方法,在深入系统地调研矿权区煤田地质勘探开发现状的基础上,通过分析子长–延川矿权区晚三叠世煤层分布规律、聚煤环境及聚煤规律,认为矿区内三叠系延长组五段煤层沉积体系为辫状河三角洲、滨–浅湖泊沉积组合,煤层形成的主要控制因素为古构造和古气候条件。

复杂机械产品 CAD 系统的模型分析

本文针对复杂机械产品的ＣＡＤ系统，在分析传统建模技术的不足之处后，提出了面向对象的模型分析技术ＯＭＴ（ＯｂｊｅｃｔｏｒｉｅｎｔｅｄＭｏｄｅｌｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ），并给出了系统设计时应遵循的表达原则。最后作为复杂机械产品的应用实例，建立了港口门座式起重机的ＣＡＤ系统模型。

吐哈盆地煤的生气能力探讨

分析了吐哈盆地含煤地层有机质的成烃机理和模式,根据热模拟试验结果及吐哈盆地煤的物质组成特点,估算了吐哈盆地煤的生气量.研究表明,吐哈盆地侏罗系煤层的演化程度虽然只达褐煤、长焰煤或气煤阶段,各煤层的生气作用均处于未成熟或低成熟阶段,生气强度相对较低,但吨煤生气量仍有31～90m3之多.因此,如果保存条件具备,本区煤层气资源肯定会存在.

煤中游离气含量估算方法及应用

为了探讨不同煤级煤储层中游离气含量分布特征,本文基于游离气主要存在于煤孔隙中的认识,优化了游离气含量估算方法,并利用全国典型含煤地区包含从褐煤到无烟煤的42组不同煤级煤的煤层气参数测试数据,采用优化的游离气含量估算方法计算了不同煤样的游离气含量,并与解吸气含量结果进行了比较。结果表明:煤中游离气含量所占总气含量的比例随镜质体平均最大反射率增高呈减小趋势,在褐煤到无烟煤三号阶段的所占比例分布在2.13%~33.25%;游离气含量和解吸气含量与镜质体平均最大反射率关系均呈“双峰”特征,但双峰峰值大小顺序正好相反,游离气含量在肥煤阶段的峰值高于无烟煤三号阶段,总气含量与镜质体平均最大反射率关系主要受控于解吸气含量。

页岩气含量测试及其方法的确定

我国页岩气资源丰富且分布广,而页岩气含量对页岩气资源评价与有利区块选取极为关键,该参数是衡量某页岩气区块是否具有开采价值的一个至关重要的指标。基于页岩气含量参数的重要性,通过大量实验研究和调研,明确目前页岩气含量测试主要有直接和间接两种方法,前者包括保压取芯测定法、解吸法、密闭取芯测定法等;后者包括等温吸附实验法与测井解释法等。通过分析各种测试方法的原理,结合个别方法的实测案例结果,研究探讨页岩气含量测试方法。

淮南煤田煤层气藏划分及形成机制

煤层气藏是煤层气聚集和进行煤层气资源开发的基本地质单元,煤层气藏的形成条件包括：煤层厚度、煤变质程度、埋藏深度、盖层、地质构造．在淮南煤田划分煤层气藏主要根据地质构造形态和埋藏深度,根据阜凤推覆体和淮南复向斜的次级构造,将淮南煤田划分为蔡家岗等7个煤层气藏；分析了煤层气成藏的动力学机制．煤层气藏所处的构造部位,对煤层气藏的特征具有重要的控制作用．