Overburden fracture evolution laws and water-controlling technologies in mining very thick coal seam under water-rich roof

Considering the danger of water inrush in mining very thick coal seam under water-rich roof in Majialiang Coal Mine,the universal discrete element(UDEC)software was used to simulate the overburden fracture evolution laws when mining 4#coal seam.Besides,this study researched on the influence of face advancing length,speed and mining height on the height of the water flowing fractured zones(HWFFZ),and analyzed the correlation of face advancing length and change rules of aquifer water levels and goaf water inflow.Based on those mentioned above,this research proposed the following water-controlling technologies:draining the roof water before mining,draining goaf water,reasonable advancing speed and mining thickness.These water-controlling technologies were successfully used in the feld,thus ensured safely mining the very thick coal seam under water-rich roof.

通柘煤田二叠系含煤地层岩相古地理特征及其演化规律研究

为了进一步认识和理解通柘煤田二叠系的成煤环境和富煤带的分布及控制因素,通过综合地质分析,对二叠系岩相古地理进行了恢复,共编制出7张反映不同旋回时期特征的岩相古地理图。结果表明:MSC1的古地理单元有辫状河河道、曲流河河道、天然堤、泥炭沼泽、分流间湾洼地;区内主要煤层位于MSC1基准面由上升转为下降的阶段,即最大海泛面位置处;此时正处于大规模海进转海退的时期,海平面缓慢下降,研究区形成了以河流作用为主的三角洲平原,在曲流河河道两侧形成了大面积的泥炭沼泽,研究区内全区发育了煤田范围内厚度最大、可采性最好的二_(1)煤层。

青海绿草沟煤矿控煤断层特征及赋煤规律

为进一步查明青海绿草沟煤矿控煤构造特征及赋煤规律,对绿草山地区已开展的地质工作进行整理分析,系统梳理该地区发育的7条控煤断层,详细总结了影响绿草沟煤矿主要可采煤层赋存的地质构造性质及控煤机理。结果表明,绿草沟煤矿大体以F_(3)断层为界划分为东西2个控煤构造区块,东部区块地质构造程度为复杂,西部区块地质构造程度为中等。G_(3)煤层为局部可采的中厚不稳定煤层;G_(2)上、G_(2)下煤层为中厚—巨厚煤层,在东西部区块分别为局部可采的不稳定煤层、较稳定煤层;G_(1)煤层在区内大部分发育,中厚—厚层状,在东部和西部区块分别为大部分可采的不稳定、较稳定煤层;F煤层为发育在F_(1)—F_(2)断层带内局部可采的特厚不稳定煤层。

我国西北地区中低煤阶煤层气成藏规律及控气因素探讨

我国中低煤阶煤层气资源丰富,其勘探开发一直备受关注。基于中低煤阶煤层气富集成藏自身的特殊性,研究中低煤阶的成藏规律及控气因素是煤层气勘探开发及综合评价的前提和基础。通过系统分析、总结我国西北地区煤层气成藏地质特征、煤层气富集规律,认为我国西北地区中低煤阶煤层气含量的地质控制因素主要表现为煤变质作用、构造演化、沉积特征、岩浆活动等,各种地质因素系统作用控制了煤层气赋存和富集格局,煤变质作用是影响煤层含气量的直接因素。

建新煤矿4^(-2)煤层瓦斯赋存规律及瓦斯富集区域判定

为了获得建新煤矿4^(-2)煤层的瓦斯赋存规律以及主控因素,从煤岩层特征以及煤层瓦斯含量入手,讨论地质构造、顶底板岩性、煤层厚度、煤层埋深及煤层底板标高各种因素对瓦斯含量的影响,明晰建新煤矿4^(-2)煤层瓦斯赋存的主控因素。研究结果显示,建新煤矿4^(-2)煤层的瓦斯含量与煤层厚度呈线性正相关,煤层的厚度直接影响着瓦斯含量的大小,煤层越厚,其瓦斯含量越大;煤层瓦斯含量与埋深呈正相关,随埋深的增加而逐渐增加;瓦斯含量与底板标高呈负相关关系。基于对建新煤矿4304工作面瓦斯含量的现场实测及分析,绘制瓦斯赋存规律等值线图,得到工作面瓦斯富集区。

珠江口盆地惠北地区煤系烃源岩新认识与勘探实践

珠江口盆地恩平组煤系烃源岩因分布主控因素认识不清、发育规模不明确,导致勘探潜力被忽视。以煤系烃源岩发育区惠北地区作为研究靶区,利用地震、钻井和地化等资料,系统分析了煤系烃源岩分布主控因素,据此确定煤系烃源岩发育规模和资源潜力,从而有效指导勘探。研究表明:①纵向上,从恩四段到恩一二段沉积期,惠北地区古气候温暖湿润,古水深逐渐变浅,古构造活动强度逐渐减弱,恩一二段和恩三段有利于煤层的发育和聚集,恩四段沉积期煤层不发育;②横向上,受古沉积条件的控制,煤系烃源岩主要分布于惠州14洼北部缓坡带辫状河三角洲河道间的河漫沼泽和洼陷带滨浅湖内的湖沼范围内。基于煤系烃源岩分布规律,预测惠北地区煤系烃源岩资源量约2亿方油当量,带动了惠北地区周边勘探,也展示了珠江口盆地煤系烃源岩勘探前景。

临汾区块煤层气井排采过程中煤粉产出规律

为研究煤层气井排采过程中煤粉产出规律以及制定合理的煤粉管控措施,选取山西临汾煤层气区块为研究对象,基于煤层气井产出煤粉体积分数的现场连续监测,利用测井曲线解释构造煤的方法,对临汾区块煤层气井产出的煤粉体积分数进行了分析,揭示了煤粉体积分数在空间和时间两方面上的产出规律,预测了产出煤粉体积分数的高值区和高发期,提出了合理的煤粉管控措施.研究结果表明:产出煤粉体积分数在空间上由东向西逐渐增加,由北向南呈高-低-高的变化趋势,主要受构造煤发育程度影响,构造煤发育区是产出煤粉体积分数的高值区;在时间上,排水降压阶段产出煤粉体积分数小,平均值为4.2%,憋压排采阶段和产气上升阶段产出煤粉体积分数增大,平均值分别为5.3%和5.5%.憋压排采和产气上升阶段是产出煤粉体积分数的高值期.

云南省控煤构造样式的构造解析研究

为进一步研究控煤构造样式的构造控煤机制,提出控煤构造样式的构造解析的新思路和方法;通过对云南省典型构造的几何形态和形成机制的研究,将云南省的控煤构造样式划分为4大类19种类型;并根据构造控煤和解析构造学的理论,结合云南省重点矿区地质剖面等相关资料,按照从几何学→运动学→动力学分析的流程,进行了构造组合解析,分析了构造控煤意义,对云南省的各类控煤构造样式进行综合分析,建立了控煤构造样式的构造解析与构造控煤作用之间的联系。

海拉尔地区沉积盆地的充填序列和聚煤规律

根据海拉尔地区聚煤盆地的远景调查资料，简要讨论了沉积盆地形成的区域构造背景、盆地充填序列及聚煤盆地类型，着重探讨了各种类型沉积盆地的聚煤规律，并指出盆地聚煤作用明显受盆缘及盆地基底同沉积断裂活动的控制。

半煤岩巷道围岩破裂演化规律及控制技术

针对半煤岩大巷围岩控制问题,以吕梁矿区某矿半煤岩运输大巷为研究对象,利用FLAC3D数值软件建立巷道计算模型,分析不同埋深时半煤岩巷道围岩的塑性区变化规律,并采用钻孔窥视仪对巷道围岩破裂范围进行精细探测。结果表明:围岩塑性区随着巷道埋深的增加而逐渐增大,尤其是巷道两帮及底板部位;大巷顶板0～1.8 m及4.9～5.1 m深度附近,裂隙极其发育,1.8～4.9 m深度范围内有许多微小的裂隙。根据数值模拟及现场探测结果,选择注浆锚索+注浆锚杆+金属网的全断面锚注支护方法。工业化实验结果证明此种方法可有效控制巷道的有害变形。该研究为其他类似条件下的巷道支护提供了参考。

黔西织纳煤田少普矿区16号煤煤层气富集的地质控制因素

从构造、煤层厚度、煤层埋深和水文地质条件4个方面探讨了少普井田16号煤煤层气富集的地质控制规律。结果表明:现今煤层含气量的分布规律体现出褶皱控气的特征,其含气性在不同褶曲部位有所不同;煤层气含量受煤层厚度和煤层埋深的的影响也比较明显,煤层厚度与含气量、煤层埋深与含气量均呈现出一定的正相关性;同时,矿区地下水条件对煤层气也具有良好的封闭作用。通过配置分析各地质因素表明:矿区中部区块地质构造发育、煤层厚度大、埋藏深度大、地下水动力弱有利于煤层气的富集。

北辰矿10煤层瓦斯赋存规律及影响因素分析

针对北辰矿10煤层瓦斯赋存不明的状况,对北辰矿10煤层以往数据进行可靠性评价和分析,采用井下钻屑解吸法对煤层瓦斯含量进行补测,并用瓦斯地质法分析了影响北辰煤矿10煤层瓦斯赋存规律的地质因素。结果表明,北辰矿瓦斯呈"两端大,中间小"规律,且与埋深、构造和岩浆岩有密切关系。这对矿井通风设计及下一步的采掘部署,以及相应的瓦斯防治措施具有重要的指导意义。

煤粉产出运移及防治规律研究进展

综述了煤质特征、现场施工及排采过程对煤粉产出的影响以及煤粉在裂缝、井筒内的运移规律,并按照煤粉的生成、进入地层、在地层中运移、进入井筒、在井筒中运移的步骤思路,总结了各个步骤中现在广泛应用或处于构想阶段的煤粉运移防治措施。提出了建立大型可视化多裂缝装置,从宏观整体以及微观局部观察煤粉在其中的运移规律,并增加稳定的加环压装置,量化每次实验的夹持压力等研究方向。以期能对煤粉运移规律进行更为深入的研究,解决煤层气开采过程中的重大问题。

煤矿瓦斯爆炸事故特征与耦合规律研究

分析瓦斯爆炸事故的瓦斯积聚原因、引爆火源和引爆地点等事故特征及其分类,统计并分析1988—2008年发生的563次瓦斯爆炸事故的基本特征和耦合规律,结果表明:通风混乱等通风系统问题导致瓦斯缓慢积聚的瓦斯爆炸事故占90.6%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯占事故的78.6%;发生在采掘工作面的瓦斯爆炸事故占69.4%;通风系统问题导致瓦斯积聚的瓦斯爆炸事故主要发生在采掘工作面和巷道,占81.3%;通风系统问题导致瓦斯积聚的事故其引爆火源主要是电火花,占72.8%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯主要发生在采掘工作面和巷道,占73.2%。有效预防和控制煤矿瓦斯爆炸事故需切实加强通风管理、电气管理和严格放炮操作与程序。

球磨机运动动能与存煤量的DEM试验研究

对球磨机筒体中钢球的运动状态进行分区计算,采用钢球运动动能参数测量和控制存煤量,利用基于离散元素法的PFC3D软件平台模拟球磨机运行过程,分析了一定球径的定量优化工作参数配置下不同煤质、煤量与钢球运动的关系,得出钢球实时动能与体现磨煤机效率的球荷摩擦损失能量和筒壁总功的对比变化规律.结果表明:钢球抛落较泻落状态能获得更多的煤质冲击能量;钢球动能更准确地反映出存煤量的实时变化;基于钢球动能的存煤量控制方法是可行的.

深部高强锚注切顶自成巷方法与验证

针对深部高应力回采巷道围岩控制难题,以我国最大采深矿井——山东泰安孙村煤矿为工程背景,对传统沿空掘巷、锚杆(索)支护巷道进行监测分析,结果表明:巷道围岩变形量大,破坏范围广,锚杆大部分处于强度劣化区内,难以发挥支护作用,锚索受力大,接近极限破断力。为解决上述问题,系统开展了不同煤柱宽度、地应力大小、顶板围岩强度、切顶高度等影响因素下的数值试验研究,建立了顶板应力释放率、侧向支承压力提升率与围岩变形控制率等定量评价指标,对比分析了多种因素下切顶自成巷与沿空掘巷矿压变化规律与围岩控制机制。基于此,提出了深部高强锚注切顶自成巷方法,利用高强锚注提高巷道顶板完整性,利用顶板预裂切缝切断采空区与巷道顶板之间的应力传递,使巷道处于应力降低区。为进一步验证该方法的合理性,利用自主研发的地质力学模型试验系统,开展了模型试验对比研究,高强锚注切顶自成巷围岩应力比沿空掘巷平均降低20.8%,围岩变形量为后者的45.1%,应力释放与围岩控制效果明显。结合上述研究,提出了相应的工程建议,并在孙村煤矿2215工作面进行了现场应用,监测表明该方法有效控制了巷道围岩变形,实现了无煤柱开采。

盆地构造样式与构造沉降的控煤规律研究

本文研究了不同构造样式和构造沉降对聚煤的控制作用。研究发现,含煤地层与煤层累积厚度彼此之间存在着一定的内在联系,盆地(凹陷)构造沉降与煤层发育主要表现为3种相关关系,并以琼东南盆地崖南凹陷西部缓坡、鄂尔多斯盆地黄陇侏罗纪煤田、阜新盆地王家营子区海州组煤层为例,对这3种相关关系进行分析研究。

预抽煤层瓦斯区域防突效果检验指标临界值研究

瓦斯突出危险性预测是防治煤与瓦斯突出的关键环节,瓦斯突出预测指标的临界值是决定区域防突是否达标的重要参数。为了确定寺河矿西井区3号煤层的区域预抽后煤层瓦斯防突效果评价指标体系,以瓦斯突出综合作用假说为基础,通过现场采取原始煤样,并在密封煤样罐内达到吸附平衡,测定残余瓦斯含量和残余瓦斯压力的关系,研究了原煤瓦斯含量与瓦斯压力的关系及原煤中水分的对其影响规律,提出始突瓦斯压力对应的瓦斯含量作为评价指标的临界值为10 m3/t,并通过现场跟踪考察对得出的瓦斯含量临界值的可靠性进行了现场验证,结果表明,10 m3/t作为区域防突效果评价的临界指标是可靠的。

工作面回采对邻近大巷变形影响实测

目前大巷围岩控制及其变形理论分析与模拟分析往往对某些现场特殊条件如断层构造进行简化考虑,导致模拟结果与实际结果出现较大差异。针对该问题,以某矿回采工作面为工程背景,采用现场实测方法分析工作面开采后其邻近大巷的变形规律,研究工作面回采对邻近大巷的影响。通过历时3个月共14次巷道变形数据实测及分析,得出结论:受采动影响剧烈区域巷道变形是工作面回采、采动断层活化和交叉应力集中综合影响的结果;随着测点与工作面水平距离逐渐增大,巷道变形速度减小,说明巷道受采动影响逐渐减小;不同测点处巷道左右帮变形速度特征与顶底板类似,顶底板变形明显大于左右帮,说明巷道主要受水平应力影响;在工作面后续推进过程中,在推进至断层交面线附近时应加强巷道围岩变形监测。

龙山煤矿瓦斯赋存规律分析

为了解决龙山煤矿瓦斯突出问题,提高煤矿开采的安全性,在分析龙山煤矿地质资料的基础上,阐述了地质构造、煤岩特征、煤的变质程度、煤体结构等地质因素对龙山煤矿瓦斯赋存的影响。指出在影响龙山煤矿所有地质因素中,地质构造是影响该矿瓦斯赋存的主控因素,为矿井瓦斯防治和煤层气的勘探开发提供了理论依据。