焦作煤田煤储层物性特征及控气因素

根据以往资料和实验测试结果,研究了焦作煤田主力煤层二1煤层的储层结构、渗透性、吸附性等物性特征及分布规律,采用定性与定量相结合的方式,对煤层含气性的变化规律及控制因素进行了探讨。研究认为:焦作煤田二1煤层微孔含量最高,其次是过渡孔,而大中孔含量要低得多,具有很强的吸附能力和较强的扩散能力,但渗流或层流能力很弱;煤层渗透率较低,且随着埋深的增加而减小,但地质构造对煤层渗透性具有一定的影响,并且研究区内煤层压裂处理渗透性可明显改善;煤层顶、底板岩性为煤层气体提供了良好的保存条件,而有效埋深、断裂构造对本区煤层含气性具有重要的控制作用。随着有效埋深的增加,含气量先是急剧增大,到了一定阶段后,增大趋势变缓,之间具有对数正相关关系;向斜轴部煤层气含量高于两翼,而背斜则呈现相反的趋势;区域大断裂带附近以及多组断裂的交会部位,煤层含气量往往较低。

上分层煤层开采底板破坏深度研究

针对焦作煤田大采深、高承压、底板相对隔水层较薄的特点,利用规程、经验公式、理论公式计算底板破坏深度,并同时开展现场实测以研究二煤上分层开采过程中的底板突水问题。通过对二煤上分层底板设置观测孔,利用双端封堵测漏装置对采前、采后的底板破坏深度进行探测,依据封堵段漏水量与裂隙发育成正比的关系,观测采动底板的裂隙发育程度、裂隙连通性。

焦作煤田瓦斯赋存规律及差异性原因分析

为厘清焦作煤田二1煤层瓦斯赋存规律及差异性原因,运用瓦斯赋存构造逐级控制理论,研究了焦作煤田瓦斯赋存规律及瓦斯生成与排放的过程,探讨了造成瓦斯赋存差异性明显的原因。深成变质作用叠加岩浆热液的岩浆变质作用是焦作煤田二1煤变质为三号无烟煤的主要原因,也是焦作煤田煤层瓦斯含量高的基础。煤层瓦斯的生、储、排过程研究表明,在喜马拉雅期之前整个焦作煤田的瓦斯赋存状态是相似的;喜马拉雅期形成的NW向峪河口正断层使两盘煤层上覆基岩厚度产生明显差异,是造成焦作煤田瓦斯赋存差异性的根本原因。峪河口断层将焦作煤田划分为东、西两个瓦斯地质单元,西部瓦斯地质单元瓦斯含量高、瓦斯突出灾害严重;东部瓦斯地质单元主要表现为低瓦斯区。

焦作煤田煤层气富集的控制因素

焦作煤田蕴藏着丰富的煤层气资源,因受煤层气的生成、运移、储藏、盖层等条件的制约,各井田、区块富集成藏也存在较大差异。深入研究了该地区影响煤田煤层气富集和分布的因素,即煤层埋深特别是基岩埋深、断裂构造、水文地质条件、煤层顶底板岩性的组合关系以及煤化程度,并提出了焦作煤田煤层气资源富集规律,以及有利于煤层气保存的地质条件,为焦作煤田煤层气的勘查与开发提供了理论依据。

焦作煤田煤层气资源评价及市场前景分析

介绍了焦作煤田地质和构造特征,说明焦作煤田属华北石炭-二叠系煤层,含煤11～14层,主要可采煤层为二叠系山西组二1煤和石炭系太原组一1煤,焦作煤田按其展布方向分为近东西向、北东向和北西向3组。分析了焦作煤田煤层赋存特征、煤层含气特征及煤层气资源量,说明焦作煤田二1煤属高品质无烟煤,煤层厚度0.71～11.32 m,平均5.13 m,结构简单,一般不含夹矸,局部含1～2层夹矸;二1煤层含气量0.82～38.75 m3/t,平均16.31 m3/t,煤层含气量有随埋藏深度增加而增高的趋势,属高品质煤层气;运用体积法估算焦作煤田二1煤煤层气地质储量约为843.40亿m3。最后从焦作煤田发展煤层气产业的地理条件、资源条件和市场条件等方面对煤层气开发市场前景进行了分析,说明焦作煤田煤层气具有广阔的市场前景。

焦作煤田恩村井田煤层气赋存特征与开发利用前景

根据煤田地质勘查和煤层气参数井资料,对焦作煤田恩村井田煤层气赋存的地质条件和煤层气储层特征进行了分析,认为井田内煤层气含量与煤层厚度、煤层埋深、煤层割理发育程度、围岩气密性呈正相关,且明显受构造控制。以F5断层为界将井田分为北块段和南墙向斜主体块段两个富集区。初步预测井田内二1煤层气总资源量160亿m3,有较大开发潜力,由于该区煤层渗透率、储层温度较低,煤破裂压力与闭合压力差值小,不利于通过压裂产生有效延伸长度和导流能力的裂缝,建议设计施工水平井或多分支水平井,以增加煤层气产能。

焦作煤田山西组煤层气资源及其开发浅议

以焦作矿区地质勘探钻孔的瓦斯测试、井下抽放试验资料为基础,对焦作煤田山西组煤层气资源、储层特征等进行了论述和评价,并对本区煤层气开发的有利地段和开发方法进行了探讨。本区虽然煤层气资源赋存条件较好,资源丰度高,但因其处于欠饱和、低压—超低压状态以及渗透率较小的情况,为了取得煤层气开发的新突破,建议采用井下抽放与地面排采相结合的方法。

焦作方庄煤田水文地质条件普查研究

矿井水害的存在对煤矿的安全生产存在严重威胁,我国华北地区煤矿多受奥陶系灰岩水突水威胁,因此在煤田的勘查工作中应重视并做好水文地质工作。本文通过野外调查和钻探等工作手段,完成了焦作方庄煤田普查阶段的水文地质调查,查明了煤层顶底板的水文地质情况,指出了未来矿井充水的来源,确定了煤田主采煤层水文地质勘查类型为底板进水为主的水文地质条件中等的岩溶充水矿床,并为矿山建设和生产提供了供水水源方面的建议。

焦作煤田石炭—二叠纪泥质岩地球化学特征及古环境意义

泥质岩的地球化学特征蕴含了大量地质信息,在物源和沉积环境分析中的应用十分广泛。利用X射线荧光光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对华北板块南缘焦作煤田石炭—二叠纪泥质岩样品进行常量元素、微量元素(包括稀土元素)进行分析,并据此讨论泥质岩的物源性质、物源区岩石风化作用强度及当时古环境特征。研究区泥质岩的高Al_2O_3/TiO_2值及低Cr/Zr和K2O/Al_2O_3值特征,以及泥质岩Zr-TiO_2和Th/Co-La/Sc源岩判别图、Ni-Cr图和(Gd/Yb)N-Eu/Eu*图等的判别分析结果,都揭示了研究区泥质岩物源主要为后太古宙长英质岩石;Al_2O_3-CaO*+Na_2O-K_2O(A-CN-K)图和较高的黏土矿物成分反映了泥质岩源区受到钾交代作用的影响,致使CIA(化学蚀变指数)值被低估;高CIW(化学风化指数)值和Al_2O_3-CaO*-Na_2O(A-CN)判别图分析结果表明泥质岩物源区母岩在石炭—二叠纪经历了强烈的风化作用;Sr/Ba和B/Ga比值变化指示本溪组沉积时期到太原组沉积早期为海相为主的沉积环境,太原组沉积中期到山西组沉积早期为海陆过渡相为主的沉积环境,山西组沉积中期到上石盒子组沉积时期为陆相沉积环境。

基于多元线性回归的底板破坏深度研究

针对焦作煤田大采深、高承压、底板相对隔水层较薄的特点,利用多元线性回归的方法对底板破坏深度进行预测,对高承压高应力破碎底板突水机理进行研究。并采用钻孔分段注水观测、钻孔成像的方法对底板破坏深度进行实测。预测数据与实测数据对比表明,基于多元线性回归的方法所得出的预测结果非常接近现场实测结果,预测方法可以为焦作煤田的底板突水预测预报研究提供可靠的参考依据。

焦作煤田山西组泥页岩含气量分析及资源可采性评价

针对河南省焦作煤田山西组泥页岩储层,利用20余口井的测试化验数据对其储层特征进行分析,运用容积法对泥页岩含气量(吸附气+游离气)进行计算,发现焦作煤田泥页岩含气量为0.99~2.81m^(3)/t,平均1.87m^(3)/t,其含气量平面展布特征表现为东南高,西北低;结合研究区泥页岩储层基本地质属性,优选埋深、厚度、有机质含量、脆性以及含气量作为其可采性评价指标,对焦作煤田山西组泥页岩可采性进行分析,显示其可采指数为0.213~0.758,平均0.451,平面上表现为东南高西北低、西部最低的趋势,与泥页岩含气量平面分布基本一致,认为焦作煤田山西组东南部为泥页岩勘探开发有利区。

二维地震构造解译法在焦作煤田块村营的应用

构造分析是煤田煤炭开采、防水治水、安全经营的重要因素。二维地震可以有效解译构造的规模、产状及破碎情况。该文在综合分析块村营研究区地形地貌及地质条件的基础上,采用静校正、去噪、DMO迭加及时-深转换等多种技术手段,解译得出研究区组合断层七条,组合的七条断层中,落差大于200m的断层2条,落差100m～200m的断层3条,50m～100m的断层2条。

太焦铁路多维时空采空区选线及勘察评价

研究目的:太焦铁路沿线所经长治、高平、晋城、焦作等地区均为资源型城市,煤矿、硫铁矿、山西式铁矿开采历史悠久,采空密布杂乱,具有多样性、长期性、隐伏性、密集性等特点,严重制约线路方案贯通和走向。以往石太客专、京沪高铁、沪昆高铁、沈丹客专、京沈高铁等高等级铁路也存在采空区问题,但多以勘察、绕避为主,治理为辅的方式解决,并未从根本上提出采空区选线的理论。近几年,随着东北、内蒙及中西部铁路市场的发展,高速铁路穿越采空区问题突显,亟待从实践中总结一套采空区选线理念。研究结论:(1)太焦铁路为第一条穿越大面积采空区的高速铁路,较传统的地质选线思维和方法有所创新,在对沁水煤田古地理、聚矿规律、构造演化、地层层序、大断裂、开发利用深入研究后,以铁路方案走向为基础,经勘察评价验证,总结出一套由"面"到"线"集"点"成"体"的多维时空采空区选线理念,经案例分析,该方法能够切实反映采空区分布的时空规律,可为方案选择提供支撑;(2)多维时空采空区选线理念的探索对于华北地块区域内的线性工程规划、建设研究具有借鉴意义。

河南省焦作煤田煤中锂元素含量赋存情况初步探讨

在焦作煤田的部分矿井、勘查区采取了煤炭、煤层顶底板及夹矸样品,获得了样品中锂元素的含量数据。对焦作煤田主采煤层、顶底板及夹矸中锂元素的含量情况做出了初步评价,为日后煤中锂元素的赋存状态、形成机理的深入研究奠定基础,为焦作煤田煤炭资源的综合利用提供依据。

煤体结构差异的吸附响应及其控制机理

为了研究不同煤体结构煤的吸附行为差异和作用机理,以焦作煤田为研究区,对煤体破坏严重的糜棱煤和原生结构煤的岩石学组成、吸附性和孔隙性进行了测试,结果表明:煤体破坏后,吸附、解吸能力增大;温度增加,煤的吸附能力均为下降,解吸能力增加.相比于原生结构煤,随着温度增加,糜棱煤吸附能力下降趋势和解吸能力增大趋势比原生结构煤更为明显.研究认为:煤体破坏后,不同孔径段的孔隙数量均有增大,使得煤样容纳气体的能力增大.特别是大中孔含量的增大,导致了糜棱煤样更容易发生解吸.另外,煤体破坏后的煤级增高、镜质组含量增大和惰质组含量减小也对吸附能力增大具有重要作用,而灰分含量不是决定两类煤吸附性差异的主要因素.

程村井田岩、煤层对比方法

岩、煤层对比是煤田地质勘探工程中的重要问题之一。本文综合运用岩性旋回法、测井曲线、层间距法、标志层法进行岩、煤层对比，尤其是使用测井曲线配合其它地质特征，取得了较好的效果，对豫北以及其它地区都有一定的指导意义。