断层构造对北票矿区煤层气地表泄漏的影响

针对北票矿区台吉井田断层地质分布状况和关井后煤层气由地表泄漏的实际情况,从数值分析角度,利用ANSYS有限元软件,建立三维有限元模型,模拟了不考虑断层构造和考虑断层构造情况下,不同断层组合在开采前后的地应力场和位移场变化规律,得到了开采前后断层剖面应力场和特定水平剖面垂向位移等值线图等模拟结果,及一些有价值的结论。断层构造对开采前后应力场和位移场均有影响,应力场数值模拟得到采空区为原生气源集聚区;断层与采空区交界处的上、下端头位置所受应力最大,导致富集于采空区的煤层气向此处扩散运移,并通过断层中贯通裂隙向地表逸散,断层即是煤层气向地表逸散的重要通道;采空区上方的冒落带、裂隙带和弯曲带是次生气源集聚区。该数值模拟为搞清断层构造对北票矿区煤层气泄漏规律的影响和原生、次生气源集聚位置的确定提供了科学依据,对有效进行煤层气开发利用具有一定指导意义。

北票矿区废弃矿井煤层气泄漏气源集聚数值模拟

针对北票矿区台吉井田特殊地质条件和关井后煤层气由地表泄漏的实际情况,在大量实际现场勘测的基础上,从数值分析角度,利用ANSYS有限元软件,通过简化建立三维有限元模型模拟了开采前后地应力场和位移场变化,得到开采前后煤层剖面应力场和地表沉陷等值线图等模拟结果,从开采前后应力场和位移场变化规律进行归纳分析,得出:将开采和灾害后应力释放降低区作为煤层气原生气源集聚区判断依据,将地层沉陷“三带”影响范围作为煤层气后生气源集聚区确定的根据,并给出了煤层气后生气源集聚区范围的确定方法.据此得到废弃矿区采空区为煤层气原生气源集聚位置,“三带”影响区域为煤层气后生气源集聚范围.

北票矿区地质动力区划

地质动力区划法用以揭示地壳的区域岩体断块结构以及评估其力学状态，逐级使用地形图并结合其它方法查清活断裂，由各级活断裂所分割的Ⅳ级断块结构，展现出了矿区现今构造运动的结果，以此为构造格架，确定主应力方向和构造应力区，进行区域构造应力场数值模拟，根据研究查明了一条地形上有所显示的正在形成的Ⅰ级活断裂穿过矿区。这条断裂和其它次级断裂形成的构造应力区是北票矿区动力现象显现的动力源。