开滦矿区开平向斜南东翼深部12煤厚度预测

开滦矿区浅部煤炭资源消耗殆尽,但深部仍蕴藏较丰富的煤炭资源,是煤矿挖潜的重要场所。为了研究开平向斜南东翼区域12煤厚度,基于浅部资源特性与煤层厚度变化,筛选得到三次多项式数学预测模型,对深部12煤厚度进行预测,并估算了深部总资源量,可为今后开发决策提供基础资料。

地球化学元素分析在判别沉积环境中的应用——以开平向斜二叠系含煤地层为例

沉积地层中的地球化学元素特征对沉积古环境分析具有良好的指示作用。以开平向斜二叠系含煤地层沉积环境分析为目标,基于泥页岩样品中主、微量元素,系统研究物源特征、古气候、古盐度、古生产力及古氧化还原条件,包括Zr/Al、Ti/Al、古气候指数C、Sr/Ba、P/Ti、U/Th、MoEF、UEF、V/(V+Ni)等指标,探讨沉积古地理环境。结果表明:赵各庄组为碳酸盐岩台地、潮坪、泥炭沼泽以及潟湖相沉积,大苗庄组为三角洲沉积体系;构造背景为大陆岛弧和活动—被动大陆弧边缘区域。砂岩和泥页岩的交替表明,具有频繁的海水振荡特征,水动力条件频繁变化,整体上处于富氧状态、半潮湿气候、半咸水环境,有机质在较低的古生产力期间积累。

开平向斜深部煤层瓦斯赋存机制再认识

为了明确开平向斜深部瓦斯赋存的地质控因,从瓦斯的生成和赋存条件出发,系统研究了地质构造及其演化、煤层埋深及厚度和顶板岩性对开平向斜两翼矿井瓦斯的赋存影响。研究表明,在开平向斜不同构造部位,含煤地层埋藏次数不同。在瓦斯赋存方面,地质构造使得向斜两翼瓦斯含量具有明显的差异性,煤层埋深与瓦斯含量具有较好的相关性,而煤层顶板岩性和煤厚均在一定程度上影响着瓦斯的赋存。

河北省开平向斜页岩气地球化学特征及生烃潜力评价

石炭-二叠系是河北省开平向斜主要的含煤地层,煤系地层中的暗色泥页岩具备赋存页岩气的条件。通过对研究区内的样品进行岩石学分析、地球化学分析、含气性分析认为:研究区内泥页岩有机质类型以Ⅱ2型为主,以一般烃源岩为主,有机质成熟度属于高成熟-过成熟阶段;泥岩的矿物组成以黏土矿物含量最高,其次是以脆性矿物中的石英为主;泥页岩孔隙度大部分为超低孔,渗透率类型为超低渗。

开平向斜地质构造特征及其对瓦斯赋存的控制

基于地质构造是控制瓦斯赋存的最重要因素,深入分析了开平向斜地质构造特征及其分异性,并探讨了构造对瓦斯控制规律。结果表明:开平向斜是一个轴向NE的不对称向斜,北西翼地层倾角陡立,局部直立或倒转,甚至发育推覆构造;而南东翼地层较平缓,一般倾角为10°~15°,被一系列轴向NW的次级褶曲复杂化。受构造控制,煤层经历了多期瓦斯生成过程,目前的瓦斯现状是构造综合作用的结果,开平向斜可以明显分为两大瓦斯区:北西翼的高瓦斯区和南东翼的低瓦斯区,而同一瓦斯区中,由于局部构造的不同,瓦斯赋存状态也存在明显的差异,表明了构造对瓦斯生成、保存与矿井瓦斯涌出存在重要控制作用。

开平向斜水文地质特征与控气规律

通过对开平向斜瓦斯生成、赋存、运移等方面研究,并分别从地质构造、水文地质及岩浆侵入特征方面分析了瓦斯赋存的地质控制因素。研究表明:3个含水层及推覆构造是研究区瓦斯异常的主控因素,尤其是地下水滞流区,煤层瓦斯富集,形成高瓦斯富集区。

地质组合熵在开平向斜东南翼矿井瓦斯地质工作中的应用

针对判定煤与瓦斯突出危险性程度的单个指标都有自己的适用范围和缺陷,不同的指标评判结果未必一致。组合熵异常区域受到多种异常因素共同控制。通过开平向斜东南翼分煤层组合熵区划图,说明了地质组合熵在开平向斜东南翼矿井瓦斯地质工作中的应用是可行的,为相关瓦斯地质工作提供了参考和借鉴。

开平向斜水文地质特征

通过对开平向斜地质构造和水文地质条件的研究,分别从构造演化及形态、含水层和地下水补给、径流、排泄方面分析了水文地质特征。研究表明:在垂向上,开平向斜主要分为3个含水层和相应的隔水层,从上至下分别为第四系松散岩层孔隙含水层组、石炭一二叠系砂岩裂隙含水层组和奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。

开平向斜两翼瓦斯赋存差异性分析

针对处于同一构造单元,分属于开平向斜两翼的矿井,瓦斯赋存状况截然不同的情况,利用构造剖面分析、断层统计分析、地下水动力分析等从地质构造和水文地质条件方面揭示了瓦斯赋存差异性的根本原因。结果表明:不对称向斜控气构造,倾角直立、甚至倒转翼挤压性逆断层发育,煤层瓦斯封盖条件得以加强,煤层含气性远好于倾角平缓翼;"水大瓦斯小"是瓦斯地质的一条基本规律;煤层瓦斯与地下水流动的方向相同,就会形成相对瓦斯贫乏区。以开平向斜轴部为界,东南翼和西北翼地质构造和水文地质条件等方面存在较大差异,导致矿井瓦斯赋存具有各自的特征和分布规律。

开平向斜南东翼瓦斯地质特征及控制因素分析

基于采掘生产资料、钻孔资料、实验测试数据,对开平向斜南东翼矿井瓦斯生成、赋存、涌出、异常等特征展开研究,并分别从地质构造、水文地质、煤层埋深、煤厚及顶底板特征方面分析了瓦斯赋存及异常的地质控制因素。研究表明:研究区自林西矿往吕家坨矿和钱家营矿方向瓦斯含量、瓦斯压力及绝对瓦斯涌出量均呈现逐渐增大趋势;开放性正断层发育及地下水的携带逸散导致研究区瓦斯含量整体较低;不稳定的厚煤层、良好的顶底板封盖条件及发育的小型断层是研究区瓦斯异常的主控因素,这些特征为瓦斯提供了充足的赋存空间和良好的保存条件,有利于瓦斯大量聚集形成局部高压瓦斯区,从而易受采掘扰动影响引起瓦斯异常。

开平煤田不同层次构造活动对瓦斯赋存的控制作用

基于对开平煤田瓦斯地质特征的研究,采用构造逐级控制理论,系统研究了不同层次构造活动对开平煤田瓦斯赋存的控制作用。结果表明:受构造演化的控制,开平向斜除NW翼大部地区煤层经历一次生气过程外,其它地区由于逆冲推覆作用和岩浆侵入的影响,发生了二次生气作用;区域上构造发育的不均一性导致瓦斯赋存的差异性,NW翼由于逆断层和水力的封堵作用,使得瓦斯保存条件较好;SE翼由于正断层和水力的逸散作用,使得瓦斯大量散失;开平煤田不同的构造演化过程、不同类型的构造等对煤层的非均质性产生不同程度的影响;煤层在局部变质程度、变形破坏特征等不同,进而孔-裂隙特征不同,使得局部含气性不同。

开平煤田煤层气富集成藏及其控制因素

基于开平煤田构造演化背景和煤层气勘探研究结果,研究了煤层气从生成、储集、运移到聚集的演化过程。结果表明:在开平煤田的不同构造部位,由于煤系埋藏条件和后期构造运动改造影响,煤层气富集成藏模式不同,主要分为3个类型:唐山矿W字型、吕家坨矿阶梯型与东欢坨矿V字型。受不同成藏模式的控制,煤层气含量、压力分布明显不同,大致呈"西高东低"的趋势。开平向斜的南东翼瓦斯压力普遍较低,全为低瓦斯矿井;北西翼瓦斯压力普遍较高,分布有2个高突矿井和1个高瓦斯矿井。

开平煤田宋家营勘查区煤层气赋存的浅析

开发和利用煤层气不仅可以从根本上防止煤矿瓦斯事故的发生、改善煤矿安全生产工作条件,还可变害为宝,把煤炭开采过程中产生的煤层气有效利用,在一定程度上改善我国的能源结构,增加洁净的气体能源,弥补我国常规天然气在地域分布和供给量上的不足。有资深专家早就提出,21世纪是煤层气大发展的时代,煤层气是我国常规天然气最现实、最可靠的替代能源。

河北省开平煤田煤层气成藏条件浅析

从煤系的沉积、埋藏、煤的演化生气以及气藏的改造定型等方面分析了河北省开平煤田煤层气的形成与演化过程,进而对煤层气藏特征及煤层气富藏条件进行了剖析。开平煤田整体上为一不对称向斜构造,聚煤作用和后期沉积对煤层气藏的形成演化比较有利,煤层气富集成藏的生气、储气及保存条件具备,主要成藏目标煤层7、8、9、12号煤层厚度大且分布稳定,尤其向斜的西北翼成藏条件较好,可作为有利区优先安排煤层气勘查工作。

煤层气赋存的两大地质控制因素

探讨了构造演化和水动力条件对煤层气赋存的影响机理,并结合实例分析了河北赵各庄井田的煤层气赋存特征。研究表明:构造控制着煤层气生成、聚集、产出过程的每一环节;煤层水溶解了部分煤层气,同时控制着煤储层的压力,水的流动将直接影响煤层气的吸附解吸程度。赵各庄井田现今煤层气的赋存特征主要是构造与水动力条件综合影响的结果,井田构造特征具有明显的分区性:Ⅰ区和Ⅱ区构造较发育,逆冲、压扭性断层对煤层气有很好的封堵作用;Ⅲ区受开平向斜控制,煤层气含量在向斜核部明显较大。同时,井田水文地质边界条件为封闭或半封闭的,而且由于井田所在的开平向斜北西翼受水力封堵作用影响,煤层气封存条件较好。

开滦矿区煤岩动力灾害的构造应力环境

运用空心包体地应力测量方法进行了开滦矿区地应力测试,系统分析了开滦矿区地应力场的类型、作用特征及其与区域构造的关系,在此基础上分析了开滦矿区煤与瓦斯突出、冲击地压和底板突水等煤岩动力灾害与矿区地应力场之间的内在关系。研究表明开滦矿区地应力场属于大地动力场,地应力以水平构造应力为主导,且属于高应力区。矿区地应力场的量值和方位受开平向斜的控制,开平向斜轴部区域应力值最高,随着远离轴部,应力值逐渐降低;最大主应力方位与开平向斜轴部走向近似垂直。构造应力场对开滦矿区煤体结构、瓦斯参数、煤体渗透特性等具有控制作用,开滦矿区煤与瓦斯突出和冲击地压发生在地应力值最高的开平向斜轴部区域,底板突水发生在地应力最低的开平向斜翼部区域。开滦矿区煤岩动力灾害具有统一的构造应力环境。

林西矿地应力场特征及区域构造作用研究

利用空心包体地应力测量方法对开滦矿区林西矿的地应力进行了实测,获得了井田地应力场分布特征,并讨论了区域构造与地应力场分布特征的关系。研究表明,林西矿地应力是以水平压应力为主导,最大主应力高于我国其他矿区一般水平,显示出北西~南北方向地应力作用较强、北东~东西方向较弱;林西矿位于开平向斜转折端及东西向平缓横向展布的一系列褶曲之间,地应力场的分布特征与开平向斜的控制作用有很大关系,地应力测试结果显示最大主应力分布近南北向,向斜轴的转折端分布近东西向,最大主应力方向近似垂直于向斜轴。

大采深复杂条件工作面冲击地压影响因素分析

开滦矿区是已有140年开采历史的老矿区,采深大,构造复杂,冲击地压已经成为矿区的主要灾害之一。唐山矿位于开平向斜西北翼的西南端,0250工作面位于该矿南五采区西翼5煤层,埋深697~835m,平均可采厚度为2.8m。唐山矿曾在风井煤柱区边缘5煤层巷道掘进过程中发生过较大冲击地压事故。