彬长矿区南部诱发冲击地压覆岩关键层探讨

为分析彬长矿区南部煤矿覆岩关键层的位置,给煤矿冲击地压提治理供技术及理论支撑,采用关键层理论值计算、数值模拟分析以及微震事件验证的综合判定方法探讨了诱发彬长矿区孟村煤矿冲击地压的主控层位。经理论值计算,煤层上部200 m覆岩具有三层关键层,从上而下依次是距4#煤层顶板160 m宜君组砾岩坚硬层层、距4#煤层顶板76 m的安定组底界砂岩坚硬层层以及距4#煤层顶板35 m的直罗组底部砂岩坚硬层层。结合数值模拟计算,在起始开挖过程中,煤层顶板约35 m处直罗组底界砂岩出现应力集中;随着开挖深度的增加,煤层顶板76 m附近的安定组底界砂岩层逐渐成为水平应力最大部位。综合微震数据的结果,认为煤层顶板35 m处的直罗组底界砂岩与煤层顶板76 m处的安定组底界砂岩层均为引起煤矿冲击地压的关键层位,容易产生能量集中,是矿井冲击地压治理的主要目标层位。

彬长矿区直罗组砂岩含水层孔隙结构及分形特征研究

为了研究彬长矿区直罗组砂岩含水层的微观孔隙结构及分形特征,采用扫描电镜(SEM)获得不同深度下砂岩表面的孔隙规模、周长、面积及形态特征等表征参数,同时结合分形理论对砂岩含水层孔隙结构分形维数和形态特征进行深入分析。研究结果表明:彬长矿区直罗组砂岩含水层孔隙发育、形态多样,孔隙空间由大孔、中孔、小孔和微孔4种孔隙类型组成,其中中孔和大孔占孔隙总面积较大,是直罗组砂岩含水层主要的储水空间;根据砂岩样品提取的孔隙周长和面积,得到砂岩孔隙分形维数较大,孔隙分布不均匀,孔隙形态偏复杂。

1986—2021年彬长矿区植被覆盖度时空变化及其影响因子

[目的]分析彬长矿区植被覆盖度变化特征及空间分布影响因素,判别矿区的生态状况断,为矿区复垦和生态恢复提供科学参考和理论依据。[方法]基于Google Earth Engine云平台,获取1986—2021年30 m分辨率Landsat Surface Reflectance Tier 1 Data(地表反射率数据),基于像元二分模型,采用趋势分析法、F检验等方法对彬长矿区植被覆盖度多年时空变化作出定量分析;在此基础上运用地理探测器对植被覆盖度的空间分异性进行地理因子解析。[结果](1)1986—2021年彬长矿区植被覆盖度改善状况较好,总体呈现增长趋势,平均增长率为0.64%/a;研究区多年平均植被覆盖度水平较高,中覆盖度及以上面积占87.14%,空间分布上呈现“东南高,西北低”的特点。(2)植被覆盖度变化趋势上,研究区以显著改善区域为主,其面积所占比例为56.65%,但仍有些许地区植被显著退化,主要集中在靠近城市河流道路区域。(3)各因子对植被覆盖度的影响大小排序为:坡度>高程>年降水>GDP>人口密度>年均温>植被类型>土壤类型,坡度与年降水交互作用对植被覆盖度空间分异性影响最强。[结论] 1986—2021年彬长矿区植被覆盖状况良好,整体呈现显著增长趋势,植被改善情况明显,坡度为影响研究区植被覆盖度空间分异性的主导因子。

Packer同径止水技术在彬长矿区多含水层分层抽水试验中的应用

彬长矿区含水层厚度大,矿井防治水难度高,为准确获取地下水的水力学参数、水文地质条件,需对煤层上方各含水层进行分层抽水试验。传统的异径套管分层止水方法操作难度大,扩孔费用高,止水效果一般。为准确获取不同层位含水层水力学参数,彬长矿区引入Packer同径止水技术代替传统异径套管分层止水方法进行分层抽水试验,有效的解决了传统钻孔抽水试验中分层抽水止水难题。研究表明:采用Packer系统可轻松实现在第四系松散岩类及洛河组含水层钻孔中同径止水,具有实施过程简化、安全、高效、便捷的优点,并且可以检查止水效果,能够更加准确有效地获取各含水层的水文地质参数。

彬长矿区冲击地压防治技术体系及远景目标

彬长矿区作为黄陇煤炭基地的主力矿井,承担“西煤东送、北煤南运”的重要角色。以彬长胡家河煤矿冲击地压防治为例,通过对矿井主控岩层判定,建立了井上下三维立体分区式冲击地压防治技术体系。同时围绕主控岩层的控制,以“绿色开采+冲击地压防治”为目标,提出主控岩层“上承下压”与柔模支护置换煤柱的井上下综合冲击地压防治思路。实践结果表明,胡家河煤矿4号煤层冲击现象由深埋、褶曲、断层、煤柱、底煤留设等因素形成了冲击的静载荷积聚与大采场扰动和主控岩层断裂所产生的冲击动载共同形成作用;通过井上下三维立体分区式冲击地压防治技术,有利于对冲击地压在力源、传播路径、显现区域的控制,弱化了冲击地压发生的强度。

彬长矿区水文地质条件分析及评价

彬长矿区水文地质条件复杂,区内多对矿井水文地质类型均为复杂型,矿井开采均不同程度受到水害影响。通过对各矿井已有地质、水文地质资料及回采期间的揭露情况分析,认为目前彬长矿区各矿井主要水害为巨厚型中等富水洛河组砂岩含水层水,此含水层可通过露头区接受大气降水补给,同时接受区域侧向径流的补给,补给条件良好。运用多种方法和理论对彬长矿区水文地质条件进行分析评价,研究涌水主控因素特点及表现形式,并进一步掌握矿井涌水规律,有助于全面认识矿井水文地质条件和受水害影响程度,是做好煤矿防治水工作的水文地质依据,能够促使煤矿通过采取有效的防治水措施,保障矿井的安全生产。

彬长矿区水文地质特征及其对煤层气的控制作用

对彬长矿区水文地质特征进行了详细的论述,结合煤层实测含气性特征,探讨了水文地质条件对该区煤层气成藏的控制作用。研究表明:研究区构造简单,延安组煤系含水层与其他含水层不具明显水力联系,有利于煤层气富集成藏,同时使得煤系含水层地下水补给只能来源于区外侧向径流补给;矿区划分为3个水动力强弱不同的区域:侧向径流补给区、弱径流区和相对滞流区,其中位于矿区东南部的相对滞流区,也是水势低洼带煤层气汇集区,有利于煤层的富集成藏。同时,东南部煤层的含气量最高,说明该区水文地质条件确实对煤层气成藏起着关键作用。

彬长矿区低煤阶煤层气井的排采特征与井型优化

为研究我国西部侏罗纪低阶煤储层瓦斯的地面井排采特性及影响因素,以彬长矿区大佛寺井田煤层气井的地质资料、历史排采数据为基础,分析了该区块不同井型煤层气井的产水量、产气量的主要影响因素,并探讨了相关因素的主要控制机理。研究发现储层特性、水文地质条件是影响该区煤层气成藏的重要因素,在所研究的几种井型中,多分支井在该区有着良好的地面排采效果,其最高日产气量为16 582.3 m3,垂直井次之,而U型井则相对较差。排采数据显示井底流压与产气量呈指数关系,井底流压的减小,日产气量呈指数增加的趋势。在煤层气井不同排采时期,动液面高度对产气量的影响有着不同的作用规律,且对高产气阶段的影响更为显著。套压与产气量之间近似表现为线性变化的关系,但不同排采阶段二者线性关系的比例截然不同。在煤层气井的产气衰减阶段,多分支水平井的日产气量/累计产气量的比值与排采时间呈现为良好的E指数衰减关系,并以此构建了以日产量与累计产量之比和开发时间之间的关系为基础的煤层气井产能预测模型,拟合相关系数均高于0.848 2。

彬长矿区延安组煤层发育特征及其控制因素分析

煤层是煤层气赋存的载体,分析煤层发育特征及其控制因素,有助于煤层开采与煤层气开发的研究。依据基础地质资料,利用基准面旋回与沉积相、岩性组合、测井曲线组合,以及煤层自身特征等方法,研究了彬长矿区延安组煤层发育特征,划分并对比了含煤地层。在此基础上,综合分析了煤层发育特征的控制因素。结果表明,延安组地层自下而上可划分为三段,其中,4#主采煤层位于延一段,主要发育在四级层序上升半旋回顶部的沼泽相中。4#煤层顶底板以碳质泥岩等细粒沉积为主,煤层的测井曲线组合特征为"三高一低一负",具有单层厚度大、横向有规律变化的特点。研究区经历了多期构造运动,而晚喜马拉雅运动对侏罗系煤层赋存状态影响最大。煤层多发育在地势低洼的泥炭沼泽环境中,气候湿润,属于亚热带～暖温带,有利于成煤作用的形成。

基于D-InSAR的彬长矿区沉陷变形监测

差分雷达干涉测量(D-InSAR)技术能够监测沉陷区空间连续曲面的形变,具有精度高、连续监测、成本低等特点,是对现有矿区地表沉陷监测方法有益的补充。以陕西彬长矿区为例,根据获取的雷达影像图开展干涉测量的研究,将形变前后2幅干涉图相位差分得到地表形变,对照矿区的实际情况,分析去相干源影响,并对其误差作了简要分析。结果表明:D-InSAR技术,能够准确反映出矿区沉陷的位置和下沉程度,尤其在黄土高原,地质地貌条件比较复杂的条件下,更展示出D-InSAR技术在矿区地面沉降监测适用性、优越性和实用价值。

彬长矿区煤岩孔隙特征的实验研究

为了研究彬长矿区煤岩孔隙特征,采集彬长矿区大佛寺煤矿4#、4#煤层和胡家河煤矿4#煤层样品,通过肉眼挑选出宏观煤岩组分中的镜煤和暗煤,分别进行低温液氮吸附、扫描电镜实验。结果表明,大佛寺井田4#、4#煤层更有利于煤层气资源勘探开发;相对于镜煤而言,暗煤更有利于煤层气资源勘探开发。

彬长矿区瓦斯赋存及治理探讨

彬长矿区是国家13个重点煤炭基地开发项目中黄陇基地的核心矿区。矿区属隐伏煤田,地质灾害较为严重,随着矿区开发力度逐步加大,瓦斯灾害逐渐凸现,对矿区的安全生产构成极大的威胁。根据矿区地质构造特点初步分析了矿区瓦斯赋存特点及其原因,并结合矿区实际提出了瓦斯防治的方法和做法,在实际生产中取得了一定效果。

彬长矿区胡家河井田煤质特征对成煤环境的指示意义

为了探讨煤质特征参数对成煤环境的指示意义,针对井田内主采煤层中的上述参数变化规律进行分析,对胡家河井田地质勘探资料中灰分、全硫分及煤灰成分等数据进行统计整理,并采集煤层煤样对宏观煤岩类型进行划分。结果表明:胡家河井田侏罗系延安组煤具有低中灰分、低中硫分等特征;煤岩组分、灰分产率、全硫分、灰成分指数可判别成煤环境,煤的丝质组+半丝质组体积分数高,壳质体有原始氧化特征,煤相类型为干燥的高位沼泽或浅覆水的潮湿森林沼泽;灰分平面分布具有"东北高、西南低"的特点,成煤环境受河流作用影响较大,北东方向陆源碎屑补给较多,而全硫分的分布趋势大致相同,并以硫铁化物为主,有机硫百分含量较少;灰成分指数及三角端元图解显示沼泽环境为近陆源区覆水程度较浅的弱还原-较强还原型,成煤期沼泽环境随着河流汇入使水位变深,形成了代表较强还原型的镜质组。

彬长矿区保水与采煤分析

通过对彬长矿区其地质条件、水文地质条件、覆岩结构类型的分析、以及综放开采覆岩破坏导水裂隙带高度的预计,确定了洛河砂砾岩含水层下防水煤岩柱留设的原则,通过对保护水资源重要性与采煤条件的分析,指出了在洛河砂砾岩含水层下采煤是目前彬长矿区在理论上和技术上亟待解决的突出难题之一。

彬长矿区4号煤层煤质特征及洁净等级划分

为实现彬长矿区优质煤炭资源的清洁高效利用,在对彬长矿区以往勘查钻孔的煤质化验资料统计分析的基础上,系统分析了该矿区主采煤层4号煤的煤岩、煤质特征,论述了硫分、灰分、挥发分、发热量和有害微量元素的分布规律,依据最新煤炭资源潜力评价提出的煤炭洁净等级6级划分方案,选用灰分、硫分、有害元素(F、Cl、As及Pb)6个评价指标对矿区内4号煤层的煤炭资源洁净等级进行了初步划分。彬长矿区4号煤层以低硫、低中灰、中高挥发分、特高热值不黏煤为主,局部含小范围的弱黏煤,彬长矿区4号煤层原煤洁净等级为Ⅲ级,属较好洁净煤;浮煤洁净等级为Ⅱ级,属好洁净煤。整个矿区内4号煤层原煤洁净等级以Ⅲ级较好洁净煤为主,分布区占矿区面积的73.03%,仅在矿区西部洪家镇—巨家镇一带和中东部出现小范围的Ⅳ级中等洁净煤分布区,面积占比为26.97%。

黄陇侏罗纪煤田彬长矿区4号煤层气化、液化特征研究

为了实现彬长矿区优质煤炭资源的清洁高效利用,在对以往勘查钻孔的煤质化验资料统计分析和系统采样测试的基础上,对矿区主采煤层4号煤的煤岩、煤质特征进行详细分析,并编制了主要煤质指标的等值线分布图,论述了硫分、灰分、挥发分、氢碳原子比的分布规律,并参照气化、液化用煤的煤质评价指标体系对4号煤的气化、液化特征进行划分,划分结果显示:彬长矿区4号煤层原煤以适合常压固定床气化为主,部分适合流化床气化,对该矿区煤炭资源的洁净高效利用具有指导意义。

彬长矿区软底巷道变形特征及影响因素分析

通过对蒋家河煤矿ZF1404工作面巷道变形特征的分析,初步总结出了彬长矿区巷道变形的影响因素:应力场的不均衡分布为控制因素;软岩底板、厚度不均、埋深较大和倾角较小为内在因素;矿山压力、顶板淋水和软岩遇水膨胀为直接因素;采动影响为间接因素。变形严重区位于赵坡向斜轴部及两侧。结合实际生产过程中采取的巷道维护措施,认为合理规划采掘布局和采掘接替、合理留设护底煤、不同区段采取不同的支护措施、及时抽排工作面涌水等治理措施能有效防止软底巷道变形,确保该工作面正常安全生产,具有一定的借鉴意义。

陕西彬长矿区煤层气赋存特征及资源利用

利用已有的地质成果,对陕西彬长矿区煤层开采中的瓦斯问题进行了讨论,就影响矿区煤层气富集的各种地质因素进行了分析,总结煤层气富集规律,提出先期抽排的可行性和今后工作意见,为煤炭资源开发中降低瓦斯含量、减少灾害发生找寻新的途径。

彬长矿区延安组沉积环境分析

根据勘探资料及野外观察,对彬长矿区煤系地层沉积环境及成煤条件进行了分析,认为本区煤系地层属河沼相内陆环境沉积,受古地理环境和同沉积作用控制,在低洼地区的泥炭沼泽环境下形成稳定的8煤和5煤。

彬长矿区煤的形成环境探讨

在区内大量钻孔资料和勘探成果的基础上,通过对彬长矿区煤岩特征及煤层化学性质的总结分析,从沉积学角度对该区煤的形成环境进行探讨。