井巷煤岩层精细对比技术

煤岩层对比技术作为地质调查、煤田地质勘探、矿井生产中重要的技术手段,该技术贯穿整个煤田地质勘查与矿井生产阶段的全过程,是煤炭资源储量计算、矿井地质构造分析的基础。煤岩层对比技术经过多年的发展已经形成了较成熟的煤岩层对比理论和方法,可以满足煤炭地质勘查阶段的地质勘查设计、矿井设计及资源储量的计算等.

聊城煤田博平井田煤岩层对比研究

本文通过对博平井田含煤地层的成煤规律及沉积环境的分析研究,采用了沉积旋律特征及物探测井、地震等岩性物理特征差别以及煤层本身的厚度、煤层结构等特征,结合各煤层煤质特征来综合对比本区内主要含煤地层山西、太原的地层及煤层特征,采用了灰岩、砂岩等稳定沉积特征作为标志层,采用测井曲线等煤层与围岩的物性差异来对比岩层及主要煤层,对于本区的煤岩层对比与研究具有一定的借鉴意义。

河保偏矿区煤岩层对比模型研究

煤岩层对比是煤炭地质勘查中一项基础性、关键性工作,关系到后续煤层稳定性、可采性等赋存特征的判定。文章以河保偏矿区为例,阐述了矿区主要可采煤层的显著对比标志,建立对比基准-标志层-层间距-煤质特征-测井特征的煤岩层对比模型,分析认为各项对比标志的相互印证是保证煤岩层对比可靠的关键。

采空区积水条件下工作面推进速度对煤岩层稳定性影响研究

针对龙湖煤矿64号煤层受采空区积水影响下的安全开采问题,基于流固耦合及弹塑性力学理论,采用室内力学实验、数值模拟等方法,分析在采空区积水条件下,工作面推进速度对煤岩层稳定性的影响规律。结果表明:随着工作面的推进,工作面处应力集中现象越发显著,且推进速度越快应力峰值越大;煤岩层的位移沉降规律经历了积水影响异常区、工作面沉降影响区以及上下煤层沉降贯通区3个阶段,工作面推进速度越快煤层开采区域位移沉降量就越大;水压力随着工作面推进速度的增加而略有增大,但不同的推进速度对煤层开采水力渗流影响不大;随着工作面与积水区距离逐渐缩短,最终诱发上部积水异常范围产生塑性区并与下部煤层贯通;工作面推进速度越快开采扰动产生的煤岩层损伤范围就越大,塑性应变峰值同样增大。

层序地层格架与煤岩层对比——层序地层学在山西阳曲煤田普查勘探中的应用

在华北晚古生代聚煤盆地及勘探区周边地区含煤地层沉积学、层序地层学的已有成果基础上 ,立足于单剖面定量沉积环境分析和露头层序地层分析 ,对阳曲普查勘探区含煤地层进行了进一步的高分辨率层序地层学研究 ,识别出基岩型、陆表海II型、陆表海I型层序界面和基岩泻湖型、台地—滨岸复合型、碎屑滨岸型、沼泽型、浅水三角洲型准层序类型 ,划分了二个四级层序、14个准层序 ,建立了准层序级别的层序地层格架 ,籍此进行了区内及邻区含煤地层主要煤岩层的对比。探讨、总结了应用层序地层学理论进行勘探区煤岩层对比的方法。

松软煤层瓦斯抽采钻孔煤岩层位识别关键技术研究与应用

煤矿瓦斯抽采钻孔在施工过程中无法明确清楚轨迹和钻头层位,通过人工经验判断法,根据钻孔泥浆颜色、排渣特征、钻机参数变化情况等信息来进行岩层或煤层识别,这种方法受工人经验积累程度、信息滞后、干扰因素多的影响,判断结果往往具有一定偏差、延迟和误差,无效进尺过多、钻孔效率低的弊端。为了实现准确、快速地识别钻孔当前所在层位,解决底抽巷穿层钻孔施工时无法识别钻孔轨迹和钻头层位问题,开发了一套钻机数据采集装备,加以配套的专用软件可以对钻孔过程中的钻进参数进行记录,进一步计算做功能量,再通过能量的变化来识别地层变化,将确定的数据阈值输入数据分析系统中;施工过程中该系统自动计算并识别钻进时的能量变化过程,最终给出煤岩地层信息变化的提示信息。研究为瓦斯抽采钻孔的施工提供了科学依据,辅助底抽巷穿层钻孔进行穿层判定,避免因施工不到位导致的钻孔空白带,可为煤矿的安全生产提供技术支撑。

煤岩层理对水力压裂裂纹扩展影响试验研究

水力压裂是煤层气开采的有效手段,储层增透效果取决于裂纹扩展距离与形态复杂程度,而两者又受到层理的影响。为深入研究层理对压裂效果的影响,按照层理与压裂的方位(垂直和平行),开展压裂试验,利用非金属超声探测仪和声发射对压裂过程中进行监测,从裂纹扩展形态、缝宽、渗透流量等方面对压裂效果进行综合评价。试验结果显示,垂直层理方位压裂效果明显优于平行层理方位压裂,裂纹扩展延伸长度最长,整体呈“人”字型,最大、小缝宽之比为24,过水断面渗透流量k = 7.50 × 10−4 cm3/s,分别为平行层理方位压裂的3倍、219.15%,建议在垂直层理方向上合理的布置压裂井,有利于提高煤层气储层的渗透性。

金龙井田的煤岩层对比

运用标志层、层间距对比法,煤、岩层组合特征对比法,物性特征对比法和煤质特征对比法对金龙井田的煤岩层对比,对指导本地区及周边地区的地质勘探有一定的指导意义。

反射共偏移地震勘探技术在煤岩层完整性探查的应用

主要介绍了反射共偏移地震勘探技术的基本原理,重点分析反射共偏移勘探技术在探查煤岩层完整性的应用情况。通过实例说明地震反射共偏移技术对煤岩层完整性探查具有一定的准确性,使用反射共偏移地震勘探技术可以对煤岩层完整性进行探查。

含水煤岩层瓦斯压力测定新技术

针对含水煤岩层瓦斯压力测定成为难题的现状,分析含水煤岩层瓦斯和水压平衡的关系,发现上行孔先排水后排气、下行孔先排气后排水的规律,利用重力学的相关知识,应用把水放出来的设计,发明上行孔煤层瓦斯测压水压剔除仪和下行孔煤层瓦斯测压水压剔除仪。现场试验表明:煤层瓦斯测压水压剔除仪能把测压孔中的水放出来,消除水压对瓦斯压力的影响。

关于富水煤岩层瓦斯压力测定方法的研究

针对富水煤岩层中由于水压过大而无法直接测定煤层瓦斯压力的问题,通过对伯努利(Bernoulli)方程的研究,得到了通过测定水的流量进而得出瓦斯压力的间接测定方法,并通过模拟实验进行了检验,效果令人满意。

华北中部太原组火山事件层与煤岩层对比——火山事件层的沉积学研究与展布规律(Ⅰ)

研究了华北中部太原组含煤地层中火山事件层的岩石学识别标志和分布规律．研究结果表明：含煤地层中广泛发育火山事件层．火山事件层的岩石类型以玻屑（沉）凝灰岩、玻屑晶屑（沉）凝灰岩和凝灰质中细粒砂岩为主．火山事件沉积的成因类型以空降－水携复合型和空降型为主．研究区由西向东，火山事件层的赋存层位有上迁的趋势；从东、西两个方向向峰峰地区均远离火山源．西部区和东部区分别对应一个火山源，东部区火山源位于河北康堡、围场一带，西部区火山源位于内蒙古达尔罕明安旗一带．

华北中部太原组火山事件层与煤岩层对比——火山事件层的旋回性与煤岩层对比(Ⅱ)

研究了华北中部太原组火山事件层，结果表明：火山事件期次对应事件层反映的喷发强度变化具有旋回性，一个火山事件旋回对应一次区域构造活动，火山事件旋回具有区域稳定性．籍此以火山事件层旋回划分对比为基础、结合火山事件层的期次分析对比，建立了火山事件等时面．应用火山事件等时面对研究区太原组主要煤岩层进行了对比。

安鹤煤田当中岗勘查区石炭—二叠系煤岩层对比研究

利用钻探、物探及化验等多项成果，采用标志层、煤岩层组合特征、煤质特征和测井响应等多种方法，对安鹤煤田当中岗勘查区含煤地层进行划分对比，首次确定了煤系含煤12层及各组、段厚度，确定主采的二1、一：煤层的层位，二，煤电阻率372～1350 Ω·m，低灰低硫，一：煤视电阻率320—860 Ω·m，高灰高硫。并以当中岗勘查区为例，论述煤岩层对比的重要性及不同方法的适宜性，结合对比数据，阐述该区煤系沉积成因、组合差异、物性差异等内在机理。

煤岩层状边坡蠕变破裂数值模拟

煤岩层状边坡在外力及内部结构共同作用下易造成大规模滑坡。应用最大拉应力理论,建立煤岩蠕变破裂判断准则;并对蠕变裂纹的萌生、扩展和汇聚进行有限元描述。基于FEPG软件编制离层蠕变破裂程序模块,在第一主应力矢量方向的垂直方向上生成裂纹,接下来的裂纹扩展再继续寻找第一主应力的最大值,达到抗拉强度后蠕变开裂,不断循环。以海州露天矿国家矿山公园边坡为研究对象,模拟煤岩离层蠕变破裂;结合现场设立的监测点,实测和模拟结果进行对比相吻合,为煤岩层状边坡支护和防治灾害发生提供了依据。

河南省平顶山煤田东段深部普查区煤岩层对比分析

河南省平顶山煤田东段深部煤普查区位于平顶山煤田东部,属原平顶山煤田深部东段普查区的一部分。区含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组及中统上石盒子组,划分为9个含煤段,含煤65层。本次综合采用标志层、层间距、煤岩组合特征、动植物化石组合特征、物性特征等方法,确定地层层序,详细划分含煤地层,对主要煤层二1、四2、五2、六2、七2、八3煤层进行综合对比,研究其沉积环境特征和聚煤特征。

松散破碎煤岩层注浆加固技术研究

针对综放工作面走向断层造成煤岩体松散破碎进而严重影响正常安全生产的现状,选取永陇矿区某矿实际生产地质条件,对断层影响作用下松散破碎煤岩层变形特征和注浆加固机理进行研究。结果表明:走向断层影响下回采工作面片帮严重、二次处理难度大、及时支护困难;注浆加固通过提高煤岩层自身弱面结构参数和改变应力状态的方式提高稳定性。在此基础上选取ZKD高水速凝材料进行工作面注浆,开发适用于倾斜煤层的"一管多头分压、多孔循环交替、深浅注浆孔结合"的注浆工艺,有效地控制了工作面煤岩体的围岩稳定,实现了工作面的安全快速推进。

登封煤田庞窑详查区煤岩层对比与沉积环境分析

煤岩层对比工作是研究煤系地层层序、煤田地质构造、煤层厚度变化、煤层赋存规律的基础工作,是煤田地质勘探工作的主要任务之一。登封煤田区内广泛发育石炭—二叠纪含煤岩系,早二叠世山西组为主要含煤地层。为指导勘探施工,提高勘探质量,在野外进行岩心编录的基础上,针对登封煤田庞窑详查区内的岩心柱状图采用沉积相、标志层、煤层等多种方法对含煤岩系的煤岩层进行了综合对比既指导了登封煤田庞窑详查区内的施工,加快了勘探速度,且有助于整个登封煤田成煤环境的研究及相邻井田的煤岩层对比。

基于高频雷达波的煤岩层位识别与追踪方法研究

煤岩层位的识别与追踪是煤炭智能化开采的重要难题,常规的煤岩层位探测方法存在精度低、实时性差等问题,提出一种基于高频空气耦合雷达的煤岩层位识别与追踪方法,相比于传统方法,本方法可实现非接触式探测,并且能实时进行层位的追踪与识别。首先通过正演模拟分析了天线悬空耦合条件下高频雷达波在“空气-煤-岩”层位的回波反射特征,提出了“空气-煤”和“煤-岩”层的定位方法;其次对不同煤层厚度条件下的界面探测精度和误差进行分析,提出了“煤-岩”层精确定位方法,并建立了种子层位点的位置关系模型;针对雷达天线悬空高度受煤层起伏变化的影响,研究推导出煤岩层位动态探测过程中煤层厚度的解算算法;再次,根据“煤-岩”层位种子点,提出以三级“窗口算子”为核心的煤岩层位追踪算法,实现了煤岩层位的快速追踪,提高了系统稳定性;最后开展了物理模型试验和现场探测试验,结果表明:物理模型探测中平均误差为±0.12 cm,平均误差百分比为2.18%,矿井工作面探测平均误差值为±0.71 cm,平均误差百分比为3.53%;基于1.2 GHz高频空气耦合雷达可在悬空条件下实时动态获取到1 m范围内煤岩层位信息,动态探测精度达到厘米级,研究成果为煤矿智能化开采以及透明地质模型的动态更新提供技术支撑。

煤岩层组合对煤体破碎程度的影响

用能量法探讨了放顶煤开采过程中煤岩层组合不同变化即顶硬—煤软、顶硬—煤硬、顶软—煤硬、顶软—煤软对煤体破碎吸收能量变化影响规律，根据煤体破碎吸收能量大小判别煤体破碎程度差异，进而分析其差别对煤体破碎程度和放出性能的影响。研究成果在模型试验和生产实践中获得验证和应用，可作为今后决策的理论依据。