煤矿复杂地层底板梳状定向钻孔钻进工艺技术研究

以贵州发耳煤矿工程为研究对象,对该煤矿工程的基本情况进行了简单介绍,进而分析了梳状定向钻孔钻进工艺流程,并验证了该工艺的应用效果。通过验证可知,该工艺的应用可以提升瓦斯抽采效率,有利于降低瓦斯治理成本,可将该工艺大规模推广。

复杂地质体中煤系地层的大地电磁测深法识别技术--以合肥盆地石炭二叠系煤系地层识别为例

合肥盆地上古生界煤系地层在地震剖面上以叠瓦冲断片的形式构成中生界盆地的基底,且部分地区反射特征不明确,利用地震资料难以追踪和描述其空间分布。在利用电法资料研究该区的过程中,应用拟地震处理?地质分层成像处理和三维成像处理等新的技术和方法,较好地提取了合肥盆地石炭—二叠系的电性层。以此为基础,在地震剖面上进行了煤系地层的追踪,初步掌握了石炭—二叠系的分布,为盆地深化研究奠定了基础。

构造复杂区非煤地层隧道有害气体成因机制及运移模式

以位于深大断裂交汇区的大(理)临(沧)铁路红豆山隧道为例,在分析隧道地质环境的基础上,结合隧址区有害气体现场监测和室内试验分析及隧址区断裂构造特征,研究构造复杂区非煤地层隧道内有害气体的成因机制和运移模式。结果表明:隧道内主要有害气体为高浓度CO2和较高浓度H2S,以断裂带及花岗岩蚀变带为运移通道;隧道内有害气体为无机成因气,来源于深部壳幔地层,其中CO2的同位素值在-0.3‰^-8.0‰之间,可判定隧道内有害气体为岩浆-幔源及变质混合成因;隧道穿越的诸多张性断层既可作为储气断裂,也可视为幔源岩浆气向上运移的疏气断裂。

大倾角煤层群开采岩移规律数值模拟及复杂性分析

采用数值计算软件FLAC3D对东峡煤矿大倾角煤层群走向长壁开采进行了数值计算,并结合现场监测进行了对比分析,总结了工作面开采围岩移动的规律性和复杂性.结果表明,在大倾角煤层群开采时,无论是围岩应力还是岩层运移都表现出与单一大倾角煤层不同的特征,变化现象趋于复杂,上层煤开采不仅影响了上覆岩层的运移规律,而且对下层煤产生了扰动,影响了下层煤开采,其主要表现为上层煤开采的卸载扰动和支架、采空区垮落体的加载扰动.研究结果为现场开采实践提供了科学依据.

复杂条件综放工作面矿压显现特征

根据乌兰煤矿3#煤层5343综放工作面的复杂开采条件,采用现场矿压观测和数值模拟方法,对该工作面的矿山压力显现特征进行研究.结果表明,工作面顶板初次来压步距24.2 m,周期来压步距9.41 m,来压期间支架最大平均载荷2 775.5 kN/架,支架的侧向挤压力较大,工作面片帮冒顶严重,工作面顶板管理难度大.由于受顶板稳定性较高和煤层倾角较大的影响,与一般的松软煤层综放工作面相比,该工作面的矿山压力显现相对比较剧烈,顶板来压强度较大,工作面存在明显的周期来压现象.

复杂特厚煤层重复开采条件下上覆岩层变形数值模拟分析

针对采矿工程所处地质环境往往具有较强的非均质特性和复杂性,难以对复杂特厚煤层重复开采条件下上覆岩层的变形特征进行明确解释的问题,以抚顺矿业集团老虎台矿井田东部原生煤体区域为实例,采用MIDAS&FLAC3D数值模拟方法,研究复杂特厚煤层重复开采条件下上覆岩层的变形和破坏规律。研究结果表明,复杂特厚煤层重复开采条件下,工作面回采形成垮落带与裂隙带等破坏范围将受到断层、岩层分界面等结构的制约,在临近断层的断层面和2种不同岩性分界面处产生离层结构,研究成果为该矿及相近条件矿井的防水及顶板维护工作提供了现实依据。

煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变研究

高岭石插层复合物作为新型矿物材料现已被广泛应用。然而,插层复合物热稳定性较难控制使其在聚合物中的应用一直受到限制。本文应用热分析、X射线衍射、质谱及发射红外光谱等表征技术对煤系高岭石/醋酸钾插层复合物受热分解产物及微结构变化进行了研究。结果表明,煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变主要经历以下几个阶段：插层水脱嵌（约350℃）,插层剂醋酸钾脱嵌（约400℃）,脱羟基（约450℃）,偏高岭石形成（450-550℃）,KHCO3出现（约600℃）,KHCO3热分解形成K2CO3和KAl Si O4出现（约700℃）,热解产品K2Al2Si O4出现（约800℃）,K4Al2Si2O3出现（900-1000℃）,大量K3Al O3形成阶段（1100℃及以上）。此外,还发现通过控制插层率和加热温度,可实现高岭石插层复合物的可控分解、新物相合成与转变,从而有利于新材料的合成。

山东枣庄市曹庄找煤区中新生代地层划分与对比

枣庄市曹庄找煤区为中新生界掩盖的含煤区,盖层为侏罗—白垩系和古近系,因其颜色多以紫红、褐红色为主,故统称为"红层"。根据区内验1孔获得的孢粉资料,1-7层中孢粉组合以裸子植物花粉为主,蕨类植物孢子数量较少,其中裸子植物花粉中的松柏类花粉Monosulcites自下而上均有分布,Classopollis分子普遍发育,没有发现被子植物花粉,从第3层底部开始出现Aequitriradites、Pilosisporites,它们是早白垩世的典型分子,而1-2层孢粉组合中没有发现这些分子,由于上侏罗统与下白垩统为连续沉积,生物群面貌有很多相似之处,根据周边侏罗系发育特征,认为此段地层时代定为晚侏罗世?-早白垩世早中期;从8-12层孢粉组合面貌看,出现了相当数量的Ulmns和被子植物花粉如Rhus、Quercus、Loncera、Zelkova、Cedrus,特别是该组合中出现的古近纪中期—晚期的常见分子Rhus和Taxodiaceaepollenites,反映出古近纪中期—晚期孢粉组合面貌,符合Ulmns-Pteris孢粉组合面貌特征,由此推断此段地层时代应属古近纪始新世—渐新世。根据岩性特征及孢粉组合特征综合分析,红层自下而上主要由下白垩统青山组及古近系官庄群组成,钻孔揭露地层与周边地区地层岩性基本一致,可以进行对比。此结果对该区及相邻区域开展深部找煤工作具有一定的实际意义。

地震勘探技术在准东三井田定量解释中的应用

通过二维、三维地震勘探结合地震正演数值模拟及波阻抗反演结果来预测新疆准东煤田大井矿区三井田B1煤层结构，定量解释了B1煤层一次分叉合并区范围，并准确预测了一次分叉合并区0．8～2 m厚的夹矸的范围。经过钻孔验证，该方法精度高，为矿井开采及巷道布设提供了准确的地震地质资料。

河南省内黄煤普查区地质及煤层特征研究

为了进一步了解河南省内黄煤普查区煤层分布概况,研究了河南省内黄煤普查区地质及煤层特征,采用先二维地震后钻探,配合数字测井、测试化验等手段相结合的综合勘查方法,研究了普查区地质特征(主要为地层、构造、岩浆岩等特征),得到了构造复杂程度以及控制可能影响矿区划分的主要构造;分析了煤层主要含煤地层,含煤性,可采煤层厚道、夹矸、分布范围以及煤岩层对比情况等,大致确定了可采煤层煤类特征以及可采煤层的稳定程度。研究为煤炭工业的远景规划和下一阶段的勘查工作提供必要的资料。

复合顶板巷道煤帮锚杆支护技术

通过复合顶板巷道矿压特点分析，对复合顶板锚杆巷道煤帮支护技术提出结论性意见和建议。

浅谈煤矿采空区钻探施工中的常见问题及预防措施

煤矿资源在社会发展中发挥了巨大的作用,随着煤矿资源的开采及新型能源的投入使用,老旧的煤矿开采措施留下了大片采空区,造成了很大的地质问题,并严重影响了地表上新建建筑物的安全,为了保证采空区上建筑物的安全,必须对采空区进行处理。本文结合工程实例,阐述采空区钻孔注浆法治理过程中出现的问题及预防处理处理措施。

煤矿区复杂地层煤层气钻井堵漏工艺研究与应用

潘庄区块15号煤底板下23.5m奥灰水处于带压状态,底板一旦破坏后,奥灰水在导水构造和高水压的作用下突冒。在钻井过程中井底发生涌水,水流经井筒向上在3号煤层通过裂缝涌入远端的煤矿巷道,造成煤矿停工紧急疏散井下30多人的复杂情况。在垂深较浅的井筒内无法通过液柱压力平衡3.6MPa的井底压力,反而会加剧3号煤层的漏失。通过对煤系地层地质、水文分析,判断漏失特征及井下复杂程度,提出新的综合堵漏方案,判断分析随机应变,成功解决井漏巷道涌水问题,为复杂地层提供一种堵漏方法。

复杂条件大采高综采面矿压规律及围岩控制技术

9711工作面为开元矿首个大采高综采工作面,该工作面煤层结构复杂,开采难度大,通过理论分析、现场测试及验证,对开元矿大采高工作面矿压规律进行了研究,建立了开元矿大采高工作面“悬臂梁+铰接岩梁”覆岩结构模型,针对煤壁片帮原因和影响因素提出了加快工作面推进速度、加强支护质量管理、控制割煤质量和采高等技术措施,效果良好。

可控源音频大地电磁法在复杂地形山区寻找煤系地层中的应用

研究区处于闽西南凹陷带的大田—龙岩凹陷,地形条件复杂,煤矿资源较为丰富且煤系地层埋深较深,常规的地球物理方法无法满足勘探要求。可控源音频大地电磁法(CSAMT)具有勘探深度大、分辨率高和受高阻屏蔽作用小等优点,在勘探工作中发挥了重要作用。可控源音频大地电磁法数据经过处理和反演,结合研究区地质资料与物性参数,可以消除地形影响,正确划分区内地层,揭露了地下岩体及构造的电性特征;依据圈定的电阻率异常可以有效地指导钻孔布设与实施。通过钻探验证,证实了可控源音频大地电磁法在复杂地形条件下寻找煤系地层的有效性,为今后复杂地形区域的深部找煤提供了指导和借鉴意义。

EH-4在复杂巨厚煤层覆岩破坏范围确定中的应用

为了确定老虎台矿复杂巨厚煤层不同开采阶段,导水裂隙带及离层空间等覆岩破坏范围及其演化规律,以63005工作面所在区域为研究对象,采用EH-4大地电磁法,对研究区域水砂充填开采阶段和综采放顶煤开采阶段覆岩破坏高度分别进行探测,确定了覆岩破坏高度与采出厚度间的关系;分别采用理论计算和数值模拟方法对探测结果进行了验证.研究结果表明,63005工作面开采前,即水砂充填开采阶段,三分层顶板岩层破坏高度范围为120-170m;工作面开采后,即综采放顶煤开采阶段,相同区域破坏高度达到150-220m;无论在水砂充填开采阶段还是综采放顶煤开采阶段,老虎台矿复杂巨厚煤层覆岩破坏平均高度为等效采厚的7.4倍;63005工作面开采过后,F18断层的上下盘之间出现了离层结构.

煤系地层致密气薄储层地震预测方法——以鄂尔多斯盆地大宁—吉县区块为例

大宁—吉县区块位于鄂尔多斯盆地东缘,其发育煤系地层,岩性复杂,储层致密且薄,横向变化快,造成砂岩储层地震反射特征多样,定量预测难度大。从储层地震响应特征分析及相控储层反演2个方面入手:首先根据区内地质、测井等资料,采用正演技术建立沉积相—地震响应特征—地震相识别图板,一维模型正演落实上覆煤层、下伏灰岩变化引起的砂岩储层地震响应的变化,完钻井二维正演落实该区厚砂体、中厚砂体和薄砂体3种地震响应识别模式;然后采用波形指示反演方法,开展“相控反演”,实现研究区山_(2)^(3)亚段致密薄储层的定量预测。结果表明:中厚砂体主要分布在研究区南部,平面上呈2个近南北向展布的条带,纵向上储层叠置,厚度较大,是下步开发有利区。该研究成果有效提升了大宁—吉县区块煤系地层致密气薄储层的预测精度,为部署高产井提供了有力的技术支撑。该研究方法也可为同类气藏的开发提供有益的参考和借鉴。