鸡西矿区浅埋煤层矿井地应力分布规律研究

为探究鸡西矿区浅埋煤层矿井地应力分布规律,采用水压致裂法在4座代表性矿井的23个测点开展地应力测试,分析了岩性对矿区地应力场分布规律的影响。结果表明:测试矿井垂直主应力比最大水平主应力要小,水平应力占地应力主要部分,构造应力场特征显著;无超高地应力场区,低、中及高地应力场区均有分布,以低及中等地应力场区为主;水平主应力总体上与埋深呈正相关关系,最小水平主应力与埋深相关性相较最大水平主应力要差;侧压比处于1.16~5.28范围且全部超过1,随埋深增加,侧压比整体逐渐减小,但离散性加强;随着埋深增加,最大、最小主应力相对差值有增大趋势,水平主应力差比逐渐接近0.5,矿井不同开采水平水平主应力差均较大。该研究成果对于鸡西矿区浅埋煤层矿井采掘工程设计及围岩控制具有重要的指导意义。

鸡西盆地南北坳陷带煤储层特征对比研究

储层物性是影响煤层气储集能力和可采性的关键因素。本次研究主要以鸡西盆地下白垩统城子河组煤层为研究对象。综合运用多种实验分析手段,从煤岩煤质、物性演化、含气特征等方面对盆地南北坳陷带煤储层特征进行对比和评价。结果表明:城子河组14号煤层煤岩镜质体反射率o为0.56%~1.45%,北部坳陷带因叠加了区域岩浆热变质作用,变质程度高于南部坳陷带;煤储层孔隙类型以微小孔为主,且孔隙形态以一端封闭的平行板状孔或尖劈型孔和墨水瓶型孔为代表。以14号主力煤层为例,南部坳陷带煤层渗透率略高于北部坳陷带,渗透性相对较差;北部坳陷带煤层埋深较深,使得孔隙度低于南部坳陷带;北部坳陷带14号主力煤层煤厚与含气量在滴道—东海矿区达到最大,南部坳陷带14号主力煤层煤厚与含气量在平岗—合作矿区达到最大;南部坳陷带煤层气保存条件较好,煤储层含气饱和度高于北部坳陷带,14和16号煤储层含气性饱和度>100%,可作为勘探开发的有利层位。

鸡西盆地煤层气资源量评价

准确的估算煤层气资源量是煤层气资源评价重要的任务之一。在收集和分析鸡西盆地500余个钻井资料、58个瓦斯解吸钻孔资料、多年矿井瓦斯涌出量及采集和测试大量样品的基础上,并根据不同的地质影响因素,采用不同的含气量计算方法,将盆地分成六个区块计算含气量,从而较科学合理地评价了盆地的煤层气资源量,为鸡西盆地煤层气资源勘探与开发提供了依据。

鸡西盆地梨树镇坳陷煤层渗透率展布特征

应用JHCF智能岩心流动测试仪,对鸡西盆地梨树镇坳陷的煤层,分别进行了恒定温度不同有效应力、以及恒定有效应力不同温度的渗透率敏感性试验,通过对试验所得数据整理分析,获得了煤层渗透率随温度和有效应力的变化规律,煤层渗透率随有效应力的增大呈指数式下降,而随温度的变化不明显,因此建立了煤层渗透率与地应力场和温度场关系的数学物理方程。利用数值分析方法,基于前人关于梨树镇坳陷的地质构造及应力场演化的研究,构建了区域煤层气储层的三维地质模型,计算了区域地应力场和温度场,结合煤层渗透率与地应力场、地温场关系数学物理方程,反演了区域渗透率的展布特征,为鸡西煤层气有利区选择提供了指导。

黑龙江鸡西含煤盆地早白垩世城子河组特尔姆叶(Tyrmia)的发现

报道了本内苏铁类植物化石——特尔姆叶(Tyrmia)在黑龙江鸡西含煤盆地早白垩世城子河组的新发现。介绍了特尔姆叶属的研究简况。根据新发现化石的外部形态及角质层解剖等特征,建立了新种——鸡西特尔姆叶(Tyrmia jixiensissp.nov.),并讨论了其在研究鸡西含煤盆地早白垩世时期古气候及古环境的意义。

黑龙江鸡西盆地北部穆棱组高分辨率层序地层

采用钻孔资料对鸡西盆地北部含煤岩系中穆棱组进行了高分辨率层序地层划分,共识别出3个长期、7个中期、58个短期基准面旋回。中、长期基准面旋回由上升、下降2个半旋回构成对称型结构,短期基准面旋回分为对称型和非对称型结构。通过各种级别基准面旋回特征分析,讨论了穆棱组的沉积动力学特征和沉积延续时间。认为穆棱组在鸡西盆地北部条带经历了3次盆地范围内较大规模的湖侵—湖退沉积和7次中等规模、58次小的湖侵—湖退沉积作用,延续时间为5.8 Ma。

鸡西煤的无机地球化学研究

鸡西煤田是东北地区重要的炼焦煤基地，由于受成煤环境的影响，原煤灰分较高，影响了煤炭精细加工利用和环境。采用Ｘ射线衍射、红外光谱等分析方法对鸡西煤的无机地球化学特征研究显示，煤中的主要矿物为石英、方解石、粘土矿物、黄铁矿和菱铁矿等，它们分别以不同的状态赋存于有机质中。煤灰的主要成分为ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３，其主要源自流水带入泥炭沼泽的石英和粘土等同生矿物。元素分析表明，煤中硫、磷及微量元素锗和镓等含量较低。

鸡西煤田的煤化作用模式

鸡西煤田由于多数地区受到异常古热流的影响，常存在两种或两种以上类型的变质作用相互叠加，从而导致各区的煤化作用模式各不相同，比较复杂。根据鸡西煤田北部条带各区煤变质作用的控制因素和演化特征，结合构造和沉积演化史，对比较典型的煤化作用模式进行了分析。深成变质可以划分为持续沉积变质阶段、回返褶皱继续变质阶段和回返期后继续（停止）变质阶段，具有长期性发展和阶段性变化的特点；根据岩浆侵入深度，区域岩浆热变质可划分为浅成岩浆热变质和中深成岩浆热变质，前者煤变质带分布主要与岩浆热液通道相关，后者主要受煤层与岩体之间的距离影响，深成变质奠定了鸡西煤变质的基础，而区域岩浆热变质是煤田形成大部分中、高变质程度烟煤的主要原因。

鸡西煤的煤岩学配煤炼焦研究

根据鸡西煤的煤质特点、煤岩特征及变质特征．作者采用了煤岩学配煤方法，对小焦炉配煤和半工业性配煤实验结果进行分析．结果表明：煤的镜质组反射率及惰性成分合量变化都明显地影响焦炭的质量．当煤级分散系数ｆ≤０．３５，惰性成分（质量分数）小于２０％时，可做为合适的配煤方案．

鸡西盆地下白垩统煤系烃源岩生物标志物地球化学特征

应用气相色谱和色谱—质谱等分析方法,对鸡西盆地下白垩统煤系烃源岩的泥岩和煤岩生物标志物进行研究。结果表明,泥岩正构烷烃为前高单峰型,主峰碳为C16或C18,Pr/Ph分布于1.16-2.90,Pr/nC17大于1;煤岩正构烷烃为后高单峰型,主峰碳为C23或C22,Pr/Ph分布于2.86-11.22,Pr/nC17为2.1-3.33;泥岩和煤岩OEP和CPI值集中在1.0附近,已进入成熟阶段。生标中泥岩三、四环萜烷/C30藿烷比值为2.37-3.62,C3122S/22(S+R)值为0.57-0.61,Ts/Tm为0.47-0.81,γ-蜡烷/C30藿烷为0.11-0.34之间,规则甾烷内ααα20R构型呈“V”型分布,母质来源以水生生物为主,形成于还原环境,沉积介质咸化程度高,有利于有机质的保存和转化;煤岩三、四环萜烷/C30藿烷比值低于泥岩,C3122S/22(S+R)值在0.6附近,Ts/Tm和γ-蜡烷/C30藿烷值极低,规则甾烷ααα20R构型分布呈反“L”型,母质来源以高等植物为主,形成于氧化环境,经历了较强的降解作用。

鸡西盆地梨树镇坳陷城子河组煤岩物理力学特性实验研究

鸡西盆地煤炭资源丰富，其南部的梨树镇坳陷城子河组厚度大，含煤性好，是煤层气勘探开发的重点区域。为了解该区煤岩物理力学特性，选取城子河组23#煤层岩样进行实验研究。通过测定岩样的泊松比、弹性模量、内聚力以及内摩擦角等力学参数，确定该层煤岩具有低弹性模量、高泊松比和大脆性的特性。分析煤岩物性参数得出：随着应力增加，煤岩渗透率呈指数下降，不利于煤层气的开采，而温度对煤岩渗透率影响较小；煤岩的孔隙度主要集中在3.6%～6.1%，平均约4.98%，程度偏低，中孔和小孔比较发育；低阶煤和中阶煤煤样的排驱压力相差较大，中阶煤煤样压力值较小，渗透性好；结合中值半径和退汞效率的实验数据，显示该区煤储层的渗透性整体较差。

鸡西盆地梨树镇坳陷城子河组成煤环境及其对煤层分布的控制作用

鸡西盆地是黑龙江省东部重要的含煤盆地,盆地内煤和煤层气等矿产资源十分丰富.煤层是煤矿及煤层气赋存的主体,其分布受控于成煤环境.前人围绕野外露头和煤矿区开展了一些沉积相和层序方面的研究,但对成煤环境认识较为笼统.从岩心、测井等资料出发,通过对鸡西盆地南部梨树镇坳陷沉积演化、沉积体系和成煤环境以及控煤作用深入研究,揭示研究区发育有3种成煤环境,即湖沼、曲流河河漫沼泽和三角洲平原沼泽.其中：湖沼相和三角洲平原沼泽相富煤,煤层分布广、厚度较大,是最有利的成煤环境;曲流河河漫沼泽煤层发育较差,煤层较薄,分布局限,是较不利的成煤环境。

鸡西盆地构造演化及煤层气资源量概率分布

鸡西盆地是松辽盆地外围东部勘探的重要目标区之一。早白垩世发育有多套煤系地层,且分布面积广,储量丰富,是重要的烃源岩。本文在研究鸡西盆地地质构造特征的基础上,恢复了鸡D1井区沉降史。沉降史曲线反映出该盆地经历了早期的快速断陷沉降,但其间发生过三次短期抬升与剥蚀。从下白垩统上部猴石沟组沉积开始,盆地进入了相对稳定沉降时期。海浪组沉积之后,本地区发生了较长时间(约28Ma)的抬升与剥蚀,而这一时期是鸡西盆地演化史上一次主要的构造变动期,是盆地基本构造格局的形成期。根据早期的强烈快速断陷阶段形成的煤系相关参数并运用蒙特卡罗法计算的煤层气资源量在0.1、0.5、0.9的概率下分别为8.17×1011m3、5.36×1011m3、2.41×1011m3。

鸡西煤田煤成气赋存规律

鸡西煤田赋存丰富的煤成气资源。从气源岩特征、煤层气情况、储集层和盖层特征分析入手，阐明了鸡西盆地煤成气赋存规律与远景。

鸡西煤可选性的影响因素

采用煤岩学的方法，结合浮沉实验结果，以鸡西煤田部分煤层为例对煤可选性影响因素进行了分析研究。其中矿物在煤中的赋存状态与分布特征是主要的影响因素，其次是煤岩特征与变质特征。

鸡西煤田城子河组找煤方向

鸡西煤田面临严峻的资源接替问题。以煤田探采、地震及野外勘查资料为基础,对区内煤层分布规律,盆地构造演化对煤层聚集与改造的控制作用及找煤方向进行了研究。分析认为:城子河组煤层的聚集和保存受箕状断陷的形成和演化影响较大;平面上南北两个向斜的北翼和盆地东部是煤层聚集和保存较好的区域;剖面上城子河组可采煤层主要发育于该组中下部的低水位体系域和水进体系域;位于区内南部向斜北翼的玄武岩覆盖区域有较好的煤层保存。

黑龙江鸡西含煤盆地早白垩世生物地层研究新进展

近年来鸡西含煤盆地早白垩世海相沟鞭藻及早期被子植物化石的不断发现，为确认城子河组及其下伏滴道组、上覆穆棱组的时代属早白垩世提供了重要的依据。通过海相及海陆交互相生物地层研究，恢复晚中生代黑龙江省东部古地理格局，为扩大找煤远景等提供了新的基础资料。

鸡西断陷盆地层序地层与聚煤作用研究

为得到鸡西断陷盆地早白垩世层序地层地层格架中的展布特征,运用层序地层学有关理论和方法,对鸡西陆相断陷盆地早白垩世含煤岩系进行层序地层分析,并探讨了该断陷盆地的聚煤作用。研究结果表明:鸡西盆地早白垩世含煤地层共识别出3个层序边界,划分2个三级层序,分别对应于城子河组和穆棱组;煤层的聚集主要取决于可容空间变化速率和泥炭堆积速率,而在陆相断陷盆地中,控制两者变化速率的主要因素为构造活动和气候;鸡西断陷盆地早白垩世时期处于湖盆稳定发展向萎缩阶段过渡,湖盆稳定发展阶段基底速率变化缓慢、陆源碎屑供给相对较少,可容空间增加速率和泥炭堆积速率相对平衡,主要发育了三角洲平原相,有利于煤层的聚集;在三级层序中,湖侵体系域聚煤最好,其次为低位体系域和高位体系域。

鸡西煤的X—射线衍射特征

通过对鸡西煤的X-射线衍射特征的研究,分析了鸡西煤田煤的结构及变质特征。结果表明:随着煤级增加,煤的芳香核逐渐增大,各种官能团不断脱落,煤的结构趋向于石墨化方向发展。

煤矿瓦斯抽采技术研究及应用

本文主要介绍鸡西矿区在瓦斯综合治理方面所采用的高位钻场近水平抽采、迎面仰角斜交钻孔抽采、顶板瓦斯巷抽采和边掘进边抽放等瓦斯抽采技术和方法。实践证明,通过对矿井瓦斯的有效抽采,可以使矿井的通风管理、瓦斯治理工作稳步提高,矿井安全可靠度增强。