潘集矿区深部现今地温场特征及其构造控制

潘集矿区深部勘查区是淮南煤田未来主要的接替资源地,但煤炭深部开采必然会面临严峻的地热地质问题,而前人对该区的研究多局限于浅层地温资料的预测评价,制约了对深部地热条件的认识。为此,此次依据潘集矿区深部最新的地面钻孔井温测井数据,结合浅层地温和井下巷道岩温测试等相关地质资料,研究该区现今地温场特征,并从多方面分析地质构造对该区地温场的控制作用。研究成果表明,在垂向上地温与深度呈较好的正相关关系,地温梯度整体上随深度的增加而递减;平面上地温梯度介于20.9~36.2℃/km之间,平均值为26.7℃/km,总体上呈由潘集背斜核部向两翼和外围逐渐降低的趋势。该区现今地温场主要受潘集背斜的构造控制,导水断层也是该区局部地温异常的主要原因之一,岩浆岩的放射性生热作用也在一定程度上影响煤系岩层的生热结构。

氢氧同位素对淮南潘集矿区地下水的指示作用

地下水是淮南潘集矿区的重要水源,为了查清淮南潘集矿区各含水层组相互关系,分别在孔隙、裂隙含水层组中相应的长观孔、水源井及井下出水点取水样测试氢氧同位素。结合淮北平原现代水和古水分界线,利用氢氧同位素针对性地分析孔隙水和裂隙水受采煤活动的影响。分析结果表明:天然状态下,潘集矿区深部水、煤系水、太灰水和奥灰水都属于古水;在开采影响下,开采区域深部水接受浅部水和地表水补给,部分煤系水接受上覆现代水补给;潘集矿区新生界浅部水和奥灰水发生了δ^(18)O漂移,潘北矿存在明显的δD漂移。

潘集矿区塌陷水域水质评价及其综合利用

采煤塌陷水域是淮南潘集矿区一种特殊的地表水体。为了对潘集矿区塌陷水域进行水质评价和提供水资源综合利用的理论基础,选择了潘一矿区典型的两个塌陷水域,采用格网法布设39个采样点对水质进行全面采样监测,分析了水体的重金属元素和部分理化指标并运用数学模糊综合评判法对水质进行了评价。结果表明,封闭性较好的1#水域水质由水体中间向两岸呈递减趋势,中间断面水质为Ⅲ类;与泥河连通的2#水域水质较差,所有监测断面水质均为Ⅳ、Ⅴ类。由于矿业污染源的影响,导致2#水域的重金属元素污染强度高于1#水域。各塌陷水域均已受到不同程度污染,然而丰富的塌陷水资源若合理保护和综合开发利用可带来显著的环境效益和经济效益。

矿井层间滑动构造定量评价——以潘集一矿为例

煤层及其顶底板中滑动现象极为普遍。层滑构造是导致煤层不稳定的主要因素,常常造成煤层厚度的突然变化,甚至形成无煤区,严重影响煤炭生产。为了掌握并了解矿区层滑构造的分布规律及发育强度,采用模糊综合评判法,取煤层层滑断层密度、煤层异常指数、断层密度、断层的强度指数、构造煤的发育强度指数、岩层组合关系量化参数6个评价指标,对矿区层间滑动构造复杂程度进行评价。结果表明:采用模糊综合评判法所得评价结果与矿区揭露结果相似。结合矿区地质条件预测深部未采区层滑构造发育程度取得了良好的效果,这为矿区生产部署提供了参考依据。

淮南潘谢矿区浅部煤层开采时压架致灾水文地质特征分析

淮南潘谢矿区浅部煤层被新生界厚松散层直接覆盖,开采过程中受到矿山采动压力和高水压共同作用,发生了多个工作面压架事故,经济损失严重。通过对压架工作面水文地质条件的分析和成功回采的类似工作面开采条件比较,认为工作面顶板中老顶中厚层砂岩直接覆盖在煤层之上、老顶以上无承载层,顶板砂岩裂隙发育、富水性强、水压高,防水煤柱尺寸较小等因素是导致工作面出现压架事故的主要因素。并提出了合理布设保护煤柱及工作面参数,做好工作面顶板岩层富水性及地质异常体的探查,加强工作面矿压观测,加快工作面开采速度等防治建议。

潘谢矿区煤层顶板砂岩水害分析与防治措施

通过对潘谢矿区几起典型出水事故案例的分析,总结出工作面顶板砂岩出水具有出水时间短,水量迅速增大,储量以静储量为主等特点,分析了影响顶板砂岩涌水的主要因素(砂岩的发育厚度、埋藏深度、地质构造的影响、地下水对其补给的条件、煤层采动对覆岩的破坏程度、工作面的推进速度、钻孔的封闭质量等),并提出防治煤层顶板砂岩水害的综合措施。

基于构造复杂程度定量评价地质构造对煤层瓦斯的控制作用

地质构造控制着煤层瓦斯的赋存,造成了矿井瓦斯分布的不均一性。在分析潘集矿区13-1煤层瓦斯地质资料的基础上,利用煤层底板等高线图反映的地质构造信息,在煤层瓦斯含量测试点以1 km2的方形为瓦斯地质单元计算地质构造复杂程度综合系数。研究区根据运储条件共划分6个地质单元,建立地质构造复杂程度综合系数与煤层瓦斯的函数关系。结果表明:矿区各瓦斯地质单元煤层瓦斯含量与地质构造复杂程度综合系数具有明显的负相关关系,两者之间线性关系显著,可见利用地质构造复杂程度综合系数进行未采区煤层瓦斯含量预测是可行的。

淮南潘集外围深部煤层气地球化学特征及成因

潘集外围深部煤层气甲烷碳氢同位素分布及其成因对该区煤层气藏的形成和分布规律、煤层气资源评价均具有重要意义。采集了潘集外围深部主要煤层共25件煤样,通过解吸实验获得解吸气样进行了组分、甲烷稳定碳氢同位素测试,分析了深部煤层气组分及稳定同位素分布特征,探讨了煤层气稳定碳氢同位素随埋深的变化特点,结合煤层气形成与演化过程、煤的变质程度分析了煤层气稳定同位素的地质影响,通过Whiticar成因图版揭示了深部煤层气成因,结合相关经验模型估算了煤层气不同成因来源气所占比例。研究结果表明:深部煤样解吸煤层气中CH_4含量介于16.2%~96.68%,平均为71.60%,重烃含量介于0.35%~32.13%,平均为9.86%,N_2含量介于0.13%~74.72%,平均为21.20%,CO_2含量介于1.62%~27.26%,平均为7.30%。自浅部至深部煤层甲烷碳同位素变化于-45.46‰^-31.17‰,平均为-40.92‰,甲烷氢同位素变化于-199.99‰^-133.87‰,平均为-178.04‰,稳定碳氢同位素具有随深度增加偏重的特点。构造热演化史表明研究区煤层气以热成因气为主,兼有生物气可能,研究区煤层Ro,max介于0.702 2%~0.998 3%,主要为气-肥煤,生成的煤层气为湿气,油型气的输入使得δ^(13)C_1偏重。Whiticar成因图版分析表明研究区煤层气为以热成因为主,经历了后生改造作用的混合气。估算结果表明13-1煤、11-2煤、8煤、7煤、6煤、5煤、4煤、3煤、1煤生成的煤层气中热成因气比例超过80%,生物气主要由CO_2还原作用所形成。

淮南潘集矿区农田土壤重金属污染特征及在小麦中累积特征研究

为探究淮南潘集矿区内农田土壤和小麦中重金属的污染状况,选取了16块研究样地,测定其农田土壤和小麦不同部位中Cu、Zn、Pb、Cd、As含量,利用生物富集系数(BCF)和转运系数(TCF)分析重金属在小麦中的迁运行为,并进行重金属化学形态分析和潜在生态风险指数分析。结果表明,矿区农田土壤Zn、Pb浓度平均值低于背景浓度,Cu、Cd、As浓度平均值分别是背景浓度的1.03、4.17、1.81倍。5种重金属的化学形态以残渣态为主,Cu、Zn、Pb、Cd、As的残渣态质量分数平均值分别为47.44%、50.33%、43.36%、46.84%、98.86%。矿区农田土壤重金属综合潜在生态风险指数处于轻度或中度等级,相对较轻,主要贡献重金属是Cd。Cu、Zn易于富集在小麦地上部分,Pb、Cd、As大部分富聚在地下部分。

淮南矿区潘北矿A组煤层首采工作面开采地质条件探查分析

淮南矿区A组煤层进入开采实施阶段,潘北矿A3层工作面作为全区首采面,其安全开采地质条件评价至关重要。针对矿区A组煤层特殊的地质条件,综合钻探及地球物理探查成果,运用无线电波透视以及三维并行电法技术,对潘北矿A3层首采工作面的煤层、构造及水文地质条件进行了分析与评价。其中无线电波透视技术解释工作面内7处构造异常,其中1处异常断层及裂隙发育、局部煤层变薄,对回采影响很大;并行电法技术发现顶板异常5处、底板异常3处,根据异常范围,分别圈定顶板3处、底板2处为重点防治水区域。该结论经钻孔验证可靠性较高。

潘集矿区采煤沉陷地生态修复模式研究

根据潘集矿区沉陷地自然条件和社会条件,对潘集矿区沉陷特点及危害进行分析,依据相关生态修复原理和方针,提出适宜该矿区发展的生态修复模式,包括非充填采煤沉陷地生态修复和充填采煤沉陷地生态修复两大类。

淮南潘集矿区新生界松散下部含水层水文地质条件的研究

通过现场土工试验,对淮南潘集矿区下部含水组的水文地质特征进行了分析,得出潘集矿区富水性区域可分为潘一、潘三、潘二井田的中等富水和潘北井田的弱富水两种类型;在潘北矿东翼三个井筒附近,砂性土的给水度大于深部粘性土的给水度,且潘北矿东翼三个井筒附近下部隔水层具有良好的隔水性能;对处在非天窗区的潘北煤矿三个井筒下部含水层(组)底部的黏土试样,进行X射线衍射试验和膨胀性测试,其结果表明在潘北矿东翼三个井筒附近下部隔水组1具有良好的隔水性能.

杨庄煤矿区农田塌陷水域多介质OCPs污染特征及生态风险研究

为研究采煤活动影响下农田塌陷水域有机氯农药(OCPs)的污染特征及潜在生态风险,使用GC-MS对淮南潘一矿的杨庄农田塌陷区水体和底泥中的OCPs特征污染物六六六(HCHs)及滴滴涕(DDTs)进行质量浓度测定,利用ArcGIS进行OCPs分布特征及来源研究,并选择共识沉积物质量基准法(CB-SQGs)对潜在生态风险进行分析。结果表明:杨庄沉陷区溶解态ΣOCPs质量浓度范围为72.06~218.89 ng·L^-1,均值为167.32 ng·L^-1;悬浮态和沉积态ΣOCPs范围为199.35~405.04 ng·g^-1dw和24.34~1 247.32ng·g^-1dw,均值为277.07 ng·g^-1dw和238.78 ng·g^-1dw;悬浮态和沉积态OCPs质量浓度自上游向下游方向随水流呈削减趋势;杨庄塌陷水体中HCHs主要来自于林丹,DDTs主要来自于农业三氯杀螨醇;溶解态OCPs低于国家Ⅲ类水质标准限额,处于低生态风险水平;悬浮态和沉积态OCPs处于中高生态风险水平,其中沉积态OCPs毒性发生率略低于悬浮态OCPs毒性发生率。

潘集矿深部26-3孔煤系地层工程地质特征评价

以淮南潘集煤矿外围(深部)勘查区工程地质钻孔26-3孔为研究对象,通过统计分析含煤段地层的岩性厚度、RQD和抗压强度三方面特征,评价了钻孔煤系地层工程地质特征,并在此基础上划分了工程地质岩组;结果表明该钻孔工程地质条件较差,煤层顶底板多为泥岩,力学强度低,稳定性差。

Controlling Effects of Surrounding Rock to Coal Seam Gas Occurrence

Surrounding rock of coal seam was one of the important factors to gas occurrence. The coal seam gas occurrence was studied by the index of roof strata thickness or sand content rate;we found that there were certain shortcomings. In order to reasonably evaluate the influence of coal seam surrounding rock on gas occurrence in Panji mining area, we quantitatively evaluated the effect of coal seam surrounding rock on gas occurrence by influence coefficient of roof strata thickness, and built six mathematical models of the variational gas content in the mining area which is divided into six gas geological units. The results shows that the coal seam gas content is mainly influenced by 20 mroof strata in each gas geological unit, the gas content presents the tendency of increase, and with the influence coefficient of strata thickness increases, they exist a significant linear relationship.

煤矿塌陷水域水环境现状评价及综合利用分析

为了准确评价煤矿塌陷水域水质,采用主成分分析法和模糊综合评价法2种方法并进行改进,构建煤矿塌陷水域水质综合评价模型。选择了淮南潘集矿区14个大型塌陷水域,布设采样点对水质采样监测,综合评价塌陷水域水质污染现状。评价结果显示,改进后的主成分分析法计算的第一主成分方差贡献率显著提高,方差贡献率达98%;第一主成分方差贡献率大于85%,采用第一主成分所有指标作为模糊综合评价法评价因子,评价结果显示各塌陷水域受到了不同程度的污染。由于选取了统一的评价指标项,同类型塌陷水域的水质评价结果具有可比性,评价结果可以为合理规划利用塌陷水域水资源、建设淮南"平原水库"提供基础资料。