Geochemical modeling of groundwater in karst area and its application at Pingdingshan coalfield

Several approaches including hydrogeochemistry and isotope hydrogeology have been used to investigate the karst groundwater systems at Pingdingshan coalfield in recent years. The results of the modeling and evaluation of groundwater chemistry, as parts of recent research progress at the area, are presented. The characteristics of Cambrian karst groundwater flow was analyzed in terms of tritium distribution of groundwater based on the fact that the Guodishan fault, the largest one within the coalfield, is divided into permeable (southern and northern) and impermeable (middle) sections. The evolution of groundwater chemistry, the suitability of geothermometers and the feature of karst development were deduced and discussed using the speciation modeling and mass balance approach.

平顶山煤田煤储层物性特征与煤层气有利区预测

通过对平顶山煤田采集煤样的煤质、煤岩显微组分、煤相、煤岩显微裂隙分析,低温氮比表面及孔隙结构和压汞孔隙结构测试,研究了该区的煤层气赋存地质条件、煤层气生气地质条件和煤储层物性特征.并采用基于GIS的多层次模糊数学评价方法计算了该区的煤层气资源量,预测了煤层气资源分布的有利区.研究结果表明,该区煤层气总资源量为786.8×108m3,煤层气资源丰度平均为1.05×108m3/km2,具有很好的煤层气资源开发潜力.其中,位于煤田中部的八矿深部预测区和十矿深部预测区周边地区,煤层累计有效厚度大,煤层气资源丰度高,煤层埋深适中,同时由于该受挤压构造应力影响,煤储层孔裂隙系统发育、渗透性高,是该区煤层气勘探、开发的最有利目标区.

平顶山煤田十三矿二_1煤层厚度特征及山西组聚煤规律探讨

通过对平顶山煤田十三矿二1煤层厚度特征及沉积环境等相关资料的整理、分析,认为二1煤厚度大、煤质好,但区内中部出现较大范围的分叉区,表现为煤层厚度变薄直至尖灭,其分叉型式属二分式。根据二1煤层的形成机制及其变化规律认为,影响厚度变化的主要因素为原生沉积环境,后期构造及大占砂岩的冲刷影响仅限于局部。该研究对矿井生产具有一定的指导意义。

论平顶山煤田锅底山断层

研究表明，平顶山煤田锅底山断层是１个同沉积、继承性控煤断层。它在聚煤期就已活动。从断层落差、岩性、厚度、含煤性等方面论证了同沉积性质，聚煤期后又发生了继承性的活动。锅底山断层的这一发现，对指导煤矿开采、深入研究平顶山煤田构造乃至华北板块的构造演化，均具有重要的理论和实际意义。

平顶山煤田煤层气赋存地质条件及资源潜力评价

平顶山煤田煤层气资源丰富,本文在分析煤层气赋存地质条件的基础上,对影响煤层气开采利用的煤层厚度、含气量、储层压力、吸附能力、渗透率等基本参数进行了分析,并评价了其的资源潜力。结果显示:平顶山煤田煤层厚度大,层数多,地层倾角小,各煤段基本都覆盖有泥岩、砂质泥岩等密闭性良好的区域性盖层,主采煤层二1煤厚度大,分布稳定,加之以水力封闭为主的水文地质条件,使得煤层气保存良好,赋存程度较高;煤变质程度较高,镜质组含量普遍大于60%,主采煤层主要是原生结构煤,割理、裂隙较发育,较大的吸附能力,这些有利因素为煤层气的生成和富集奠定了基础;根据煤层气试井资料,煤层渗透率普遍较低,平均仅为0.07mD,这可能与试验井煤层结构破环较为严重,裂隙多被充填致使连通性阻塞所致;煤储层压力属正常压力储层,煤层气解吸速率较高,煤层气的赋存处于欠饱和状态。

平顶山煤田地面沉降机理分析及研究

地面沉降是煤矿区最主要的地质灾害之一,它严重威胁着矿山生产安全,破坏了生态地质环境.为了深入地研究地表沉降形成的机理,从岩体应力场变化、地下水疏排、断层构造影响3个方面对造成煤矿区沉降的原因进行了比较全面地分析.同时,论述了平顶山煤田开采矿区地面沉降的发育现状,并根据丰富的岩移观测资料,确定了普遍适合本煤田各矿区的岩移参数,采用概率积分法对各矿区因采煤引发的地面最终沉降量进行了预测,预测煤田的最终沉降面积约198.07 km2.

深部煤层底板灰岩水防治体系的构建——以平煤东部三矿为例

在对断层复杂程度和突水危险性分区评价的基础上,提出了平煤东部三矿二组煤底板灰岩水的防治体系。研究区断层构造整体上较为简单,二组煤开采寒武灰岩水突水危险性较小。灰岩水治理基本以疏放为主,由此提出二组煤水害防治体系,由防治技术、防治工程、技术保障系统和矿井水资源化与矿区水资源优化配置4个子系统组成;技术保障系统是基础和保障,防治技术是手段,防治工程是核心,矿井水资源化与矿区水资源优化配置是发展方向。本防治体系的实施可以解放受承压水威胁煤炭资源476万t,底板水压下降0.3 MPa(到2020年底),完全实现二组煤的安全生产和矿井水的资源化利用。

浅析河南省平顶山煤田深部东段煤层煤质特征及利用方向

河南省平顶山煤田深部东段勘查区位于平顶山煤田的东北部。区内含煤地层为石炭系、二叠系,可采煤层为二1、四2、五2煤层。通过对各煤层物理性质、煤岩特性、化学性质、工艺性质的研究,划分本区煤炭资源煤类以肥煤、焦煤、瘦煤为主,可作为炼焦煤、炼焦配煤或工业动力用煤。研究勘查区各煤层煤质特征及变化规律,对区内煤矿开发利用具有重要的指导意义。

平顶山煤田东部二1煤层渗透性研究

为了深入了解平顶山煤田东部二1煤层的煤层气开发条件,基于井下采样电镜分析及现有煤层气参数数据,对影响煤层气开发的煤层渗透性进行了研究。研究结果表明:本区储层的渗透性较好,研究区内二1煤渗透性中部要比东北部好。

矿井典型断层导水性解析及复杂程度判识

为界定煤矿井范围内断层的性质,本文应用瞬变电磁勘探资料阐明了断层导水性,基于分形理论评价了断层复杂程度。研究表明:刘庄正断层具有较强的导水性,徐庄正断层表现为阻水性质,其余断层展现为弱导水特征;断层分形维数平均值为1.118,复杂程度整体表现为中等;刘庄正断层附近巷道掘进和工作面回采时应加强底板水害防治。

基于多方法的煤层底板突水危险性评价

选择平顶山煤田二矿、十矿和十二矿51个钻孔的隔水层厚度、断层复杂程度、含水层水压、含水层单位涌水量、采高5个因素为评价因子,以层次分析法和灰色关联分析法计算的常权权重为基础,应用变权理论确定各指标因子的变权权重;分别利用物元可拓法、模糊可变集理论、突变理论、模糊综合评价法,对煤层底板突水危险性进行评价并确定突水危险性等级。与实际开采情况的对比分析证明,模糊可变集理论是最适宜研究区的底板突水危险性评价方法,评价结果与开采实际较为吻合。模糊可变集理论的评价表明,二矿、十矿、十二矿带压区内安全区占比分别为4.08%、14.30%、0,低威胁区占比分别为76.91%、83.14%、85.78%,高威胁区占比分别为19.01%、2.56%、14.22%,研究区内暂无危险区。

平顶山煤田南部二叠系煤层煤相演化规律研究

基于不同沉积环境形成的煤在显微组分、储层物性等方面有很大的差异,为了能够在后续的研究中找出沉积环境对储层物性的影响,在平顶山煤田采集不同煤层的多个样品,利用光学显微镜进行煤岩显微组分鉴定分析,对平顶山煤田南部二叠系煤层的煤相进行了分析研究。结果表明:平顶山煤田南部地区煤层显微组分以镜质组为主,主要矿物为黏土类矿物及黄铁矿。根据不同煤相参数之间的差异性将研究区煤相划分为:较浅水覆水森林沼泽、湿地草本沼泽、弱覆水湿地草本沼泽、潮湿森林沼泽相、低位沼泽五种类型。庚20煤层沉积环境由湿地草本沼泽到低位沼泽再转换为较浅水覆水森林沼泽;己15煤层由底部湿地草本沼泽变为中上部弱覆水湿地草本沼泽。戊8煤层从底部的湿地草本沼泽转变为潮湿森林沼泽,后转变为湿地草本沼泽,最终转化为较浅水覆水森林沼泽。

平顶山煤田水文地质单元划分

分析了平顶山煤田自然地理条件、地质条件和水文地质特征,并据此进行了水文地质单元划分,将平顶山煤田划分为3个一级水文地质单元,2个二级水文地质单元。结合水文地质单元划分的结果和矿井生产实际,给出了水害治理的思路和措施。