特厚煤层工作面煤厚变化电磁波透视响应特征

目的为掌握煤厚变化对特厚煤层工作面电磁波透视探测的影响,以准确圈定地质异常区,保障工作面安全高效生产。方法根据煤层工作面地质条件,利用三维仿真软件,对煤厚变化进行了电磁波透视数值模拟,并结合工作面探查实例进行了分析。结果0~20m煤厚范围,随煤厚减小,电磁波透视场强值呈抛物线下降趋势,可分为缓慢降低(煤厚≥9m)、明显降低(9m>煤厚≥5m)和快速降低(煤厚<5m)3个范围。煤厚10m以上的工作面适合于依据相对煤层变薄程度和变薄区煤厚来分析透视电磁波响应:变薄程度>1/3正常煤厚且煤厚<8m的薄煤区有明显响应,变薄区煤厚越小,透视电磁波场强降低越显著。煤厚10m以下的工作面,可以仅依据相对煤层变薄程度分析透视电磁波响应:变薄程度>1/4正常煤厚的薄煤区有明显响应,变薄程度越大,透视电磁波场强降低越显著。陕西金源招贤矿业有限公司特厚煤层1304工作面探测实例表明:正常煤厚变化及薄煤区的电磁波响应特征与数值模拟结果一致;工作面物探圈定的落差1m以上断层及薄煤区范围,与实际揭露范围相吻合。结论利用煤厚变化电磁波响应特征能够可靠地探查特厚煤层工作面地质异常区范围。

渝南地区二叠系龙潭组C_(25)煤层煤层气基础地质条件分析

渝南地区二叠系龙潭组煤层气勘探开发处于起步阶段,为揭示该区主力煤层C_(25)的煤层气基础地质条件,基于区内煤田钻孔、煤层气钻井获取的地质资料和实验测试数据,对煤岩煤质、煤层孔渗、含气性等特征进行了分析。结果表明:研究区二叠系龙潭组C_(25)煤层具有“发育稳定、厚度相对大、孔渗低、变质程度高、含气量高”的特征。C_(25)煤层全区发育稳定,呈“北厚南薄”的趋势,北部一般大于1.5 m;煤岩煤质属于半亮型煤;有机组分中镜质组含量介于51.7%~72.2%;镜质组最大反射率整体介于1.8%~2.2%,变质程度处于高成熟—过成熟阶段;煤岩孔渗较差,孔隙度介于3.46%~8.46%,渗透率大多低于0.01×10^(-3)µm^(2);含气性好,一般大于10.0 m^(3)/t;同时,煤层顶底板均为良好封隔层。结合綦煤1井、Y2井产气效果,认为渝南地区二叠系龙潭组C_(25)煤层具备较好的煤层气勘探开发基础地质条件。

大宁—吉县区块深部煤层气富集主控因素分析及地质工程甜点区评价

精准评价和合理优选煤层气地质工程甜点区是翔实制定勘探开发一体化方案的基础。本文聚焦大宁—吉县区块深部石炭系本溪组8^(#)煤层,充分利用研究区煤心描述、分析化验、测录井、地震及开发动态等资料,通过研究区深部8^(#)煤层的各种资料系统整理和深入剖析,从煤层顶底板岩性、厚度、构造、沉积环境及煤岩特征等方面,系统探讨了深部煤层气富集的主控因素,并建立了地质工程甜点区评价标准,进而划分了研究区的地质工程甜点区。研究结果表明,煤层气富集主要受顶底板岩性、构造及煤岩特征等影响,沉积环境对煤层气富集的影响多体现在顶底板岩性组合及封闭性等特征上;研究区评价出地质一类、工程一类有利区411.5 km^(2),资源量1 038.75×10^(8) m^(3);地质二类、工程一类有利区596.2 km^(2),资源量1 192.4×10^(8) m^(3);地质二类、工程二类有利区287.4 km^(2),资源量574.5×10^(8) m^(3)。

吐哈煤田艾丁湖一区煤炭地下气化地质评价体系

【目的】煤炭地下气化(underground coal gasification,UCG)是传统采煤技术的革新,系统的地质评价体系构建和科学的地质选层是UCG成功的先决条件。【方法】以吐哈煤田艾丁湖一区煤储层为研究对象,采用层次分析法、变异系数法和逼近于理想值的排序方法(TOPSIS法)等数学分析方法,从煤岩煤质、煤层赋存、含水层与围岩、地质构造、有害元素、地质勘查程度等方面进行了系统分析,深入探究了吐哈煤田艾丁湖一区UCG的可行性,同时构建了UCG地质选层资源评价体系并进行了气化炉址的地质选层。【结果和结论】结果表明:研究区煤的煤阶较低,煤层水分灰分较低、挥发分适中,煤层较多,煤体结构和煤层地质构造较简单,煤层埋深适中,顶底板岩性多为泥岩和粉砂岩、细砂岩,断层不发育,煤炭储量丰厚,煤层有害元素含量低,地质勘查程度较高,适宜进行UCG工作;优选出煤种、煤层埋深、顶底板岩性、煤炭储量等23个地质因素作为二级评价指标,通过合理的数理统计和科学的定量化转化,计算出了其综合权重并进行了分级处理,建立了适用于研究区的UCG多层次地质选层资源评价体系;基于该评价体系,运用加权求和法和TOPSIS法优选出的艾丁湖一区UCG有利煤层前3位均为8上>11号>7-3号煤层,最终确定8上号煤层为研究区UCG工作的最有利煤层。研究结果可为该区后续的地下气化工作实施提供科学依据,也对其他地区UCG地质选层具有借鉴意义。

复杂地质条件下厚煤层的智能化采煤关键技术探索与实践

针对煤炭智能化开采方面存在的自动化生产效率不高、装备工艺相对落后、人员安全保障手段不足、科技创新成果转化效率不高等问题,以国能神东煤炭集团有限责任公司石圪台煤矿为例,将智能化开采作为核心,推进煤矿产业转型升级。项目整合了矿压分析预警、采煤机自主割煤等新工艺技术,升级装备如智能搬运机器人,并引入AI技术如步态识别提高安全性。以石圪台煤矿31309工作面为试点,建成灾害智能管控系统,全面提升了生产效率和安全保障水平,并创造了良好的经济效益、安全效益和社会效益,为智能采煤工作面提供良好的思路和技术支持。

河南省新安煤田郁山井田深部煤层及工程地质特征研究

为新安煤田后期远景规划和下一阶段的勘查工作提供必要的资料,分析了河南省新安煤田郁山井田深部煤层及工程地质特征,研究得出,研究区的可采煤层为二1煤层,属大部分可采煤层,位于二叠系下统山西组下部,煤厚0.00~3.61 m,平均1.47 m,煤层结构简单,煤层的稳定程度为较稳定;研究区内构造中等,煤层顶底板较弱,对矿床开采有一定的影响,工程地质条件属中等,研究区地温梯度一般在1.33~1.99℃/(100 m),全区平均地温梯度值为1.61℃/(100 m),为地温正常区。

槽波透视勘探技术在探查煤矿采煤工作面内部地质构造中应用研究

以某煤矿8102里工作面为例,基于工作面勘探工作任务和地球物理特征,合理制定槽波透视勘探技术在工作面内部地质构造任务探查中应用时的施工方案,分析槽波透视处理成果,综合解释工作面内部地质构造,指出工作面内部地质异常区域和煤层厚度变化趋势。

急倾斜煤层老采空区地基稳定性评价

为了保障采空区地表土地高效利用,掌握采空区地基稳定性现状对后期城市规划、确保人民生命财产安全意义重大。以唐山市某煤矿下伏急倾斜煤层老采空区为研究对象,在明确老采空区地质条件、煤层开采情况下,综合采用瞬变电磁法、三维高密度电法探测手段,并在重点区域布设钻探工程加以验证;结合本地实际经验及地质调查成果资料,运用概率积分法计算得出研究区地表残余变形,进而掌握研究区地基整体稳定性。结果表明:①研究区内存在多处残留采空空洞,其分布特征与煤层露头分布走向相关性较好;②研究区未来地表沉降变形将以残余变形为主,地表最大残余下沉量为300.68 mm,地基稳定性为欠稳定—基本稳定。鉴于采空区分布及地表残余变形计算结果,综合分析认定研究区地基稳定性较差,为保证土地后续安全利用,需采取高效治理措施。该研究方法可为急倾斜煤层老采空区探测及地基稳定性评价提供技术参考。

论中国煤炭地质勘查工作在新条件下的定位与重大研究问题

煤炭是我国的主体能源和重要的煤化工原料,新中国成立70多年来煤炭地质勘查工作紧密结合国家战略需求,为国家探明了急需的煤炭资源,保障了国家煤炭能源供应。通过系统总结近年来我国煤炭地质工作取得的主要成果,分析了当前新条件下煤炭地质工作发展面临的重大研究问题,明确了煤炭地质勘查工作定位,提出“1个理论、10个主要技术”的重点攻关研究思路,拓展了煤炭地质勘查工作的研究范围,对保障煤炭资源在我国经济和社会发展中发挥好“稳定器”和“压舱石”作用具有重要研究意义。研究认为:(1)新条件下煤炭地质勘查工作已由以保障煤炭能源资源安全为主发展为既要保障煤炭能源资源安全供应,还要为绿色矿山建设、矿山智能化开采与生态安全服务的煤炭生态地质勘查新阶段。(2)提出了煤炭地质勘查工作今后的重点是资源勘查与利用、地质条件评价与动态地质事件预警、矿山环境治理修复与生态地质层功能作用复原、地质条件改性等方面的10大重点攻关问题。(3)针对煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源赋存特点,需研究建立煤与煤系共伴生矿产协同勘查模式,在关注“煤”的同时,加大对煤系、煤盆地全域性的多矿产聚集规律和各类资源研究,推动煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源协同勘查与开发利用。(4)针对煤炭智能化开采面临的地质保障问题,加强多手段协同技术开展开采扰动条件下地下水渗流介质及流场演化规律研究,瓦斯(煤层气)逸散和突出机理等隐蔽致灾因素研究,为矿井水、气灾害防治等隐蔽致灾地质因素勘查和资源化利用提出精准分析与预测预报。(5)针对新条件下,煤炭地质勘查工作提升至煤炭生态地质勘查工作的发展需求,提出采用地质手段开展生态环境治理修复新思路,核心是通过人工干预和修复被扰动或破坏的生态地质层,形成与周边地质和生态条件等功能相协调的人造地质体。

地质构造对煤层复杂性影响的定量评价方法

定量分析地质构造条件对煤层复杂性的影响,进行煤层复杂性的定量评价,对于不同复杂度煤层开采方法的选择等具有重要意义。经过分析和确定煤层复杂性的影响因素,提出"煤层复杂度"概念,并根据煤层复杂度对煤层进行了新的定量分类。通过对影响煤层复杂性关键因素——地质构造的多级定量分析,建立了基于地质构造条件的煤层复杂性评价指标体系,根据模糊数学建立了煤层复杂性评价模型,应用层次分析法确定了各级评价指标的权重,提出了煤层复杂性模糊综合评价方法,实现了煤层复杂性的定量评价。

天津静海含煤区无井式煤炭地下气化选址地质评价模型

地质条件对煤炭地下气化选址起着重要作用。运用二级模糊综合评判法,从勘探情况、煤层特征、煤质特征、水文条件4个影响因素入手,构建了天津静海含煤区无井式煤炭地下气化地质评价模型,并通过质量守恒物料衡算与室内模拟实验结果对比验证了模型的适用性。研究认为:影响无井式煤炭地下气化的地质条件所占权重依次为勘探情况>煤层特征>水文条件>煤质特征,综合得分高于70的区域为无井式煤炭地下气化适合区,60~70分为比较适合区,低于60分为不适合区。天津静海含煤区5号煤层综合评分为78.89分,为无井式煤炭地下气化适合区,扣分项主要来自于埋深、CO2反应活性(900℃)和黏结性。物料衡算所得煤气组分与室内模拟实验所得煤气组分相对误差均在允许误差15%范围内,有用组分(H2+CO+CH4)相对误差为2.63%,证明了所建模型的适用性,对后期生产规模设计和现场生产具有一定的指导意义。

底板采动导水破坏带深度求取方法研究

准确预测底板采动导水破坏带深度是合理设计底板防水安全煤岩柱,解决煤矿底板突水问题的关键。综合分析了开采深度、煤层倾角、煤层开采厚度、工作面斜长等地质采矿条件对底板采动导水破坏带深度的影响。以27个典型工作面实测数据作为训练和测试样本,通过合理选择SVM中核函数、不敏感损失系数、惩罚因子等参数,建立了底板导水破坏深度与各影响因素之间的SVM回归模型。最后进行了测试分析,测试结果表明,采用SVM所建立的关系模型可以较好地根据各影响因素求取底板采动导水破坏带深度,获得的底板导水破坏带深度精度可靠、能够满足设计需要。研究成果表明:采用SVM的方法计算底板采动导水破坏带深度是可行的,该方法可以综合考虑对底板采动导水破坏带深度影响的多种因素,为今后快速准确地计算底板采动导水破坏带深度提供了一种新的方法。

金鸡滩井田开采地质条件的模糊综合评判

煤炭开采方式受开采地质条件控制。开采地质条件包含多种因素,每一因素对采矿方式的适应度没有明显的界限,只是模糊概念。将影响金鸡滩井田煤炭生产的地质因素分为煤层赋存特征、构造发育特征和其他因素3大类以及14个评价因子;采用"降半梯形"法和专家打分法确定其隶属度和权重值;通过二级模糊综合评判,结果显示,金鸡滩井田比较适合机械化综采。经与同一矿区内邻近生产矿井类比,评判结果是合理的。

高产高效矿井地质条件的定量预测与检验模型

提出地质等性块段法与模糊综合评判法相结合评价煤层开采地质条件的方法，对评价指标系统、验证指标系统、指标值赋值及合成、权系数和算子选定、评价方法及评价结果的验证、评价工作流程作了阐述，通过实例证明该方法客观可靠，有推广价值。

复杂地质条件下急斜厚煤层巷道变形特征

在急倾斜煤层的综放开采过程中,巷道变形与失稳对安全生产影响极为严重。乌鲁木齐矿区地质条件极为复杂,主采煤层均为急倾斜特厚煤层,地压活动强烈,煤岩接触带巷道局部变形、冒顶与底鼓严重,且有局部垮塌现象。通过对大洪沟矿+555B1～B6巷道围岩松动范围进行监测分析与评价,其巷道总体稳定性较好,因其处于煤带转折附近,地质构造复杂,煤层错位、松散、破碎。

基于GIS的综采地质条件模糊综合评价模型研究

为了准确获取矿井综采地质条件情况,进行综采场地快速圈定,根据综采对地质条件的特殊要求,提出了一套较完善的评价指标体系,研究了评价结构与指标量化方法,采用了分维值作为刻画构造复杂程度的评价指标,并实现了分维值的自动计算.建立了基于GIS的综采地质条件模糊综合评价模型,基于GIS组件MapX开发了综采地质条件模糊综合评价系统,快速获取评价过程中所涉及到的各种指标数据,并对综采块段动态进行评价.评价模型在刘桥二矿得到了应用,获得了各评价采区地质条件优度值,给出了评价采区煤炭资源的开采工艺和最优开发接替顺序,为综采场地的快速选择提供了保障.

综采工作面煤厚变化电磁波透视探测响应

综采工作面常有较大的煤厚变化,影响煤炭安全高效生产,需要在回采前探测煤厚变化情况。为掌握煤厚变化对电磁波透视探查的响应特征,采用仿真软件,建立了工作面三维模型,对不同煤岩电阻率比值的煤厚变化进行了电磁波透视探测模拟。结果表明:随煤厚减小,不同煤岩电阻率比值的透视场强值均呈抛物线型下降,说明煤厚越小,电磁波透视能力越差;同一煤厚值,煤岩电阻率比值越大,透视场强值越大,能够透视的距离越大;煤厚8 m以下工作面,场强变化率大,煤厚变化引起的场强值变化明显,可以仅采用相对煤厚变化解释地质异常变化情况;煤厚8 m以上工作面,场强变化率值相对较小,煤厚变化引起的场强值变化不明显,不能仅采用相对煤厚变化解释地质异常区,应结合煤岩电阻率比值和正常煤层厚度,根据煤厚场强变化率来确定恰当的煤厚变薄值来圈定地质异常区。陕西金源招贤矿业有限公司1305工作面探测结果表明:工作面煤层厚度从16.4 m减薄到11.2 m,平均场强变化率为1.2338 dB/m,反映特厚煤层工作面随煤厚减小透视场强值缓慢降低。淮河能源集团张集矿1610A工作面探测结果表明:工作面煤层厚度从5.8 m减薄到2.0 m,平均场强变化率为3.7038 dB/m,反映厚煤层工作面随煤厚减小透视场强值快速降低。研究结果可以合理地判识薄煤区范围以及煤层变薄程度,可靠地圈定地质异常区。

薄煤层综采工作面过复杂构造带回采技术

通过对李子垭煤矿23082工作面断层群分布及工作面影响范围进行全面分析,结合国内综合机械化采煤工作面过断层及矿井综合机械化开采实践经验,制定了针对过大断层群的安全技术措施,总结了过复杂地质构造带的实践经验,减少了煤炭资源浪费,为类似条件煤层开采积累了宝贵技术经验。

开采地质条件量化评价技术研究

探讨了应用人工神经网络进行煤炭开采地质条件定量评价的方法 ,结合东坡井田实际 ,分析了井田生产的主要影响因素 ,使用有序地质量最优分割方法和插值方法准备学习样本对网络进行训练 ,并对 BP网络模型的输入层、隐含层和输出层的构置进行了优化 .结果表明 ,网络经过学习样本的训练 。

薄基岩浅埋煤层综采工作面矿压规律及围岩控制研究

通过对大柳塔22614薄基岩浅埋深综采工作面的矿压实测研究,对其矿压显现特征及来压规律进行了详细的分析,并对支架对工作面的适应性做了评价。得出如下结论:周期来压步距随基岩厚度增大而增大,来压强度随基岩厚度增大而减小,基岩变厚区比基岩变薄区来压步距大、来压强度大,9000kN支架基本符合该工作面开采要求等。