氡气放射性测量在煤矿采空区探测中的应用

煤层采空后容易富集氡气,而上覆岩层裂隙及断层等构造又有利于氡气上移,因此探测氡气异常可以确定采空区。在山西省吕梁地区临县某工作区,利用氡气放射性测量,并结合瞬变电磁方法,有效的解释了该区采空区的范围。该区共布设氡气测线19条,测点634个。经统计计算氡气平均值为8.84,解释异常阈值为12.58。通过介绍已知采空区氡气放射性曲线特征及典型测线瞬变电磁电阻率断面与氡气放射性曲线对比,分析其不同地质条件下氡气解释范围出现的原因。根据该区氡气测量等值线平面图与3号煤顺层视电阻率等值线平面图的解释结果,确定了该区4个采空区的位置及范围,该结果在后来的生产过程中都得到了验证。     

登封香山煤矿氡气测量和电法勘探的地质效果

该文介绍了河南登封香山煤矿氡气测量与电法勘探工作情况及其地质效果。利用放射性氡气测量的方法,基本查清了该区的构造情况,提出了北西向主干断层和北东向断层的切割和穿插有利于该区煤的生成和聚集。利用激电测深和五极纵轴电测深均在未知区找到了煤层,并对电测资料的解释进行了探讨。     

主动瞬时活性炭吸附土壤氡气测量方法初探

研究了主动式活性炭吸附土壤氡气测量方法。在氡室条件下,利用设计的取样装置对主动式活性炭吸附法中活性炭吸附能力、取样量、取样速度等影响因素及测量参数开展了实验研究,并进行了该方法与其他3种不同土壤氡气测量方法的野外对比实验,相对于传统的被动式活性炭累积测氡,该方法工作效率高,为土壤氡气测量在勘探找矿、环境监测等领域的应用提供了一种全新的测量方式。     

基于分形理论确定地下煤层自燃火区范围

探测地下煤层自燃火区位置与范围较为有效的方法是地面氡气测量。针对传统地面氡气测量方法存在特定条件限制、地球化学意义不明显的不足,通过分析地下煤层自燃火区地面测氡采集到的数据,分别应用传统方法和分形理论的含量-总量法、含量-周长法确定氡值的异常下限。通过比较三者确定的异常下限以及所圈定火区范围的不同,发现分形方法圈定的火区范围更加合理。      

煤层采动裂隙与氡气浓度相关性研究

煤层的开采极易导致采动裂隙直接连通地表,引起煤层自燃、地下水流失等灾害现象.掌握煤层上表岩层中裂隙发育特征,是解决上述问题的基础.将氡测量技术引入到煤炭采动裂隙发育研究中,通过实验模型模拟,分析得出了沙基型煤层采动裂隙分布与氡气浓度之间的相关规律.     

新疆煤田火烧区特征及其勘探灭火问题的探讨

煤田火烧区的存在，给勘探、建井、开矿均带来一定的危害。本文重点论述新疆煤田火烧区的特征，煤田火烧区的危害和煤田火烧区的主要形成因素，经过各种勘探方法的对比，选用地面物探方法（磁法和自然电场法）查清了煤层火烧区的分布范围和煤层地下燃烧状态。物探成果资料经钻孔验证技术效果良好，根据煤层高温燃烧区定期观测剖面测定结果，对新疆煤田火烧区储量的损失作了科学的推算。对煤田高温燃烧区灭火方法作了简要说明，并对灭火效果提出了一定见解。对灭火工程的验收程序提出了合理化建议。     

新疆煤田火烧区特征及灭火问题探讨

煤田火烧区的存在，给勘探、建井、开矿均带来一定的危害。重点论述新疆煤田火烧区的特征、危害和主要形成因素，经过各种勘探方法的对比，选用地面物探方法(磁法和自然电场法)查清了煤层火烧区的分布范围和煤层地下燃烧状态。物探成果资料经钻孔验证技术效果良好，根据煤层高温燃烧区定期观测剖面测定结果，对新疆煤田火烧区储量的损失作了科学的推算。对煤田高温燃烧区灭火方法及灭火工程的验收程序效果提出了合理化建议。     

综合物化探方法在寻找隐伏铀钼矿床中的应用

在大官厂铀钼矿区北带东部的已知剖面开展氡气和金属活动态测量方法的有效性试验,证实在隐伏铀钼矿体上方存在明显的氡气异常和铀钼活动态异常。利用该方法对矿区北带西部进行找矿预测,对综合异常开展钻探验证,发现了隐伏铀钼矿体,证实氡气测量和金属活动态测量是寻找隐伏铀钼矿床的有效方法。     

汶川地震小鱼洞活动断裂氡气异常及其水文地质意义

利用氡气测量的方法标定断裂(裂隙)构造及其开启程度,并反应断裂(裂隙)的水文地质特征是一种有效而且快速的方法。选取小鱼洞活动断裂三个试段进行了氡气(RaA)测量,并利用统计方法对测量数据进行分析,确定研究区氡气的背景值和异常值。根据氡气异常等级对小鱼洞活动断裂开启性进行了划分,并对其水文地质意义进行了讨论。在基岩裂隙地区可用氡气测量技术圈定蓄水构造,从而确定找水的有利孔位。     

地下氡气测量推断隐伏断层走向

利用地下氡气、浅层地震和高密度电法三种方法在探测隐伏断层方面开展了对比研究,并结合地质工作现场验证,表明地下氡气测量异常值可判定隐伏断层初步位置;利用地下氡测量方法对另两条断层进行了地质走向判定,克服了其他物探方法费时、成本高等难题。在实际工作中地下氡测量将为其他物探方法、工程实施等提供借鉴参考。     

瓦斯动力学模型的研究

煤层瓦斯动力学是一门主要研究煤（岩）层内瓦斯（煤层气）运移和分布规律的边缘地球科学。笔者运用瓦斯地质的新观点来认识煤（岩）层内瓦斯运移和分布的机理,较系统地阐明了新的煤层瓦斯动力学模型,对新理论在煤矿防治瓦斯中的应用作了重点开拓,并取得了若干新进展。进而以实测煤层瓦斯动力学参数为依据,对国内外5种典型的动力模型进行数值模拟,结果表明:新的煤层瓦斯动力模型比国内外三大模型更逼近实际,为预测的矿井瓦斯变化规律以及开发煤成气资源提供了新的定量分析理论和科学方法。      

内蒙古桌子山煤田火区特征及灭火方法探讨

内蒙古自治区桌子山煤田赋存着较为稀缺的煤种一焦煤,煤田内存在的火区不仪烧掉了宝贵的焦性煤炭资源,给煤矿生产带来严重的事故隐患,对当地生态环境也造成极大的破坏。经查明区内有26处子火区,分布面积约760万m^2,通过煤田地质特征、煤质特征、地表指示特征、同位素氡气的浓度相对分布特征、物性特征分析了区内煤层发火原因,根据桌子山煤田火区特点,建议采用浅剥、深灌与覆盖相结合的灭火方法,并对火区进行动态监测。     

Mining thin sub-layer as self-protective coal seam to reduce the danger of coal and gas outburst

In response to the severe situation of coal mine gas disaster in China, a new method of reducing the danger of coal and gas outbursts and improving gas drainage and utilization in coal mines was introduced in this paper. The main idea of this method is to mining thin sub-layer as self-protective coal seam to eliminate or reduce the danger of coal and gas outburst. This method can be implemented by drills along seam and hydraulic jet when the mined seam with a relatively weak risk of coal and gas outbursts is soft or has a soft layer. This method was first applied in the Yian mine to verify its effectiveness. The results of application showed that mining thin sub-layer as self-protective coal seam can effectively eliminate the danger of coal and gas outburst and improve gas drainage and utilization. As this method needs less time and lower cost than conventional protective layer mining, it is of great significance for mining coal seam with the danger of coal and gas outburst.     

老厂矿区煤层气勘探煤层综合对比

煤层气的勘探开发中，煤层的对比并在钻井过程中的预告是一项重要的基础工作。而只有在对勘区煤层精细对比，掌握各主要煤层、标志层的基础上，才能准确地预告主要的煤层气储集煤层。本文总结老厂煤矿区的煤层综合对比方法，并对中外合作煤层气探井FCY-LC01各主要目的煤层进行了准确预告。     

Estimating greenhouse gas emissions from open-cut coal mining: application to the Sydney Basin

A new site-specific (Tier 3) method has been developed to determine greenhouse gas emissions from open coal mining. The Tier 3 method presented here is based on extensive measurement of gas emissions from open-cut coal mines and the physics of gas desorption from coal. It was adopted by Australian National Greenhouse and Energy Reporting in 2009 and since 2012 formed the scientific basis for the Australian Government guidelines on calculating greenhouse gas emissions from open cut mines. The main strength of this method is its site-specific nature and accuracy, as well as its ability to be integrated with routine coal exploration programs. New concepts were produced for the model: a coal mine is regarded as a ‘gas reservoir,’ with coal seam gas being emitted from a ‘gas release zone’ that consists of sedimentary geological units (emission layers) above and below the base of the mine. The primary data required for the method are the in situ gas content and gas composition of the coal and carbonaceous rocks contained within the gas-release zone. These data are obtained through direct measurement of gas desorption from bore cores. To reduce gas drilling, a mine lease is compartmentalised into ‘gas zones’ of similar gas content and reservoir properties. The outputs of the method are emission density (the potential volume of gas emitted from mining site per unit area of the ground surface) and emission factor (the gas volume emitted per tonne of raw coal extracted). Owing to spatial variability and errors of measurement, the estimate of emissions is associated with uncertainty. A simple method of calculating uncertainty of emissions is presented in this work.     

煤层底板孔多分支点取样钻进技术及应用研究

针对碎软煤层长距离瓦斯参数测定、瓦斯抽采钻孔工程设计指导和抽采效果评价的技术需求,在分析现有碎软煤层取样钻进技术存在问题的基础上,提出了煤层底板孔多分支点取样钻进方法,制定了取样钻进工艺流程,开发了随钻轨迹精准调控、“机械+水力”高效排渣等关键钻进技术,选型配套了定点取样钻孔钻进装备和密闭取样装备。在安徽省宿州市某矿开展了现场试验,施工了1个主孔深度301 m的取样定向钻孔,在取样分支孔中实施了2次定点密闭取样,取样深度分别为178、238 m,顺利在碎软煤层中采取了煤样,获取煤样的瓦斯含量分别为9.05 m3/t和10.08 m3/t,与常规方法相比测得瓦斯含量分别提高了12.4%和25.2%,确保了煤层瓦斯参数测试的准确性,可为碎软煤层瓦斯参数测定提供一种新的技术途径。      

碎软煤层井下长距离定点密闭取心技术研究

随着矿井采掘、钻探等技术的快速发展和矿井提能增效的需求日增,区域超前探测煤层瓦斯含量的需求越来越迫切。近年来研发的井下长钻孔高压水密闭取心瓦斯含量测定技术已应用于中硬煤层矿区,效果显著,但在碎软煤层中应用存在局限性。针对采用现有定向钻孔高压水密闭取心技术进行碎软煤层取心时,存在煤心易冲散、孔壁易坍塌、喷孔、取心率低、安全风险大的问题,并结合矿井钻取含原始水分煤样的需求,提出采用“气体取心钻进+气体输送封堵球+高压水与气体联合密闭煤心”的双循环介质碎软煤层井下长距离定点密闭取心技术工艺,研发了基于井下压风取样钻进的长距离干式密闭取心系统,以压风代替压水用于钻孔排渣、取心钻头冷却和封堵球输送;以风和水两种介质组合打压驱动密闭取心装置在孔内关闭。选取淮南矿区某矿同一区域的主采煤层进行试验,碎软煤层井下长距离定点密闭取心瓦斯含量测值为6.65~7.82 m3/t,常规取心瓦斯含量测值为5.11~6.45 m3/t。工程试验表明,碎软煤层井下长距离定点密闭取心技术为碎软煤层井下长距离测定瓦斯含量提供了一种新途径,实现碎软煤层井下精准定点、长距离瓦斯含量精确测定,可解决碎软煤层井下大区域探测瓦斯赋存信息需求,保障矿井安全高效生产。      

东欢坨矿8煤瓦斯异常的地质因素

运用压汞法和等温吸附法对开滦矿区东欢坨矿8煤储层特征进行研究,结合矿井实测瓦斯涌出量数据,分析了控制东欢坨矿8煤瓦斯异常涌出的地质因素。结果表明:瓦斯异常主控地质因素为地质构造及水文地质特征,东欢坨矿"水大瓦斯小,水小瓦斯大"的赋存规律明显。矿井瓦斯赋存形式主要为游离态,表现出在压性断层带时,瓦斯涌出量较小;在未导通煤系含水层情况下,张性断层带往往煤体破碎、孔裂隙相对发育,瓦斯涌出量显著增大,而在断层导通煤系含水层的水文异常区,瓦斯涌出量有明显减小的趋势。东欢坨矿瓦斯涌出量受多种因素的控制,筛选出煤层埋深、煤层厚度、煤层顶板含泥率和断层数作为主要控制因素,建立了具有较好相关性的瓦斯涌出量多变量数学预测模型;并通过灰色系统理论建模软件对瓦斯涌出量和各影响因子之间的关联度进行分析,得到断层数是瓦斯涌出量的最主要影响因素。