晋普山煤矿瓦斯赋存相关因素及涌出量预测

晋城矿区晋普山煤矿目前开采9煤层,煤层瓦斯含量高,经鉴定属高瓦斯矿井。利用井田地质勘查成果及井下瓦斯监测数据,对区内瓦斯赋存规律及涌出量进行了分析。结果显示:煤层煤类、褶皱构造和煤层围岩是其主要控制因素,而煤层埋深对瓦斯赋存影响不明显。按开采层和邻近层瓦斯涌出量叠加原理,采用分源预测法分别预测了9、15号煤层回采工作面瓦斯涌出量,其绝对瓦斯涌出量均大于5 m3/min,局部瓦斯含量较高,具有煤与瓦斯突出危险,建议矿井做好防范瓦斯灾害相应措施。     

勘探阶段矿井瓦斯涌出量预测方法探讨

矿井瓦斯是当前影响煤矿安全生产的主要灾害因素,如何在矿井设计、建设前,建立一个比较可靠的矿井瓦斯涌出量预测方法,较准确地预测矿井瓦斯涌出量是一项重要工作。基于分源预测法,结合多年工作实践,建立了勘查阶段结束时,从整个井田及井田历史角度出发的矿井瓦斯涌出预测方法。根据瓦斯地质来源将其划分为邻近层瓦斯涌出、采出煤瓦斯涌出、井下残留煤瓦斯涌出、围岩瓦斯涌出、井田周围煤层瓦斯涌出等5类瓦斯源,并分别建立了相对应的预测公式。通过实例应用,证明该方法有一定的可靠性。     

阳城煤矿瓦斯地质规律研究

运用沉积学、构造地质学、煤地质学、数学分析等相关学科和方法,综合分析瓦斯涌出量的地质构造、顶底板岩性、上覆基岩厚度等地质因素,对阳城地区瓦斯含量、涌出量进行量化预测,并作出其全井田瓦斯含量、涌出量的等值线图。研究表明,阳城井田属低瓦斯矿井,瓦斯含量的变化主要与煤层埋深有关,随着煤层上覆基岩厚度以及煤层埋深的增高,瓦斯含量与涌出量在区内由北向南有增高趋势。     

地质因素对土城矿瓦斯赋存的控制作用

根据矿区大地构造位置、构造演化和区域构造应力场的特点,分析了土城矿构造特征及其对煤层瓦斯的控制作用,发现土城矿处于盘江矿区“三角形弧系”构造应力场作用下的强变形区内,发育的NE向、NW向断裂构造是矿井瓦斯赋存和构造煤发育的控制因素,大中型断层控制着矿井瓦斯赋存与分布,而小型构造是煤与瓦斯突出的控制因素。土城矿井田西部发育的大中型断裂形成了煤层瓦斯运移和逸散的通道,不利于煤层瓦斯的保存,导致该区域煤层瓦斯含量相对低;井田东部的断裂构造不发育,煤层整体上保存较为完整,煤层瓦斯含量整体较高。小型断层附近瓦斯富集、构造煤发育,尤其在断层上盘、断层尖灭端与断层交汇的地段,煤体破坏严重,是煤与瓦斯突出事故易发地段。土城矿瓦斯防治工作应分区域实施,井田西部应关注煤层瓦斯含量随埋深增大而增加的规律并及时防范深部区域可能出现的瓦斯灾害,而井田东部则应在强化对隐伏断层探测基础上优先实施开采保护层和抽采煤层瓦斯等综合治理措施。     

陈家山煤矿采面瓦斯涌出量影响因素及建模预测

工作面瓦斯涌出量是采面通风设计及制定采面瓦斯防治措施的主要依据。在收集陈家山煤矿大量瓦斯地质资料基础上,分析了矿井主采4-2号煤层采面瓦斯涌出规律及其影响因素,研究认为,采面瓦斯涌出量为矿井主要瓦斯来源,其涌出量与煤层埋藏深度、煤层瓦斯含量、顶板含油气小街砂岩厚度及工作面日产量等主要控制因素呈正相关关系;采用数学建模方法建立了采面瓦斯涌出量预测模型,编制了采面瓦斯涌出量预测图,结果显示4-2号煤层采面绝对瓦斯涌出量总体呈现出由井田浅部向中部迅速增大,再由中部到深部逐渐减少的变化趋势。     

黔西县官寨井田4、9号煤层瓦斯分布规律探讨

官寨井田位于贵州省黔西县东部,4、9号煤层为井田全区可采煤层。根据大量瓦斯地质资料分析,发现4号煤层大部分区块瓦斯含量大于15．0mL／g·daf,其中大于20．0mL／g·daf的区块主要分布在井田西部边缘;在井田西部瓦斯含量一般为10．0～15．0mL／g·daf;西部煤层露头和张性断层附近含量均小于10．0mL／g·daf。9号煤层瓦斯含量大于20．0mL／g·daf分布于井田中东及北东部,并由往西南及中部逐渐降低的趋势;其含量小于10．OmL／g·daf分布于井田南部煤层露头附近。由于井田构造复杂,瓦斯含量明显受断层和煤层埋深影响,数据显示：闭合断层附近瓦斯含量明显增高,张性断层附近含量变小,同一煤层随埋藏深度增加瓦斯含量增大。     

淮北祁南井田瓦斯赋存规律及影响因素分析

在系统分析矿井地质资料的基础上,结合矿井瓦斯实测参数,以区域构造演化和矿井构造的控制作用为主线,探讨了祁南矿煤层的瓦斯赋存规律及其控制因素。结果表明,本区受宿南向斜的控制,煤层瓦斯分布具有南高北低、东高西低、东南部最高的总体规律;宿南向斜转折端部位由于放射状正断层的发育,瓦斯含量相对较低。井田中部逆断层发育的次级褶皱区域,瓦斯含量相对较高;在-900m以浅,瓦斯含量与煤层埋深、煤级均表现出较好的正相关关系;较高的顶底板泥岩比例和半封闭的水文地质条件为瓦斯的保存提供了有利条件;Ⅱ、Ⅲ类煤厚度所占比例小于20%,渗透率大于1mD,表明煤层瓦斯具备较好的运移条件。     

黄陵一号煤矿2号煤层瓦斯赋存规律探讨

在分析褶皱和断裂构造对煤层瓦斯赋存影响的基础上，根据黄陵一号煤矿的区域地质演化情况和地质构造特征，分析了影响黄陵一号煤矿2号煤层瓦斯分布的主要控制因素，并对井田深部煤层瓦斯的赋存状况进行了预测，对矿井后期的安全生产具有一定的指导作用。     

浅析沁水煤田上黄崖井田构造发育特征及其对煤层开采的影响

本文在分析沁水煤田上黄崖井田的地质构造发育特征的基础上,结合井田内煤层厚度的变化、煤质特征和水文地质资料,探讨了井田构造对煤层开采的影响。经研究,认为构造作用对煤层厚度及煤质特征未产生影响;井田东部以褶皱构造为主,褶皱作用导致瓦斯气体在背、向斜核部局部地区聚集,瓦斯突出是井田东部煤层开采的重大问题;井田西部的F334断层极可能成为瓦斯溢出通道和涌水通道,特别是在断层西侧煤层的开采过程中矿井突水问题。     

川南煤田象顶井田瓦斯赋存特征及影响因素

根据象顶井田大量瓦斯实测资料分析,区内瓦斯含量高分带不明显,沼气带在埋深100m以下,瓦斯含量有随埋深增加而增大的趋势,但相关性不显著,地质构造及水文条件是影响区内瓦斯分布的主要因素。井田内先期发育的压性层间滑动断层(f701)及其派生断层纵贯全区,导致构造煤发育,瓦斯含量高;中部及西南部的F39、F418、F428、F405张性正断层切割了先期的压性断层,断层破碎带及裂隙为瓦斯逸散提供了通道,同时断层使上盘煤层与下盘岩溶发育的茅口灰岩直接接触,加速了瓦斯的逸散,致使该区域内煤层瓦斯含量降低,形成了井田北东部瓦斯含量高、中部及南西部含量相对较低的格局。根据煤体结构、构造分布、煤层特征,预测区内C19煤层易发生突出区域位于井田北东部。     

沁水盆地寺家庄区块煤储层含气性及产能控制因素

为研究沁水盆地东北部煤层气成藏特征与产出控制因素,基于寺家庄区块煤层气勘探和生产资料,从地质构造、煤厚与煤层结构、埋深和水文地质特征等方面研究了煤层含气性影响因素,并结合压裂排采工艺和煤体结构等因素探讨了煤层气井产能控制因素。结果表明:(1) 研究区煤储层含气性受构造影响较大,在褶皱的轴部及旁侧构造挤压带,多呈现出高含气量,尤其是向斜轴部。在陷落柱和水文地质条件叠加作用下,15号煤层含气量整体较8、9号煤层低,且8、9号煤层含气饱和度也整体高于15号煤层。(2) 8、9和15号煤层含气性均表现出随煤层埋深增加而增大的趋势,但随埋深增加,构造应力和地温场的作用逐渐增强,存在含气量随埋深变化的“临界深度”(700 m左右)。煤层含气性也表现出随煤层厚度增加而增大的趋势,煤层结构越简单,煤层含气性越好。(3) 研究区中部的NNE?NE向褶皱与EW向构造叠加地区,因较大的构造曲率和相对松弛的区域地应力,具备较好渗透率条件和含气性,故成为煤层气高产区。(4) 发育多煤层地区采用分压合采技术可以有效增加产气量,多煤层可以提供煤层气井高产能的充足气源,且多个层位的同时排水降压可使不同煤储层气体产出达到产能叠加,实现长期稳产,含气性较好及游离气可能存在的区域可出现长期持续高产井。      

鄂尔多斯盆地乌审煤田煤层气地质特征与勘探开发前景

鄂尔多斯盆地乌审煤田是我国煤层气勘探的重要区块。为搞清该区煤层气藏富集规律, 通过气测录井和现场解吸等手段研究了该区煤层气地质特征;通过分析不同煤层气井的含气量、煤层顶底板岩性等资料, 认为影响勘查区煤层气富集的关键因素是上覆有效盖层的厚度;通过煤层气样的气体组分分析, 确定了甲烷风化带的大致影响范围。预测结果显示, 乌审煤田煤层气主要赋存于中、北部3-1煤层800 m以深地区, 顶底板封盖良好区域含气量可达到8 m3/t, 具有良好的勘探开发前景。      

晋城地区煤层气井多层合采效果评价

煤层气井多煤层合采效果研究为煤炭安全、井下瓦斯治理、确定开发技术指标、单井配产、合理划分开发层系、煤层气高效开发以及制定中长期煤层气开发规划具有很好的参考价值。以晋城成庄矿区为例,将开发中后期排采效果检验井含气量等数据与邻近井原始含气量进行对比,分析3、9和15煤各煤层含气量在合层排采后的变化特征,以评价排采效果;并结合地质资料及现场排采动态进一步分析影响各煤层排采效果的主控因素。综合分析认为,成庄矿区经过多年地面煤层气多层合采,下部15号煤层比上部3号和9号煤层含气量降低更快。分析其原因认为成庄矿区15号煤层含气量降低较快的主要影响因素包括煤层渗透率、供液能力、储层压力及排采制度等。研究结果为剩余储量预测提供可靠的科学依据。      

五轮山矿区可采煤层地质特征及含气性

贵州省五轮山矿区的含煤地层为龙潭组,钻孔煤心化验资料和瓦斯解吸数据、煤样压汞试验表明,可采煤层显微煤岩类型以微镜惰煤为主,煤化作用符合深成变质作用的一般规律,煤体原生结构煤占优势。主煤层孔隙结构特征的孔容和孔表面积差异较大,因此可采煤层含气较高,解吸能力相对较弱。     

Effects of igneous intrusions on coalbed methane potential, Gunnedah Basin, Australia

The Gunnedah Basin, NSW, Australia, contains more than 500 Gt of coal, and has been the subject of recent coalbed methane exploration. Large areas of the basin contain igneous intrusions and large areas of coal have been heat-affected as a consequence. A detailed study has been undertaken of coal seams intersected in a cored coalbed methane exploration drillhole in which two sill-form igneous intrusions are present. Comparisons are made between coals that are unaltered and coals that have been heat-affected, using petrographic and chemical data, coal seam gas desorption data, and gas chemical analysis data.Results demonstrate that the two igneous intrusions have had a very positive effect on coalbed methane development. The gas content in a number of heat-affected coal seams within thermal aureoles above and below the sills is substantially higher than in adjacent unaffected coal seams. In addition, the intrusions have had little effect on gas quality. The coals in the heat-affected zone were found to contain gas with approximately 95% methane. The coals in the thermal aureoles were found, under the microscope, to contain characteristic micropores and slits, which collectively may serve to enhance gas adsorption capacity, permeability, and gas desorption. Gas contents below each of the sills is substantially higher than above the sill, confirming earlier results that the sills appear to have acted as a reservoir seal, during and for some time after intrusion. The background coal rank in ACM Yannergee DDH 1 is in the high-volatile bituminous range. The igneous intrusions have resulted in an increase in rank such that large areas of coal have moved into the optimal thermogenic gas generation window. This rank increase has affected a major part of the coal-bearing sequence.     

利用地震资料识别煤与瓦斯突出的探索研究

三维地震勘探技术已经成为解决矿区煤与瓦斯突出区域的重要手段,而突出区域特殊的地球物理特征为这种技术的实施提供了可能。实验室测试资料表明：突出煤层的地震波速度约为正常煤层的1/3,因此煤层突出区域具备利用地震技术进行检测的物性条件;地震正演模拟结果显示,煤与瓦斯突出部位的煤层地震反射波的传播时间、能量和频率特征,与正常煤层存在明显差异;实际资料表明,煤层突出地段在地震资料上出现地震波至时间加长、振幅减弱、频率降低等特征,这与理论研究结果是一致的。初步分析认为：地震资料的时间、振幅和频率变化等特征,可以作为利用地面地震圈定煤与瓦斯突出区域的辅助标志。     

穿层钻孔各煤层瓦斯抽采比例计算方法及应用

为了测定穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例及残余瓦斯含量,分别提出了相应的解决方法。计算穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例时,提出将煤层厚度、原始瓦斯含量、透气性系数的乘积作为瓦斯抽采相关量,将瓦斯抽采相关量归一化处理来计算,考虑了影响穿层钻孔瓦斯抽采的主要因素;预测穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层残余瓦斯含量时,利用原始瓦斯含量与吨煤瓦斯抽采量来计算,吨煤瓦斯抽采量与穿层钻孔瓦斯抽采总量、穿层钻孔在该煤层的瓦斯抽采比例及该煤层的质量有关。结果表明:提出的穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例计算方法,与贵州省青龙煤矿现场实测结果的最大相对误差仅为2.03%,能够满足工程实践的需要。      

A coupled model for solid deformation and gas leak flow

From the viewpoint of interaction mechanics of solid and gas, a coupled mathematical model is presented for solid coal/rock‐mass deformation and gas leak flow in parallel deformable coal seams. Numerical solutions using the strong implicit procedure (SIP) method to the coupled mathematical model for double parallel coal seams are also developed in detail. Numerical simulations for the prediction of safety range using protection layer mining are performed with experimental data from a mine with potential danger of coal/gas outbursts. Analyses show that the numerical simulation results are consistent with the measured data on the spot. The coupled model shows a positive future for applications in a wide range of gas‐leak‐flow‐related problems in mining engineering, gas drainage engineering and mining safety engineering. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷煤层气储层特征及勘探潜力

通过分析二连盆地吉尔嘎朗图凹陷煤层的煤厚分布、煤岩煤质、孔隙、等温吸附等特征,并从生气条件和保存条件方面分析其勘探潜力。结果表明,吉尔嘎朗图凹陷煤层厚度10~394 m,显微煤岩组分以腐植组为主（体积分数为80.5%~96.7%）,为低煤级褐煤;煤层Langmuir体积为3.55~10.88 m3/t,平均7.29 m3/t;煤孔隙结构以微孔和小孔为主,孔隙形态多为开放型的圆筒孔或平板孔,这类孔隙结构对煤层气的吸附能力强,煤层气含量为0.97~3.83 m3/t,平均2.08 m3/t。综合以上分析认为,研究区东南部为下一步煤层气勘探目标区,其优势特征为:煤层离正断层较远,煤层气不易散失;煤层顶板岩性以泥岩和粉砂质泥岩为主,有利于煤层气的保存、次生生物气的补给。      

“三软”煤层顶板力学性能对瓦斯保存条件的影响

针对豫西芦店滑动构造区＂三软＂煤层（软顶、软底、软煤）瓦斯突出问题的特殊性,通过大量野外地质调查、岩石力学试验和瓦斯地质灾害实例分析,探讨了滑动构造区煤层顶板力学性能与瓦斯保存条件的内在关系;明确指出强度低、变形大且塑性软化特征强的软岩顶板容易形成封闭条件好的盖层,下伏煤层瓦斯难以逸散,从而提出了构造软岩分布区即瓦斯地质灾害高发区的结论。这一研究成果对我国东部滑动构造区的矿井瓦斯地质灾害防治具有一定的示范意义。