羊场湾井田构造复杂程度与煤层稳定程度定量划分

井田构造复杂程度和煤层稳定程度是影响勘探基本工程线距选择的主要因素。依据构造和煤层的等性块段划分和赋值原则,以及井田构造复杂程度与煤层稳定程度的确定原则,综合考虑了断层、褶皱分布特征和煤层厚度、可采范围、零点等因素,将宁夏灵武煤田碎石井矿区羊场湾井田划分为若干等性块段,并分别赋值。结果显示,该井田各主要煤层的构造指数平均为0.29,各主要可采煤层指数平均为0.7,进而确定该井田构造简单、煤层稳定。      

采用等性块段指数法确定汝州煤田牛庄井田的勘查类型

汝州煤田牛庄井田断裂构造较发育,主采煤层二1煤厚度变化大,根据经验无法准确的确定井田勘查类型。采用等性块段指数法对煤层等性块段和构造等性块段进行科学、合理的赋值,将计算得出的煤层总指数和构造总指数与勘查类型划分标准进行对比,据此得出牛庄井田构造复杂程度为复杂构造、二1煤为不稳定煤层。     

韩城矿区煤与瓦斯突出主控因素及突出区预测

通过大量地质调查与瓦斯地质特征的研究表明,影响韩城矿区煤与瓦斯突出的主控地质因素为煤层瓦斯含量、煤体结构类型及地质构造应力。文章确定了瓦斯突出预测的定量指标及临界值;提出了等性块段叠加法的概念。通过划分瓦斯等性块段、煤体结构等性块段与构造应力等性块段,建立块段突出危险类型评定原则与方案。运用等性块段叠加法,圈定并预测了3号煤层突出危险区,为矿井合理开展突出防治工作提供了科学依据。      

河北邢台显德汪井田2号煤层综采地质条件评价

运用等性块段指数法，以划分的煤层与构造等性块段为基本单元，通过多因素指数值的叠加合成，对显德汪井2号煤层综采地质条件复杂性进行了评价，圈定了适宜综采的块段，为矿井合理布置综采工作提供了科学的地质依据。     

安徽省两淮地区煤炭资源地质条件分区、分等初步研究

地质变化程度及其所涉及的相关地质条件分类问题是影响勘查工程布置的主要因素。借鉴原国家煤炭部技术咨询委员会1992年所作的《矿井综合评价及分类》所建立的评价指标体系和层次分析评价办法,对两淮地区煤炭资源地质条件进行定性与定量相结合的分区、分等综合评价。首先以两淮地区现有的地质报告成果为依据,以矿区为基本评价单元,选择构造复杂程度和煤层稳定类型作为评价参数,将煤层赋存深度和水文地质条件作为修正参数,应用层次分析法建立起相应的评价指标体系,确定各层次权重系数及相关因素的隶属度,以此建立地质条件分等与煤层连续性、煤层连续性与构造复杂程度及煤层稳定程度之间的对应关系,并确定地质条件分等定量划分标准,在此基础上对两淮地区煤炭资源地质条件作出分区、分等综合评价：淮北煤田的宿县、临涣矿区和淮南煤田的潘谢、淮南定远矿区为地质条件Ⅱ～Ⅲ等区;淮北煤田的濉萧、涡阳矿区和淮南煤田新集矿区为地质条件Ⅳ等区。     

煤层底板构造复杂程度定量评价

我国煤田地质和矿井地质专家一直用定性的描述来衡量一个勘探区域或一个井田的煤层构造复杂程度。本文将分形理论应用于煤层底板构造的量化,通过对煤层底板断层及褶曲轴的格网统计和回归分析求得分形维数,计算构造密度,划分煤田或井田的底板构造密度等值线图并对其复杂程度进行定量评价,将结果有效地应用于试验区的构造控水作用评价,较好地达到了预期效果。     

中国油页岩矿勘查控制程度探讨

为提高我国油页岩矿勘查工作质量，根据我国47个典型油页岩矿勘查评价成果和油页岩矿成矿地质条件及矿层赋存规律，通过综合分析研究，采用探采对比及抽稀试验进行验证，提出了我国油页岩矿勘查评价采用构造复杂程度和矿层稳定程度两种地质因素确定勘查类型。构造复杂程度划分为简单、中等、复杂3类；矿层稳定程度划分为稳定、较稳定和不稳定3型，即"三类三型"。类型为简单、稳定时，参考基本勘查工程间距采用1 000~2 000 m；类型为中等、较稳定时，参考基本勘查工程间距采用500~1 000 m；类型为复杂、不稳定时，参考基本勘查工程间距采用250~500 m。另外，在油页岩矿实际勘查工作中应在构造复杂程度和矿层稳定程度中选择勘查难度大者确定基本勘查工程间距。     

桐梓煤矿大竹坝井田勘查类型及勘查工程间距的确定

通过对大竹坝井田构造复杂程度和煤层稳定程度进行分析研究和综合评价,认真总结煤层厚度变化的规律。对井田勘查工作进行了分区,在同一井田内划分了两个不同的勘查类型,选择主要的勘查区块进行了勘探,并按照论证的结论合理布设勘查工程间距,实现了以较小的经济投入获取较佳地质成果的勘查目标。其评价过程和由此获得的经济效益为今后的地质勘查工作中在确定地质勘查类型时有一定的借鉴作用。     

对煤矿勘探类型划分的剖析

本文根据构造复杂程度和煤层稳定程度的定性定量分析,认为各类型的变化范围间相差甚大,提出把勘探类型的四类四型改为五类五型。      

基于分形理论的杨柳矿10煤底板岩体结构类型划分

根据分形理论对杨柳矿10煤层底板断裂构造复杂程度进行评价,利用岩体结构和断裂发育程度之间的关系,以分维值为基本特征量,将10煤底板隔水层段岩体结构划分为完整结构、块裂结构、碎裂结构和松散结构。分析认为在矿井的西南部,即F7断层与F11断层之间区域,底板岩体结构处于松散状态,对煤矿开采不利。     

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。      

地震波法在煤层赋存条件解释中的应用

新疆含煤岩系大多沉积在中新生代拗陷型、断拗型及断陷型盆地中,煤层的赋存条件比较复杂,虽单层煤厚度可达100多m,但煤层沉积厚度在区域上变化较大,煤层煤组的尖灭、合并现象时有发生,使得新疆煤田煤组标定、归并工作变得非常复杂。根据新疆煤田地质特点和地震勘探中遇到的问题,结合实例探讨利用钻孔、单炮记录和折射波速度等资料确定煤层赋存情况的方法。利用折射波速度资料编制了新疆煤田勘查区地震波速度平面图,在钻孔验证的基础上,提出了在新疆哈密煤田依据其速度判断煤层赋存状态的辅助方法:①速度4 000～5800m/s的区域,其高速界面深度较浅,属无煤层赋存区;②速度3 000～4 000m/s,高速界面不明显,存在煤层赋存的可能性;③速度低于3 000m/s,其新近系、古近系及侏罗地层较厚、有煤层赋存的可能性,但煤层埋藏深度较深。     

煤炭三维地震勘探时深转换误差分析及对策

煤炭三维地震勘探对煤层作时深转换时常用的方法是：首先利用钻孔处的目的层铅垂深度除以钻孔处目的层的反射时间值的一半，算出各个钻孔处煤层的大平均速度，然后利用内插法绘制测区速度分布平面图。之后，把速度平面上各点的速度乘以时间平面图上反射时间的一半，得出深度平面图。该时深转换易产生误差，有些情况其误差甚至超过了规范要求。针对测区的实际情况，列举了在二层速度情况下用大平均速度作时深转换时误差分析的一些例子，并提出了如何消除误差的对策。     

基于离散元煤层钻孔井壁稳定性分析

煤层气勘探开发过程中井壁稳定性问题突出,传统连续介质力学模型难以准确评价井眼失效机理。在分析破碎性煤层物理性质的基础上,以沁水盆地南部沁端区块3号煤层为例,将虚拟煤岩体定义为基质和裂隙两个部分,采用Monte Carlo方法生成了随机的裂隙网络,通过通用离散元程序UDEC进行了破碎性煤层段井壁稳定数值模拟分析,研究了不同钻井方式条件下煤层井壁稳定性。结果表明:随机裂隙的存在使得井周塑形范围加大,井眼更易垮塌失稳。当井筒压力较小时,井壁主要发生拉伸破坏;当井筒压力较大时,井壁主要发生剪切破坏。在该煤层参数条件下煤层井眼的最佳稳定井筒压力区间值为6~7 MPa。      

钻孔施工过程中影响预测见煤深度因素的查找及校正实例

为准确评价勘查区内的水文地质条件,验证原有钻孔的施工质量,在距原7755号孔50m的地方施工了S06-1孔。施工发现,S06-1孔的标志层和煤层资料与原7755号相差很大,最大可达119.60m。究其原因是本区岩性软硬相间、岩层倾角大以及施工质量差所致。在仔细分析施工钻孔岩性的基础上,发现区内有一层灰褐色、含直径为1mm的石英泥岩较为稳定,可作为标志层对煤层进行预测,并以此提出了见煤深度预测公式,对该区煤层进行预测。预测结果与实际见煤深度很近,从而证明该标志层及预测公式可靠,可作为后续钻探施工指导依据。     

淮南煤田口孜集勘查区深部煤层顶、底板工程地质特征研究

口孜集勘查区矿井目前正处于开发阶段,深部煤层顶、底板的稳定性对煤层开采方法具有很大的影响。在分析煤层顶、底板岩性在平面上变化规律的基础上,结合岩石物理力学性质,对影响煤层顶底板稳定性的因素进行了研究。依据本区顶板岩石的单轴抗压强度,结合钻孔工程地质编录RQD值和煤层开采的采高比,对主采煤层进行了工程地质分类,其中13-1煤层顶板在东北部及中部以周期来压顶板为主,而8煤在东南及西北部也以周期来压为主。另外,对该区深部开采的工程地质问题进行了预测,根据预测结果提出了相应的预防措施。     

松软煤层瓦斯钻孔失稳分析及动态密封技术

松软煤层钻孔在钻进及抽采瓦斯过程中,容易发生钻孔形变、缩径、坍塌甚至堵孔等工程问题,造成瓦斯钻孔成孔率低、密封性差、服务时间短及瓦斯抽采阻力大等抽采问题。针对上述技术难题,基于松软煤层的构造演化过程,分析了自重应力、构造应力、采动应力及瓦斯应力等因素对松软煤层瓦斯钻孔稳定性的影响,得出了松软煤层钻孔的多应力耦合作用失稳机制。同时,针对松软煤层瓦斯钻孔失稳规律,提出以护孔为基础,自适应动态密封为关键的"护-封"一体化松软煤层瓦斯钻孔密封技术。工程试验结果表明,该技术可使单孔瓦斯抽采体积分数增加至90%以上,单孔瓦斯体积分数提高2~3倍,且抽采浓度稳定。      

乌鲁木齐-大黄山地区八道湾组煤层气有利区块优选

煤层气有利区块优选是煤层气勘探开发的重要研究工作之一。乌鲁木齐-大黄山地区煤层气地质条件复杂,煤层含气量、渗透性等储层条件差异明显。将研究区划分为5个区块,选取构造复杂程度、煤层厚度、含气量、煤层倾角、含气面积、渗透率和含气饱和度等7个指标,运用层次分析法和模糊数学相结合的方法进行区块优选,优选出水磨河-四工河区块、甘河子河-大黄山区块为有利区,四工河-甘河子河区块为较有利区、乌鲁木齐河西区块和乌鲁木齐河-水磨河区块为远景区。      

碎软煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯高效抽采模式

瓦斯区域超前治理是实现煤矿安全、高效及智能化开采的重要保障,针对碎软煤层区域瓦斯高效抽采难题,以陕西韩城矿区3号煤层为研究对象,提出井下煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯抽采模式。采用理论分析、数值模拟和现场试验等多手段相结合的方法,验证模式适用性,阐明紧邻煤层顶板梳状钻孔压裂裂缝延展规律、抽采机理和压裂曲线特征,进而建立适用于500 m孔深的集地质条件动态分析、分段水力压裂、封隔器遇阻解卡和压裂范围连续探查于一体的顶板梳状长钻孔裸眼分段水力压裂关键技术体系,实现煤层顶板梳状钻孔主孔轨迹距离煤层5 m左右、多段均匀压裂、压裂范围全孔监测和孔内事故高效处理。以此为基础,在韩城桑树坪二号井开展2孔次的工程实践:压裂主孔深度588 m、距3号煤层2 m左右,单孔压裂6段,压裂范围探查深度381 m、压裂影响半径20 m以上;压裂后,钻孔抽采瓦斯平均体积分数40%以上、瓦斯抽采量1 m3/min以上,抽采效果是常规钻孔的4倍,120 d瓦斯抽采有效半径可达9 m,实现了碎软煤层瓦斯区域高效抽采。并提出了适用于碎软煤层大区域瓦斯抽采以及高瓦斯压力碎软强突煤层远程区域抽采卸压等规模化应用技术思路。