河北武安云驾岭煤矿2~#煤层瓦斯赋存主控地质因素分析

基于云驾岭煤矿瓦斯涌出量异常变化的现象,收集地质勘查及煤矿生产期间揭露的地质构造及瓦斯信息,运用瓦斯地质理论,从煤层瓦斯生成、运移、储存的角度,研究岩浆岩侵入、煤层埋深和断层等地质因素对2号煤层煤质、生烃能力、煤层渗透性、瓦斯含量等参数以及煤层瓦斯赋存的影响。研究结果表明岩浆侵入提高了2号煤层的变质程度、瓦斯储集能力和渗透性,促进了煤层二次生烃,同时岩浆热液产生的高温高压作用使煤层瓦斯大量逸散;岩浆侵入对煤层瓦斯的生成、运移和储存均产生了影响,是煤层瓦斯赋存的主要控制因素,断层特征及分布影响了瓦斯的储存和运移,煤层埋深影响了瓦斯的储存,断层和煤层埋深是煤层瓦斯赋存的一般影响因素。     

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。      

煤系正断层带影响下的煤层瓦斯赋存规律

渭北煤田多变形运动期和多组构造叠加孕育出的煤系断层带对煤层瓦斯赋存产生重要影响。采用地质分析、COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟和现场数据监测相结合的方法,分析煤系正断层带的应力分布特征及断层之间相互作用关系,研究煤系正断层带影响下的煤层渗透率变化特征,模拟正断层带形成后的瓦斯运移状态和浓度分布情况,基于瓦斯含量和瓦斯涌出量监测结果进一步分析得到煤层瓦斯赋存规律。研究结果表明:煤系断层带的应力集中主要分布在煤层断层面上,应力降产生在岩层、煤层及各断层面交汇点处;煤系断层带影响区域的煤层渗透率由大到小依次为:断层面、区域平均值、断层上盘、断层下盘;随模拟时间增加,煤层瓦斯浓度逐渐减小,煤系正断层带内部地堑、地垒、阶梯状断层瓦斯浓度降低速率略大于两侧边界断块,瓦斯在断层断块内部及正断层带外侧边界表现出明显的积聚特性;煤系正断层带内部瓦斯含量和回采期间回风流瓦斯体积分数平均值分别为2.592 1 m3/t、0.224 0%,断层带外部边界两侧平均值分别为4.480 2 m3/t、0.454 9%,表明煤系正断层带两侧形成新的瓦斯富集区域。      

矿井瓦斯涌出量影响因素分析

矿井瓦斯涌出量是受多因素综合影响的参数.地质构造、煤化作用、煤层厚度变化以及煤体结构均影响着瓦斯的涌出.矿井地质构造是控制瓦斯涌出的主导地质因素.其主要类型、规模、性质、疏密程度、排列组合以及构造部位等差异,对瓦斯涌出有不同程度的影响.在煤化作用过程中,瓦斯小断产生,而煤层瓦斯的伴生量直接依赖于煤化变质程度,故变质程度越高,产生的瓦斯量就越多.     

上覆岩床对煤层瓦斯赋存特征的影响——以宣东二矿Ⅲ3煤层为例

根据宣东二矿Ⅲ3煤层实测煤质、煤层瓦斯数据,从煤层瓦斯生成、运移、储存角度,研究了上覆岩床对煤层煤质、煤层生烃量、瓦斯含量和瓦斯压力等煤层瓦斯赋存状态参数的影响,认为受上覆岩床影响,煤变质程度提高,由长焰煤变成气煤-焦煤,煤层Rmax、Cdar值与辉绿岩床厚度呈明显的正相关,与Ⅲ3煤层和辉绿岩床间距呈明显的负相关,煤层最大吸附瓦斯能力由15m3/t提高到40m3/t,煤层瓦斯含量由3m3/t提高到9m3/t以上,多方面改变了Ⅲ3煤层瓦斯赋存状态和地质条件.     

贵州省岔河勘探区主采煤层瓦斯压力分析

分析岔河勘探区龙潭组主要煤层6号煤瓦斯压力的实测结果,及部分钻孔依据煤层瓦斯含量计算的瓦斯压力,得出该主采煤层瓦斯压力均大于煤层突出危险性指标的临界值0.74MPa,说明该区主煤层存在突出危险性。比较实测瓦斯压力与计算结果,认为计算结果偏小的原因与煤层瓦斯含量有关：一是在钻具提升过程中部分瓦斯逃逸,造成煤样解吸测定过程中累计解吸的气体量变小;二是气体损失存在误差;三是解吸化验时间过长,产生泄出现象,导致实测瓦斯含量偏小。     

现阶段如何开展两淮地区煤炭资源勘查中煤层瓦斯勘查工作的建议

煤层瓦斯勘查工作是煤炭资源勘查工作的重要组成部分,作好资源勘查工作中的煤层瓦斯勘查工作,既可为煤矿规划和设计提供地质资料,又可为煤层瓦斯如何开发利用提供依据。本文基于《煤、泥炭地质勘查规范》对资源勘查工作中煤层瓦斯勘查、研究的具体要求,同时结合近期国家出台的相关文件要求,针对我省两淮地区煤层瓦斯赋存的总体状况,提出在两淮地区煤炭资源勘查中如何开展煤层瓦斯勘查工作的建议,为现阶段开展上述工作提供了参考依据。     

南太行山东麓煤田瓦斯突出主控地质因素分析

根据南太行东麓二1煤层煤与瓦斯突出特征,应用煤与瓦斯突出综合假说,从煤层瓦斯生成、运移、储存的角度,分析研究了岩浆热液作用、地质构造、煤层埋深等因素对煤层煤质、煤层生烃能力、瓦斯含量和压力等煤层瓦斯参数及瓦斯突出因素的影响,确定岩浆热作用对瓦斯突出具有严重影响作用,地质构造、煤层埋深等因素对瓦斯突出具有中等影响作用和一般影响作用,该结论为地质勘探、矿井设计与生产规划、矿井瓦斯防治提供了理论依据.     

煤层瓦斯含量井下直接测定的应用研究

瓦斯灾害是煤矿生产中威胁最大的自然灾害之一,而瓦斯含量测定是防治瓦斯灾害事故的重要基础.由于间接法测定煤层瓦斯含量工程量大、耗时长,已不能满足煤矿生产的需要,自2008年采用瓦斯含量井下直接测定技术.根据直接测定与间接法测定结果的对比发现,直接法测定用时短、操作简便、布点密度高,且误差在10％以内,瓦斯含量值与K1值有较好的正相关关系,采用此法预测煤层区域突出危险性是可行的.     

煤层瓦斯含量计算方法探讨

煤层瓦斯含量作为煤层瓦斯摹本参数之一，准确测定有重要意义：目前常用的煤层瓦斯含量计算方法是根据已知的煤层瓦斯压力和实验室测出煤样干燥无灰基的吸附常数计算，需水分、灰分系数校正，在实践中我们采用煤样空气干燥基的langmuir体积和langmuir压力来计算煤层吸附瓦斯含量，获得了更为简化适用的公式。     

顺煤层断层的基本特征及其地质意义

顺煤层断层是指顺煤层发育的断面与煤层层面的交角较小或近于平行的断层。它的主要识别标志是断层面、构造煤和煤层厚度的强烈变化。顺煤层断层可独立存在，也可与其它地质构造相互转换，相伴出现。顺煤层断层具有特殊的选层性，这一特征与煤体较低的力学强度、煤层瓦斯压力及形变期顺煤层的剪切作用有关。顺煤层断层在煤田中分布广泛，它所产生的构造煤是瓦斯高聚集区，亦是瓦斯突出的危险区，其研究意义重大。     

基于瓦斯防治工程的隐伏构造勘查与瓦斯异常区域预测

隐伏构造勘查与瓦斯异常区域预测研究是瓦斯灾害防治工程的基础。根据中国煤矿生产法律规章,开采具有瓦斯灾害危险的煤层前,必须实施瓦斯抽放工程。通常,地质异常区域即是瓦斯灾害危险区,构造应力场和采动应力场的叠加会扰动煤体并加压瓦斯。为精准定位地质异常区,评价其瓦斯致灾潜能,提出了一种基于瓦斯抽采工程进行瓦斯异常区域勘测的研究方法。该方法利用抽采钻孔参数和施工记录,采集钻孔数据并计算煤层顶底板控制点坐标,进而利用二维投影图件及三维应力场模型对隐伏地质构造（如小的断层、褶曲、局部煤厚异常变化等）进行勘查和预测;通过分析小型地质构造周围的附加应力场,并对瓦斯致灾潜能进行动态预测。应用该方法,可以对地质异常区进行精细调查,揭示采煤工作面瓦斯地质演化的一般规律。其研究结果为高瓦斯或突出煤层瓦斯灾害防治措施优化设计及有效实施提供科学依据。     

煤层瓦斯含量测定方法的改进意见

现今将解吸法测定煤层瓦斯含量的方法作为地勘工作中测定煤层瓦斯含量的标准方法,但此方法仍存在一些问题,因此提出了利用现场解吸资料采用回归分析计算煤层自然瓦斯含量的方法。通过与实际测定值对比,效果较好。      

煤层瓦斯流动方程补正

瓦斯流动方程是煤层瓦斯流动理论的基石,它反映了煤层内瓦斯流动的机理。本文在达西定律基础上,修正了一类煤层瓦斯流动方程。      

煤层瓦期流动方程补正

瓦斯流动议程是煤层瓦斯流动理论的基石，它反映了煤层内瓦斯流动的机理。本文在达西定律基础上，修正了一类煤层瓦斯流动议程。     

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。      

潞安矿区3号煤层瓦斯构造控制因素分析

以潞安矿区备煤矿3煤层瓦斯含量为依据,运用瓦斯赋存构造逐级控制理论研究了矿区瓦斯赋存特征。,分析认为,矿区瓦斯浅部含量低,深部含量高,各矿瓦斯涌出由东向西呈现逐渐增加的趋势;以两大断褶带为界限,将矿区划分为北部（I）、中部（Ⅱ）和南部（Ⅲ）三个瓦斯地质单元：I区井田总体处于拉张体制下形成,使得井田内部分瓦斯得到释放;Ⅱ区东部近东西向断裂处于拉张体制,使得瓦斯大量逸散,至西部构造变形微弱,近南北向的褶曲和逆断裂有利于瓦斯保存,成为高瓦斯区;Ⅲ区构造复杂,尤其在深部,褶曲构造受后期构造运动影响较小,煤层瓦斯富集．瓦斯压力较大。     

瓦斯突出煤和非突出煤AVO响应的比较

基于Zoeppritz方程,对煤层进行AVO正演模拟,得到煤层的AVO响应曲线。瓦斯突出煤与非突出煤的AVO响应对比表明,无论是瓦斯突出煤还是非突出煤,其顶界面AVO响应在总体上表现为地震振幅绝对值随偏移距增加而减小的特点,但是瓦斯突出煤的截距绝对值要大于非突出煤的截距绝对值,瓦斯突出煤的斜率要大于非突出煤的斜率。煤层厚度变化会对AVO响应产生影响,当瓦斯突出煤和非突出煤的厚度相同时,瓦斯突出煤的截距绝对值大于非突出煤;当厚度不同时,瓦斯突出煤的斜率大于非突出煤的斜率。瓦斯突出煤与非突出煤的AVO响应差异,可为地球物理参数进行煤与瓦斯突出危险性预测以提供技术参考。     

新疆乌东矿区八道湾向斜两翼瓦斯地质规律研究

以煤矿钻孔煤样瓦斯数据及井下实测瓦斯含量为依据,分析了乌东矿区构造对瓦斯赋存的控制作用,认为区内以七道湾背斜、八道湾向斜和F2逆冲断层为主要构造形迹,并控制了煤层的赋存状态和瓦斯分布规律;八道湾向斜南翼地层倾角陡近乎直立,地层局部倒转,有利于瓦斯逸散,而北翼煤层倾角缓,且受到矿区南部碗窑沟逆冲断层（F2）挤压作用,断面形成瓦斯的＂隔挡＂面,阻断了瓦斯的逸散通道,造成向斜北翼瓦斯含量高于南翼;瓦斯含量与煤层埋深呈正相关关系。随着各矿向下延深开采,瓦斯涌出量将会逐渐加大。因此,掌握矿区的瓦斯地质规律,对其安全生产具有指导意义。     

利用钻孔资料预测矿井未采区煤层瓦斯含量

利用矿井采掘区煤层瓦斯含量实测值,在瓦斯地质定性分析基础上,通过丰富翔实的钻孔资料建立井田未采区适用的煤层瓦斯含量预测公式,从而达到对井田煤层瓦斯含量预测的目的。为大型低瓦斯矿井煤层瓦斯含量预测提供了思路和方法。