陕北侏罗纪煤田榆神矿区中鸡勘查区煤层厚度混合分布特征及其意义

煤层厚度统计分布及空间变化规律研究对煤矿勘探和生产建设具有重要作用.以陕北侏罗纪煤田榆神矿区中鸡勘查区详查工作中获取的83个钻孔数据为例,对三大主要可采煤层2-2煤、3-1煤、4-3煤的煤厚数据进行了探索性数据分析,认为3个层煤的煤厚数据均具有混合分布特征,进而采用MML-EM算法对煤层厚度数据进行了高斯有限混合总体筛分.由总体筛分结果可见2-2煤、3-1煤的煤厚数据近似服从由2个子分布组成的混合正态分布,4-3煤厚数据近似服从由3个子分布组成的混合正态分布.讨论了煤层底板高程与煤厚的相关关系,认为煤厚变化主要受底板高程变化影响.筛分所获取的低值与高值2个子正态分布可能分别对应于2种不同的沉积环境,即低值总体指示泥沙及砾石等沉积物的沉积速度大于植物遗体的沉积环境,高值总体则反之.     

开平煤田深部9煤厚度预测的数学模型分析

开平煤田深部9煤层是重要的战略后备资源．对煤厚预测的可靠程度,是准确估算资源量的关键。根据该煤田沉积环境、赋煤规律及构造发育特征,选择了3条不同方向的剖面,建立了以煤层厚度及煤层厚度预测点与煤层露头之问距离的线性回归模型、多项式模型及波动模型,并利用Matlab数学建模软件,对各种数学模型进行拟合。根据该煤田沉积特点,对拟合结果进行分析与对比,在此基础上选择最佳数学模型,对开平煤田深部9煤厚度进行预测。拟合结果显示,深部9煤的煤厚变化规律明显,符合多项式拟合公式,其中三次多项式预测模型的置信度较高,能较好反映深部9煤厚度变化。     

超厚煤层分布与成因模式

煤厚的分级主要是从煤炭开采的角度来确定的,大于8m的厚煤层一概以巨厚煤层来称之。世界上,煤层总厚最大的是澳大利亚的吉普斯兰盆地,总厚达到700多米;加拿大哈溪煤田二号露天区则为单层煤厚最大的矿区,煤厚达510m;中国内蒙古自治区胜利煤田胜利东二号露天煤矿,单层（6煤层）厚达244.7m,总煤厚达320.65m。从沉积、层序地层与构造诸角度出发,依据现代泥炭堆积与阴沉木堆积等现象进行厚煤层的成因研究,对异地成煤及一些超厚煤层的成因模式进行了介绍和初步评价。     

黄陇侏罗纪煤田控煤构造研究

陕西省黄陇侏罗纪煤田位于鄂尔多斯凹陷盆地南缘,煤田中东部地区北东-东西向褶皱发育,西部地区北西向断裂发育。受三叠系古地形影响,富县组起到填平补齐的作用;煤田内发育的褶皱不同程度控制了成煤期延安组的沉积和赋存状况,背斜古隆起处延安组沉积薄,含煤性差,向斜古洼地处延安组沉积厚,含煤性好;成煤后在区域构造背景下,盆地一度抬升,煤田东、南部含煤地层遭受剥蚀,西部发育的后期断裂构造破坏了煤层连续性。综合分析认为,煤田主要受成煤期同沉积构造控制,依据煤层赋存规律与控煤构造的关系,预测在永陇矿区陇县东部-千阳北部、陇县南-千阳一带为找煤有利区。     

陕北侏罗纪煤田煤厚解释方法研究及应用效果

陕北侏罗纪煤田煤层厚度变化范围大(0～14m),而其调谐厚度为8m,故以往基于薄层理论的煤厚解释方法对其不完全适用。本次研究选用的九种参数的物理含义,并且通过楔型模型正演,得出不同参数适用于不同煤厚度变化范围,以便于对于不同地区有针对性地选用合适的参数来解释煤厚。文章还介绍了模型正演程序及反演程序的结构和流程,并介绍了其主要功能。最后用煤厚反演程序对大保当区实际资料进行了煤厚预测,其结果经钻孔验证,精度较高。     

义马煤田特厚煤层区域冲击地压危险性分析

为了研究义马煤田特厚煤层和煤厚变化等地质因素与冲击地压之间的关系,以义马煤田的地质条件为基础,描述了煤田的冲击地压概况和煤层特征,分析了特厚煤层及其厚度变化区域的冲击地压危险性。研究指出,特厚煤层区域,采高大,采掘活动对煤层上覆坚硬顶板扰动大,易造成采后坚硬顶板弹性能的蓄积,从而导致冲击地压的发生;煤层厚度急剧变化区域,煤层受到水平附加应力的影响,易造成局部应力集中,加之煤层厚度变化区域构造发育,导致煤岩体性质发生变化,冲击地压发生的可能性也更大。最终指出特厚煤层及其厚度变化区域冲击地压危险性较强,并提出了冲击地压危险性的预测预报方法,为义马煤田受冲击地压威胁矿井的冲击地压防治工作提供了指导。     

义马煤田煤厚变化律规

义马煤田早、中侏罗世含煤岩系属于内陆山间盆地型沉积。煤田内出露地层有上三叠统、侏罗系、白垩系、第三系及第四系。其中侏罗系中、下统义马组为主要含煤岩系,共含煤六层,其中以2—3煤层厚度最大,全区普遍可采。2—1煤层为2—3煤层的一个分叉,区内大面积分布,普遍可采。其它煤层局部地段发育,局部可采。本文讨论煤厚变化规律及其原因,即指2—3煤层及2—1煤层而言。      

孙疃煤矿82采区下石盒子组主采煤层厚度变化特征及地质控制因素

孙疃煤矿位于淮北煤田南部,其82采区下石盒子组7_2、8_2煤层作为下阶段主要开采对象。根据煤矿钻孔资料统计:8_2煤层厚度为0~4.31m,平均厚度为1.70m,其煤层变异系数为81%,可采指数为0.80,为不稳定煤层;7_2煤层厚度为0~3.62m,平均厚度为1.14m,其可采指数为0.58,煤层变异系数为88%,为极不稳定煤层。采区煤层呈条带状分布,整体可分为南部、北部赋煤带以及中部不可采区。南北赋煤带为中间厚,四周薄,不可采区可采煤层为中厚煤层。整体上研究区煤厚厚度变化的控制因素作用大小为:沉积环境古河道冲刷构造变动岩浆作用。     

准东煤田中部矿区西山窑组巨厚煤层煤相分析

新疆准东煤田是近几年勘探确定的一个超大型煤田,已获得2136亿t探明储量,主要含煤地层中侏罗统西山窑组发育1～30层煤,可采煤层1～10层,可采煤层累积厚度19～87m。在该煤田中西部仅发育1个煤层,单层最大厚度可达87m。对该煤田中部矿区巨厚煤层煤相特征的研究结果表明,该煤层具有高的惰性组质量分数、低的灰分产率、低的凝胶化指数和相对高的结构保存指数;在泥炭沼泽形成时期,属于受物源影响较小相对干燥的高位泥炭沼泽;依据煤层中凝胶化指数的变化将该巨厚煤层划分出8个小层序;根据小层序内部凝胶化指数、结构保存指数和灰分产率的变化划分出水进型层序和水退型层序;该巨厚煤层以中间碳质泥岩为界划分为两个大的煤相旋回。每个旋回由下部水退型层序和上部水进型层序构成。这种构成样式受泥炭形成阶段的湖平面变化、基底沉降和泥炭的生长速率等因素的控制。     

利用测井资料研究煤系沉积环境与煤层分布特征

论述了山东省巨野煤田山西组沉积环境及３煤层的成煤环境条件，得出了３煤层厚度、结构及结构类型的变化与成煤环境的关系；探讨了山西组３煤层分布规律。     

陕西澄合矿区中深部4号煤层厚度变化原因

陕西渭北石炭-二叠纪煤田澄合矿区4号煤层是区内主要可采煤层之一。通过对区内煤层厚度与其上覆煤系厚度、煤中灰分、硫分及煤层顶板岩性-岩相等因素的相关性分析,结合4号煤层成煤期与聚煤期后环境分析,探讨了研究区及其周缘地区4号煤层厚度变化原因。结果显示:4号煤层厚度与上覆煤系厚度、煤中灰分及硫分均呈正相关关系,相关系数分别为0.810 1、0.430 9、0.813 6;该煤层发育于浅水型三角洲沉积体系的三角洲平原地带;煤层厚度变化受控于聚煤期同沉积构造和聚煤期后河流冲蚀作用的双重影响,前者使煤层厚度变化较小,后者对煤层厚度影响较大,甚至出现无煤带。      

沁水盆地柿庄北深部煤层煤体结构发育特征

煤层结构疏松,易于垮塌,对煤层气的开采影响较大。针对沁水盆地柿庄地区的深部煤层,选择人工伽马、声波时差、自然伽马和井径等测井曲线,并结合煤层顶底板的破碎程度,判识了柿庄北3号和15号煤层的煤体结构。结果显示: 3号煤的粉煤平均厚1 m,所占比例平均为17.85%,发育在煤层顶部或底部;15号煤的粉煤厚度平均为0.89 m,所占比例平均为20.81%,粉煤分层较多,粉煤相对较发育,且多位于煤层的顶底和夹层附近。本区断层对煤层煤体结构影响并不大,粉煤发育可能主要受褶皱的影响。粉煤厚度随埋深加大呈现先减小后增大的趋势,拐点在1 200~1 300 m。由此可见,柿庄北区块煤体结构复杂,在开采煤层气过程中,应注意粉煤的发育分布。      

黄河流域陕北煤炭开采区厚砂岩对覆岩采动裂隙发育的影响及采煤保水建议

煤炭开采活动导致的煤层顶板覆岩地质条件变化及采动裂隙发育是损害地下关键含水层的直接原因,也是造成矿区生态环境退化的根源。煤层顶板覆岩结构中发育的厚砂岩作为一种典型的地质条件,其对覆岩采动裂隙的发育规律具有重要的影响。为此,在分析研究区主采煤层赋存地质条件及其分布规律的基础上,选择陕北煤炭开采区曹家滩煤矿主采2?2煤层顶板覆岩为地质原型,采用FLAC3D数值模拟平台模拟分析了厚砂岩不同厚度和位置对覆岩采动裂隙发育形态和发育高度的影响,并以此提出了相应的“采煤保水”建议。结果表明:研究区2?2煤层顶板覆岩中厚砂岩平均厚度25 m,距2?2煤层平均间距76 m;厚砂岩距煤层30 m时,覆岩采动裂隙表现为“矩形—L形—马鞍形”的动态变化特征,距煤层70 m时表现为“L形—倒梯形—马鞍形”变化特征,距煤层大于95 m时全程表现为“马鞍形”特征;覆岩采动裂隙最大发育高度随厚砂岩层位的升高而先减小后增大;厚砂岩厚度H≥30 m、距煤层间距L>95 m,或H≥60 m、L>60 m时,可有效阻挡采动裂隙向上发育贯穿厚砂岩;在充分考虑厚砂岩对覆岩采动裂隙发育规律的影响,选择合适的空间位置和开采阶段进行合理的覆岩减损和保水防治,实现“边采边治、边采边护”的绿色开采模式。该研究成果可为黄河流域中游陕北煤矿区煤炭开采与生态环境保护协调发展提供理论指导。      

回采工作面煤层动态标定预测技术应用研究

智能开采对于地质条件的不适应问题非常突出,特别是对煤层起伏和厚度的绝对精度提出了更高的要求。三维地震勘探横向分辨率高,能够对煤层起伏进行控制,但在地震解释时,煤层底板高程受时深转换计算影响,存在一定的误差。针对这一问题,以工作面三维地震数据和采掘过程中探煤厚数据为基础,通过不断更新速度场提高煤层底板时深转换绝对精度;同时利用迭代插值算法,不断更新工作面煤层厚度;通过对计算得到的数据进行误差统计和分析。在TJH304回采工作面进行试验,利用工作面巷道和切眼探煤厚数据并结合三维地震资料动态解释后,工作面推采前方煤层底板高程值和厚度值绝对误差变小;特别是距离当前采煤面30 m以内的4个验证点煤层底板高程值误差范围为0.37~0.58 m,煤层厚度值误差为0.32~0.44 m。结果表明,三维地震动态解释技术可最大化将三维地震和井下生产数据有效结合,不断提高煤层空间精度,为智能开采提供预想煤层模型。      

甘肃环县西部地质构造及控煤作用

甘肃环县西部侏罗系下统延安组中赋存丰富的煤炭资源。通过探讨该区地层、构造的形成和演化过程,分析该区地质构造及其对煤层形成与赋存的控制作用,结果发现:本区煤系及煤层的分布规律受基底构造、同沉积构造及后期构造活动的改造等综合作用的控制与影响,该区煤系及煤层呈南北条带状分布于青龙山断褶带和沙井子断褶带的次级凹陷内,且分布范围和埋藏深度受断褶带内次级构造的控制,使煤系和煤层大致呈北部浅、南部深、东部浅、西部深的特点。因此,今后的找煤重点应放在沙井子、甜水堡、王洼和罗洼外围的青龙山断褶带和沙井子断褶带的次级凹陷内。      

湘中石炭系测水组煤系特征及煤炭资源预测

湘中石炭系测水组是华南早石炭世最有价值的煤系之一。通过对测水组煤系等沉积特征的综合分析,研究了本区控煤因素和聚煤规律;结合矿山开发现状,着重对金竹山、渣渡等老矿区进行煤炭资源预测。研究结果表明:湘中次级构造单元的隆起和坳陷直接控制了煤系发育和含煤性,富煤区往往位于向斜仰起端和平缓翼部位;古陆前缘坳陷中泻湖及潮坪环境是煤层发育的有利场所;含煤性与煤系厚度一般呈正相关关系,含煤性好的地区砂泥岩比值一般为0.5~1;预测金竹山矿区深部和渣渡矿区南段利民矿深部及两翼煤炭资源储量共372.98 Mt。总之,老矿区中深部及外围煤炭资源前景乐观,可以作为重点勘查靶区。      

顺煤层剪切带煤与瓦斯突出机理分析

为了确定顺煤层剪切带的煤与瓦斯突出机理,在对顺煤层剪切带的受力状态进行分析的基础上,应用Mohr-Coulomb理论研究了顺煤层剪切带的形成机制,并探讨了顺煤层剪切带内的煤层变化特征、瓦斯含量和瓦斯压力特征及地应力对煤与瓦斯突出的影响。结果表明:当煤层倾角接近剪切滑动的临界角时,易产生薄煤区,而远离临界角时,煤层厚度增加,煤层厚度剧烈变化部位为应力集中区并具有较高的应力梯度;顺煤层剪切带内的压应力、煤层的面理化结构和煤层厚度的剧烈变化使其在宏观上形成了高瓦斯含量和高瓦斯压力特征,微观上糜棱煤细颈瓶型的孔隙形态为发生煤与瓦斯突出提供了必要的介质条件;在紧闭褶皱区,煤与瓦斯突出类型以突出为主,在宽缓褶皱区和伸展型顺煤层剪切带内,煤与瓦斯突出类型以压出和倾出为主。顺煤层剪切带内的高地应力、高瓦斯压力和发育的构造煤等3个因素是煤与瓦斯突出发生的主要原因。      

用地震资料预测煤层气储层参数的方法初探

通过分析沁水煤田的地震地质条件,利用井信息结合地震资料,得出该区煤层气储层的特征与规律;利用数学地质知识的统计分析、回归分析,讨论了煤层气储层参数(煤层厚度、孔隙度及含气量)的预测方法。      

小波多尺度分析在煤厚探测中的应用

根据声波反射法探测顶煤厚度中存在的问题,提出了将小波多尺度分析应用到实际煤厚探测信号分析中的信号处理方法。结果表明:小波多尺度分析大大改善了煤层顶板弱反射波的识别能力,提高了煤厚探测的精度。