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。     

地震勘探方法在赵官井田岩浆岩解释中的应用

赵官井田位于山东省的西北部,该区岩浆岩较发育,有三层岩浆岩呈岩床状侵入到煤系地层中。下层岩浆岩一般位于10煤以下,但在井田局部区域,也会上冲至10煤层,甚至达到7煤层,造成冲断条带两侧煤层底板形态发生剧烈变化,10煤或7煤直接吞蚀。依据赵官井田岩浆岩的发育规律及煤岩性特征,利用三维地震勘探方法查明了井田内三层岩浆岩的赋存状态,尤其对下层岩浆侵入形态以及对煤层的影响进行了解释,否定了以往地质资料中因岩浆侵入煤层而误解释为多条逆断层的存在。赵官庄井田三维地震勘探实例表明,岩浆岩冲断煤层在时间剖面上具有典型的响应特征,并指出下层岩浆岩的上冲的影响井田浅部煤层开采的一个重要地质因素。     

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。     

桑树坪煤矿3号煤层煤与瓦斯突出特征及突出危险性预测

以瓦斯地质观点为指导，对3号煤层煤与瓦斯突出点分布特征、主控地质因素进行了总结与分析，提出了突出危险性区域预测的定量指标及瓦斯地质单元划分的方法，对全井田3号煤层突出危险性进行了圈定。     

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。     

淮北涡阳矿区花沟西井田岩浆侵入及其对煤层的影响

利用煤田地质勘查成果,研究了淮北煤田涡阳矿区花沟西井田岩浆活动特征及其对煤层的影响。花沟西井田岩浆侵入活动主要为中性深成侵入,岩浆侵入至煤系后,具有显著地选择层位和顺层侵入的特点。岩浆侵入活动对井田范围内煤层尤其是主要可采煤层82煤影响显著,不仅表现在对煤层的吞蚀和挤压造成的煤厚变化,同时因岩浆穿插于煤层之中造成煤层结构的复杂化,降低煤层的质量。     

金沙县官田坝向斜瓦斯赋存规律差异性分析

为查明贵州金沙县官田坝向斜瓦斯赋存规律,保证后续煤矿开采工作的有序进行,基于研究区地质勘探钻孔资料、试井资料及井田地质条件的详细分析,结合实测瓦斯数据,借助于瓦斯地质理论,从垂向和平面两方面对不同煤层进行瓦斯赋存规律分析探讨,结果表明:在取样深度范围内,可采煤层CH4浓度分布变化较大,N2浓度分布变化较小。各层位煤层在埋深处于500600m普遍存在明显的"转折点",推测可能与地层层序格架控制的煤储层物性有关;随着煤层层位的加深,瓦斯含量与埋深的关系逐渐趋于弱化,一定程度上表明埋深因素对于瓦斯含量的控制作用随着煤层层位的加深而逐渐较弱;4、7、9号煤层瓦斯含量受埋深影响作用明显,13、15号煤层瓦斯赋存规律一定程度上受地下水活动作用控制。     

煤（岩）与瓦斯突出的地质条件研究：以阜新王营矿为例

本文统计分析了阜新矿务局王营矿１０余次煤（岩）与瓦斯突出现象,发现岩浆侵入作用和地质构造是控制影响瓦斯突出的主要地质因素,岩浆岩的发育造成了煤变质程度增高,促进了瓦斯的形成,岩浆的烘烤,挤压破坏了煤的原始裂隙系统,形成了“构造煤”带,使岩墙两侧天然信占大量高游离成瓦斯受到封闭而形成潜在煤（岩）与瓦斯突出危险区,地质构造则对瓦斯保存和运移起到了重要作用,掌握有关规律,可预测瓦斯突出区域,指导防治措施     

新密矿区低临界值瓦斯动力现象及机理

本文从区域构造演化及构造特征、"三软"煤层(顶、底板和煤层均破碎的煤层及组合)分布及瓦斯特性和构造煤瓦斯内能释放等方面探讨了新密矿区低临界值瓦斯动力现象发生的机理及地质控制作用。研究结果表明:新密矿区构造演化具有多期叠加改造的性质,中、新生代拉张裂陷环境中形成的重力滑动构造对"三软"煤层的普遍发育具有重要控制作用,"三软"煤层的形成及组合形式影响井田瓦斯赋存和构造应力环境的非均衡性;顺煤层断层、煤层流变的规模及构造煤的发育程度是低临界值瓦斯动力发生的主控因素;高应力环境下"三软"煤层中构造煤的初期内能释放是激发低临界值瓦斯动力现象发生的关键;对低临界值瓦斯动力区域的预测可以通过对煤层流变和瓦斯初期解吸能的研究来实现。      

焦作煤田瓦斯赋存规律及差异性原因分析

为厘清焦作煤田二1煤层瓦斯赋存规律及差异性原因,运用瓦斯赋存构造逐级控制理论,研究了焦作煤田瓦斯赋存规律及瓦斯生成与排放的过程,探讨了造成瓦斯赋存差异性明显的原因。深成变质作用叠加岩浆热液的岩浆变质作用是焦作煤田二1煤变质为三号无烟煤的主要原因,也是焦作煤田煤层瓦斯含量高的基础。煤层瓦斯的生、储、排过程研究表明,在喜马拉雅期之前整个焦作煤田的瓦斯赋存状态是相似的;喜马拉雅期形成的NW向峪河口正断层使两盘煤层上覆基岩厚度产生明显差异,是造成焦作煤田瓦斯赋存差异性的根本原因。峪河口断层将焦作煤田划分为东、西两个瓦斯地质单元,西部瓦斯地质单元瓦斯含量高、瓦斯突出灾害严重;东部瓦斯地质单元主要表现为低瓦斯区。     

准噶尔盆地南缘硫磺沟煤层气富集主控地质因素及有利区优选

为评价煤层气资源勘探开发潜力和指导矿井安全生产,对准噶尔盆地南缘硫磺沟煤矿主煤层(4-5、7、9-15号煤)的储层物性特征(显微组分、裂隙及含气性等)进行了测试分析,结合现场钻井资料、瓦斯解吸及瓦斯涌出量等资料,从构造、沉积、煤层埋深、水动力条件等方面分析了该区煤层气的控气地质因素。结果表明：煤储层物性较好,孔裂隙较为发育,微裂隙高达3 935条/9 cm²;煤层含气性(瓦斯含量)较好,4-5号煤层为4.88~10.81 m³/t,平均6.56 m³/t。控气地质因素分析表明,准南硫磺沟煤层气的控气模式以构造-水动力耦合控气为主。同时,利用多层次模糊数学综合评价模型,预测的硫磺沟煤矿(4-5号煤)煤层气赋存有利区为钻孔29-3和28-3周边区域。     

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。      

绿水洞煤矿煤层(成)气赋存与地质条件的关系

依据绿水洞矿井地质构造和煤层构造变形特征,对该矿煤层(成)气赋存运移规律进行了系统的分析,就该矿生产中煤层(成)气涌出及可能产生的动力现象进行了地质评价,认为在矿井深部仍存在沿岩层裂隙和溶洞发生煤层(成)气涌出的可能,田湾向斜东翼为全井田煤层(成)气突出危险程度最高的区域。      

岩浆岩侵入煤层的地震属性识别技术

岩浆岩体严重影响井田的煤质、储量等,对采区工作面布置、巷道掘进及回采工作造成严重的影响,因而探测岩浆岩侵入煤层的范围对煤矿安全高效生产具有重大意义。在总结岩浆岩侵入体的地质特征基础上,建立岩浆侵入煤层地震地质模型,通过正演,对多种属性进行交互分析,发现主频能量属性与振幅类属性对岩浆岩反应较为敏感,并且随着岩浆岩厚度的逐渐增加能量类与振幅类属性逐渐降低。通过对QN煤矿103工作面高密度三维地震资料连井剖面10煤进行属性分析,发现频带宽度、中心频率、主振幅属性可以较好地识别岩浆侵入区。通过对勘探区10煤层进行频带宽度、中心频率和主振幅属性分析识别岩浆侵入区,其识别结果与钻孔实际揭露吻合较好,证明采用地震属性识别技术可以识别煤层岩浆岩侵入区范围。      

祁东煤矿岩浆侵入特征的研究

通过对祁东煤矿勘探钻孔统计资料分析．研究了岩浆侵入煤层的主要特征。岩浆主要以岩床的形式沿煤层侵入,岩性以云煌岩为主,岩床层数多为一层,岩浆主要是顺煤层上部侵入。从上部煤层到下部的10煤层,岩浆侵入活动呈现出从无到有、从弱到强的趋势;分布区域从西向东、由北向南扩展,分布面积逐渐扩大。岩浆侵入破坏了煤层的结构和稳定性,其接触变质作用造成煤类分布混杂,而仅靠钻孔不可能完全查明岩浆岩的分布形态,建议今后加强矿井地质观测,为煤炭开采提供服务。     

岩浆侵入煤层中锑的赋存特征——以淮北卧龙湖矿为例

为探讨岩浆蚀变作用对煤层中锑赋存特征的影响,系统采集安徽淮北煤田卧龙湖煤矿岩浆侵入煤层侵入岩和全煤层样品共12个,利用原子荧光光谱法（AFS）测定样品中Sb含量,并对煤质参数进行分析。结果表明:卧龙湖煤矿岩浆侵入区煤表现为超低挥发分,中等灰分,特低硫的特点,煤中的硫主要以有机硫和黄铁矿硫存在。受岩浆热液影响,煤中灰分增加,挥发分减少;岩浆蚀变煤层中锑明显富集,算术平均值达到10.48 mg/kg,且侵入岩上方煤中Sb的平均含量明显增高,煤岩接触带位置Sb的含量达到最高值（13.93 mg/kg）;岩浆蚀变煤中的锑主要以无机结合态形式存在（相关系数r为0.74）,有机硫与煤中Sb呈显著负相关（相关系数r为-0.60）。岩浆侵入作用导致卧龙湖煤矿煤的煤质特征及煤层中锑的赋存方式受到不同程度的影响,研究结果可为特殊地质作用下煤中锑的环境地球化学特征提供参考。      

论煤地质学与碳中和

煤基碳排放构成了中国碳排放总量中最重要的部分,做好煤基碳减排和煤炭高效洁净低碳化利用是实现“碳中和”国家目标的重要途径,碳中和背景下的煤地质学发展值得关注。系统评述与碳中和相关的煤地质学研究领域,分析煤地质学在碳中和研究与工程实践中的作用和应用前景,探讨碳中和背景下煤地质学的重要发展方向。取得以下认识:推进清洁煤地质研究、服务煤的高效洁净化燃烧,勘探开发煤系天然气低碳燃料、优化一次能源结构和化石能源结构,开展煤化工资源勘查与开发地质保障研究、推动煤炭的低碳能源转化和新型煤化工产业发展,深化瓦斯地质研究、提高煤矿瓦斯（井下）抽采率、控制煤矿瓦斯的大气排放和泄漏,研究煤层甲烷天然逸散和煤层自燃排放、控制煤层露头的天然排放,发展煤层CO₂地质封存与煤层气强化开发（CO₂-ECBM）技术、推动碳捕获、利用与封存（CCUS）技术发展及其在火力电厂烟气碳减排中的商业化应用,研究煤炭勘查企业的碳足迹、实现企业净零排放,是与煤地质学紧密相关的碳减排技术路径;其中煤层甲烷与煤系气高效勘探开发、深部煤层CO₂-ECBM、煤层露头气体逸散与自燃发火控制、洁净煤地质与煤炭精细勘查是碳中和背景下煤地质学优先发展的重要领域。      

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。