江西钨矿床“多位一体”模式与成矿热动力过程

以江西大量的钨矿床勘查研究资料成果为基础, 以张天堂—西华山钨矿带为典型, 建立了钨矿床"多位一体"模式。该模式的核心是以成矿花岗岩为主因, 由不同类型的钨矿床组成的具有成生联系的构造—岩浆—成矿体系。重点展示了脉状钨矿床的四维结构与定位规律以及多样的矿床垂直分带模式。同时通过对脉状钨矿床形成的热动力过程观察研究, 揭示了区域水平挤压扭动与诱发的局部垂直内应力场交替活动、岩石剪切破裂与扩容充填交替进行的整个成矿过程, 及其对钨矿床结构形式与时空分布规律的约束作用。     

忙碌的矿山“水龙王”——访中国矿大（北京）水害防治与水资源研究所所长,教授、博导 武强

我国第一位矿床水文地质学博士武强,长期从事矿井水害防治与综合利用研究,曾以国务院特别重大透水事故调查组专家组组长身份参加了近年来我国发生的广东梅州大兴煤矿、山西大同左云新井煤矿、河南洛阳侍沟煤矿和广西百色那读煤矿等的特别重大透水矿难的调查研究工作。他负责主持近50项科研项目研究,获国家科技进步二等奖1项,省部级特等奖1项,一等奖4项,二等奖8项,三等奖4项,还获国家级科技成果2项,国家软件著作权登记一项。     

“双碳”目标下推进中国煤层气业务高质量发展的思考与建议

鄂尔多斯盆地东缘神府区块是典型深部煤层气田,资源丰富且勘探开发潜力巨大。2023年10月,神府深部煤层大气田成功申报探明地质储量超1100亿m³。府谷地区位于神府区块中部,是最早深部煤层气生产试验区,但目前对其煤层气的富集成藏规律和勘探开发潜力的认识尚不清楚。综合应用地震、测井、钻井和煤岩测试等资料以查明该地区深部煤层气地质特征、富集成藏规律和有利区分布。结果表明：主力煤层4+5、8+9号煤发育稳定且厚度较大(4+5号煤：3.2~5.8 m;8+9号煤：8.7~13.5 m),有利层段主要分布在煤层中上部位置;宏观煤岩类型主要为光亮−半亮煤,煤体结构主要为原生−碎裂结构煤;受深成变质作用的影响,煤类以气煤、肥煤和焦煤为主,煤的变质程度处于热解生气的高峰期,煤储层表现出中−高含气量(4+5号煤：3.0~12.0 m³/t;8+9号煤：7.5~18.5 m³/t)和中−高含气饱和度(35.0%~115.0%)等特征;主力煤层属于低渗储层((0.01~0.09)×10⁻³ μm²),孔隙结构主要以微孔和小孔为主。提出府谷地区煤层气为“挠褶−断层−水动力”富集成藏模式,煤层气富集区位于构造平缓区和斜坡带。建立深部煤层气地质−工程双甜点评价体系,识别出I类地质−工程甜点区位于东部和西南部,是研究区深部煤层气勘探开发首选区带。因此,该研究认识进一步丰富了深部煤层气富集成藏理论,对鄂东缘深部煤层气勘探开发实践具有重要指导意义。

     

南岭钨矿“五层楼模式”的结构与构式——以粤北始兴县梅子窝钨矿为例

南岭脉状钨矿的“五层楼模式”,在纵剖面上具正扇形结构,横剖面上具树形分叉结构,平面上沿构造带呈定向脉组（群）分布。从上往下,矿脉分布的分维值（平均1.10）从大变小。认为燕山期含矿岩浆流体沿构造带发生定向的周期性地震泵吸、液压致裂与裂开愈合。对于同一条矿脉,矿脉的扩展速率与扩展时间决定了脉幅的大小：脉幅越大,扩展速率就越小,扩展时间就越长,起始时间也就越早;而脉幅越小,扩展速率也就越大,扩展时间就越短,起始时间也就越晚。认为脉的扩展速率与液压、围压的相对大小有关：当液压一定时,围压越大,则脉的扩展速率就越小;而围压越小,脉的扩展速率就越大。由于各处围压及扩展时间长短的差异,“五层楼”模式中的中部、深部、侧部、上部的矿脉构式、脉幅具有明显的差异：中部单脉出现分支复合,脉幅稳定;侧部单脉出现自然尖灭或单侧分支尖灭、双则分支尖灭;上部则出现复杂的树形分支,分支自然尖灭或分支与分支之间的复合尖灭,深部可能为自然尖灭。     

鄂尔多斯盆地侏罗纪煤田典型顶板水害防控技术与应用

黄陇侏罗纪煤田厚煤层开采导水裂隙带发育高度大,易导通上覆白垩系洛河组巨厚砂岩含水层,区内青岗坪煤矿回采期间出现典型的“脉冲式”涌水特征,给矿井的安全回采造成严重影响。以青岗坪煤矿42105综放工作面为研究对象,采用3DEC离散元模拟、钻孔冲洗液漏失量、综合物探以及钻孔电视相结合的实测方法,对工作面回采过程中覆岩导水裂隙带和离层发育规律进行研究,探究该典型地质条件下矿井的涌水机制与导水裂隙带发育特征。结果表明：42105工作面导水裂隙带受覆岩周期性垮落影响不断向上发育,洛河组孔裂隙砂岩静储水不断释放,间歇性涌入工作面,形成幅值稍低的“脉冲式”涌水;在采动影响下巨厚砂岩含水层内不断出现离层,导水裂隙带导通砂岩含水层离层积水区,致使涌入工作面的瞬时涌水量突增,形成幅值较高的“脉冲式”涌水。结合现场钻孔冲洗液漏失量实测、综合物探以及钻孔电视结果,揭示了青岗坪煤矿洛河组孔裂隙砂岩静储水与离层水叠加影响的“脉冲式”涌水机理,确定导水裂隙带的最大发育高度为316.83~333.00 m,裂采比为30.17~31.71。研究结果对于类似地层条件下矿井涌水的防治和安全高效回采具有指导意义。

     

我国露天煤矿水害特征与防治水技术

露天开采是我国煤矿开采的两大方式之一。与地下开采煤矿类似,露天煤矿在开采过程中同样面临防治水问题,由于我国露天煤矿水害类型相对单一,国内学者鲜有对露天煤矿的水害特征和防治水技术进行深入研究。以我国露天煤矿分布范围为出发点,从充水水源、充水通道、充水强度3方面分析露天煤矿水害特征,得出大气降水、地表水和浅层地下水是主要充水水源;人为开挖形成的直通式通道、强渗透含水层或透水层、垂向导水钻孔、滑坡形成的地表裂缝等是主要充水通道;季节性变化明显、疏排水周期长、排水量大是露天煤矿疏排水主要水害特征的结论。归纳目前我国露天煤矿常用的7种防治水技术,提出露天煤矿由远及近、由上而下、由面至点的立体防治水技术体系。从地下水资源保护和生态环保角度出发,为实现露天煤矿绿色开采和可持续发展,提出以切断补给通道、减小矿坑疏排水量为目的的帷幕截流技术是今后露天煤矿防治水的主要技术方法。     

瞬变电磁法在煤矿水害防治中的应用

瞬变电磁法(TEM)具有施工方便、快捷、对低电阻率地质目标体反应敏感等诸多优点,在寻找地下水源、查明采空区及探测岩溶发育带等方面有着广泛的应用。在简述TEM工作原理、方法的基础上,论述了TEM法在我国多个矿区复杂条件下,对积水采空区和地层富水区的水文地质勘探实例。结果表明,采取必要的技术措施后,勘探取得了良好的地质效果,为保障矿井安全生产提供了科学依据。     

煤炭地质综合勘查模式的构建与应用

在分析总结近年来煤炭地质勘查理论和技术创新进展基础上,结合勘查工程实践经验,确立了\     

基于GIS的矿井水害防治辅助决策支持系统

为提高矿井水害防治数字化管理水平,辅助矿井防治水决策,从矿区集团公司及其所属煤矿两级防治水管理与决策角度,提出了矿井水害防治信息系统的设计原则,分析了系统信息流程,设计了系统数据库和功能模块,分析了系统的关键技术并给出了在系统中的实现方法,即矿井突水水源判别技术,顶板和底板突水危险性评价方法。系统C/S部分利用GIS组件开发,较好地实现了图件管理,信息提取与分析和模型计算,并通过B/S模式实现图件与数据的网络发布。     

废弃煤矿瓦斯资源估算与评价方法构建及应用

基于我国废弃煤矿瓦斯资源勘探开发现状,为合理评估我国废弃煤矿瓦斯资源,提出"资源估算+初步评价"的思路,建立废弃煤矿瓦斯资源估算和评价方法,该方法具有所需参数少和实用性强等优点;依据废弃煤矿瓦斯涌出特点及废弃时间,划分废弃煤矿类型,将其分为稳定型和非稳定型两大类,非稳定型进一步划分为初期、中期和后期3个阶段;根据废弃煤...     

煤矿井下综合物探超前探测技术与应用

对我国煤矿井下推广使用的地球物理探测技术进行了回顾,着重介绍了瑞利波和直流电法两种超前探测技术的新进展;结合七台河、平顶山等煤矿的应用实例,分析了煤矿井下超前地质预测的潜力,提出了煤矿井下超前探测技术的发展方向。     

铜川玉华煤矿顶板离层水突水机理与防治

陕西铜川玉华煤矿一盘区1418工作面,回采期间发生多次突水事故,对煤矿的正常生产和人员的生命安全构成严重威胁。从本井田地质和水文地质资料入手,分析了工作面突水的背景、水源、通道等,得出洛河组下段砂岩裂隙含水层水为离层空间充水的主要水源,煤层采动后形成的导水裂隙带为主要的导水通道。通过理论分析和模拟研究覆岩移动破坏规律,分析确定导水裂隙带发育过程和离层空间可能发育的位置,离层水形成、发展及突水过程,从而总结出玉华井田1418工作面顶板离层水突水机理,为矿井后期实现安全高效生产提出切实有效的防治水措施打好基础。     

废弃煤矿采空区瓦斯抽采可行性评价模型构建及应用

在碳达峰碳中和的政策背景下,开发废弃煤矿瓦斯资源可产生较高的资源、经济与环境三重效益。通过调研及文献查阅,从技术可行性和经济合理性2个角度建立废弃煤矿采空区瓦斯抽采可行性评价指标体系,将博弈论组合赋权方法与模糊综合评价法结合,构建了博弈论?模糊综合评价模型,以晋城矿区废弃矿井古书院矿为例进行瓦斯抽采可行性评价。结果表明:一级指标中瓦斯资源条件及瓦斯保存条件的权重较高,分别为0.439 1和0.383 6,说明煤矿瓦斯赋存量和煤矿密闭性是影响废弃煤矿采空区瓦斯抽采可行性的决定因素;二级指标中,地面钻孔甲烷浓度和矿井涌水量权重较高,分别为0.091、0.087,说明废弃煤矿采空区瓦斯富集区的甲烷纯度及煤矿水害严重程度是影响废弃煤矿采空区瓦斯抽采可行性的关键因素;建立的评价模型修正了单一赋权评价法导致的权重失真问题,兼容了主客观定权重方法的优点;验证了博弈论?模糊综合评价模型应用于废弃煤矿采空区瓦斯抽采可行性评价的合理性。      

Effects of moisture on strata control in coal mines

Moisture has been known to influence strata failures in coal mines for a long time. However, it is only in the last decade that researchers have attempted to quantify this effect. In the laboratory, attempts have been made to study the effects of moisture on the strength of coal-bearing rocks, moisture gain in shales as a function of time and pressures generated due to swelling, slaking and swelling indices and their possible correlation to strata control problems, and effect of humidity variations on anchor creep and bearing plate performance in conjunction with conventional bolts. In the field, researchers have attempted to correlate humidity variations with the incidence and frequency of roof falls and roof convergence, and effects of air tempering on reducing humidity variations in the mine.

A concise review of what is known about effects of moisture on strata control with emphasis on the Illinois basin coal mines is presented in this paper. Some approaches to mitigate the effects of moisture—leaving coal in the roof, guniting and shotcreting, application of sealants—are then briefly discussed.