煤储层各向异性地震波场模拟

对中国煤层的裂隙系统进行了系统分类;阐述了各类裂隙的主要成因。基于二维二分量各向异性弹性波方程交错网格高阶有限差分法数值模拟,对各向同性介质模型和高裂隙密度(含干裂隙和饱和水裂隙)煤层的二维层状模型进行了弹性波场数值模拟。结果表明:煤层含裂隙后与不含裂隙时相比,反射时差的变化已不足以识别,但由于波速的改变会使煤层顶底、界面的波阻抗发生变化,从而引起波的动力学特征的改变,AVO现象尤其明显。含气和含水裂隙煤层中在x分量和z分量表现为极性相反,而且含水裂隙煤层中的波速比含气裂隙煤层的波速要快。因此,应用各向异性理论研究煤层裂隙的特征是可能的。     

各向异性煤层裂隙流体因子及地震波速度响应

煤层中瓦斯和水的赋存及运移与裂隙的密度、走向、填充物类型等因素密切相关,为了预防和控制矿井突水、瓦斯突出等灾害性事故,进行煤层裂隙的识别和预测研究,对煤矿开采的安全性评价有重要指示作用。基于裂隙等效模型理论,将Schoenberg线性滑动模型与煤层干裂隙（气充填）和饱水裂隙相结合,分析煤层缝隙中流体因子随不同充填物与裂隙弱度参数（裂隙密度、纵横比、体积模量、剪切模量、拉梅系数）的变化特征,并通过对含垂向裂隙的煤储层进行地震波各向异性速度的响应计算。从HTI型煤层理论模型的正演模拟结果可知,模型中裂隙流体因子与裂隙密度和几何形态呈正相关函数关系,而与充填流体体积模量呈负相关。HTI型煤层P波群、相速度对裂隙中的气、水都比较灵敏,SV波群、相速度对干裂隙（气充填）不敏感,SV波群速度对裂隙中的水很灵敏。通过HTI型煤层裂隙流体因子与各向异性速度等参数的响应分析实现煤层裂隙流体预测的可行性,为分析裂隙型煤层地震波传播特征打下基础,为煤层裂隙流体预测提供理论支持。      

利用煤层裂隙地震各向异性寻找煤层气气藏

煤层气是以吸附状态储集在煤层的微裂隙、裂缝中，煤层既是煤气的源岩层，也是煤层气的储集层。由于煤层裂隙的存在，将导致煤层的各向异性；根据横波分裂理论：横波通过方位各向异性介质时，横波将发生分裂现象，分裂为两个偏振方向近乎正交的横波，即传播方向平行于裂隙方向的快横波和传播方向垂直于裂隙方向的慢横波。本文介绍了煤层裂隙引起的横波分裂现象的实验室研究及实际野外试验成果。实际结果表明，利用转换横波探测煤层裂隙是可行的。本文最后给出了试验煤层裂隙发育范围和裂隙发育方向。     

煤层采动裂隙与氡气浓度相关性研究

煤层的开采极易导致采动裂隙直接连通地表,引起煤层自燃、地下水流失等灾害现象.掌握煤层上表岩层中裂隙发育特征,是解决上述问题的基础.将氡测量技术引入到煤炭采动裂隙发育研究中,通过实验模型模拟,分析得出了沙基型煤层采动裂隙分布与氡气浓度之间的相关规律.     

含裂隙煤层底板突水规律的数值模拟与工程应用

本文结合淮北杨庄矿某工作面实际工程情况, 利用NCAP-2D-W对煤层底板突水进行多方案的数值模拟试验研究。主要内容包括:(1) 考虑在承压水不变的条件下,设计不同裂隙分布状态,探讨单裂隙、多裂隙、不同长度裂隙对煤层底板破坏的影响及开采矿压对裂隙顶部破坏的影响;(2) 考虑承压水的变化,分别考虑单裂隙和多裂隙两种分布状态,探讨裂隙对煤层底板破坏的影响及开采矿压对裂隙底部破坏的影响。通过分析受采动荷载、岩层结构变化、煤层底板中裂隙分布状态及承压水变化等因素影响的数值试验,获得了随开采工作面不断推进煤层底板破坏区的发展、突水导升高度的递增、突水通道的形成等相关规律。     

新疆库拜煤田煤层与围岩裂隙对应关系研究

以新疆库拜煤田煤层气开发区块近似直立岩层为研究对象,利用地表大比例尺构造裂隙填图和井下煤层对比解剖技术,验证了在同一构造层的地表和井下煤层及围岩中发育相似的裂隙特征,建立了围岩与煤层裂隙发育特征之间的对应关系,包括裂隙发育方向和程度,提出了一种预测煤层裂隙系统和煤体结构的新方法,划分出研究区煤层气布井有利区和不利区。     

煤层裂隙系统及其对煤层气产出的影响

对中国煤层的裂隙系统进行了系统分类;阐述了各类裂隙的主要成因并综合分析了煤层裂隙系统对储层渗透性和煤层气产出的影响。     

煤层显微煤岩类型与裂隙分布的关系

综合利用显微地层学和统计学方法,以河东煤田中北部8#煤层为例,研究了煤层显微煤岩类型与煤层裂隙分布的关系。结果表明,裂隙在不同显微煤岩类型煤体中的分布存在较大的差异,同时裂隙分布的位置与显微煤岩类型的组合序列有关。其结果对煤层气资源评价和煤层渗透性预测具有重要的指导意义。      

受煤层底板承压水威胁的煤层开采安全性分析

从分析煤层底板的裂隙分布出发,建立裂隙岩体的渗流模型,然后应用该模型分析得到的渗流场,采用考虑渗流软化效应的弹塑性有限元方法,分析了煤层开采过程中煤层底板破坏状态,为受煤层安全开采的提供了依据.     

浅埋近距离煤层群开采覆岩与地表移动破坏规律研究

为掌握浅埋近距离煤层群下行开采覆岩破坏及裂隙带发育规律,以红柳林煤矿浅埋近距离煤层群开采为例,采用相似材料模拟和数值模拟研究,对浅埋近距离煤层群下行开采的覆岩破坏特征及裂隙带发育高度进行研究,结果表明：2^-2煤开采的初次来压步距约为60m,周期来压步距约为15m; 2^-2煤覆岩关键层破断后,导水裂隙带高度增长速度变大,并直达地表,高度达165m,裂采比大于27.5;多煤层开采下,3^-1、4^-2煤层导水裂隙带高度发育至上覆煤层底板后均发生突增并直达地表,最终导水裂隙带高度为175m,煤层的重复采动使得地表移动和变形值增大,破坏程度增加;多煤层重复采动导致工作面两侧应力释放,较单煤层开采最大应力值变小。研究结果可为近距离多煤层的安全高效开采提供参考。