地下煤火的探测及防治

地下煤火灾害在世界很多国家普遍存在,我国北方因干旱少雨、地形地貌平缓、煤变质程度低、黄铁矿和镜质组含量高及孔(裂)隙、断层、褶皱等构造发育,导致煤层自燃现象尤为严重,而小煤窑的私挖乱采更是加剧了煤火灾害的发生。基于地下煤火物理特点,目前用于确定煤火位置及范围的探测方法可分为五大类:遥感、物探、化探、热探、钻探。通过分析煤火形成机理、影响因素,探讨,提出了煤火灾害的防治手段:浅层剥离火源、堵漏、灌浆、注水、均压灭火、惰化技术、胶体防灭火。鉴于不同火区、不同发火阶段其表现特征存在差异,指出应根据实际情况选择适用的探测方法,准确探测出火区范围和规模,从而为防、灭火方法提供依据;地下煤火的防治要依据环境、资源条件、火区工程条件来实施,以保证灭火效果。     

神木矿区的主要环境地质问题

神木矿区地处陕北侏罗纪煤田的北部,毛乌素沙漠边缘。矿区地质环境脆弱,地下水资源贫乏,煤层自燃严重,火烧岩广泛分布。本文对矿区建设及开发中的环境工程地质、环境水文地质问题进行了分析。主要包括火烧岩的工程地质问题,煤自燃,煤矿顶板冒落地面变形,地下水资源枯竭与水污染等问题。     

神木—东胜煤的煤岩特征

煤岩特征(如煤的显微组分含量及植物组织结构的保存程度)是影响煤炭质量的重要因素,研究它将会有重要的实际意义。笔者在参加“神木—东胜矿区煤质特征及利用途径”咨询项目时,研究了该区15个煤矿和5个钻孔的煤层煤样,制取了89个不同类型的煤光片,进行了煤岩组分观察、定量统计、类型划分、镜质体反射率测定、电镜扫描等研究工作,并收集整理了该区以往煤岩鉴定资料。本文就是在此基础上对该区煤岩特征及煤的水分增高的原因作一论述,以期为煤的综合利用提供科学的依据。     

杨伙盘煤矿烧变岩及其对工作面布设的影响

论述杨伙盘煤矿的地质特征、上部2-2、3-1可采煤层的烧变岩分布范围及可采煤层厚度、结构等,分析煤层的自燃特征及其对工作面布设的影响,认为采用钻探的方法控制煤层自燃的范围,工作面尽多并且实现出煤,可避免盲目掘进造成经济损失和烧变岩含水层对矿井安全的影响。     

平顶山矿区原生结构煤和构造煤孔渗实验对比

为了研究构造煤孔渗变化特性, 利用平顶山矿区原生结构煤和构造煤, 进行了不同围压、温度、湿度和煤体结构类型等条件下孔隙度及渗透率的实验测定, 对煤层孔渗特性在不同条件下的变化趋势进行了分析.结果表明: 围压、温度、湿度和煤体结构类型4种因素对煤的孔隙度和渗透率均有较大影响, 当温度和围压同时作用时, 围压的作用效果大于温度的作用效果.并用Origin软件对部分实验数据进行了数据拟合, 得出原生结构煤和构造煤的渗透率-孔隙度函数关系.      

煤岩特性对平顶山矿区煤储层渗透性的影响初探

煤层甲烷生产开采中，煤储层的渗透率是一个关键储层特征，本文试图从煤岩学角度研究预测煤储层渗透性的相对大小，通过煤层几何形态，煤岩组成，煤级，煤中矿物，构造煤分布及割理裂隙的分析，认为二：煤的渗透率比三９－１０煤相对要好；区域上本区东部的渗透性能相对比较好，可作首选靶区。     

中梁山矿区煤的孔隙特征及其对吸附性的影响

为了研究中梁山矿区煤的孔隙性、吸附性特征,选取8组煤样分别进行煤镜质组反射率测试、压汞实验和高压等温吸附实验分析。研究表明：（1）大孔和微孔对煤总孔容的控制明显,过渡孔和中孔影响小,微孔对煤比表面积的贡献最大;（2）煤中孔隙以开放孔为主,并具有相当数量的半封闭孔,孔隙连通性总体较好;（3）在中低煤级阶段,一般煤的孔隙度、孔容和比表面积均随变质程度的增大而减小;（4）煤的最大吸附量与总孔容、总比表面积呈正相关性。     

热液对五牧场矿区煤中锗富集影响的探讨

基于煤炭勘探报告、其化验数据以及煤质变化规律,推导出热液分布情况,结合煤中锗分布范围、分布形态及含量变化规律,探讨了热液对五牧场矿区煤中锗分布的影响。表明五牧场矿区煤中锗含量与热液有着密切的联系:垂向上,锗含量变化规律可以划分为与热液活动引起的煤质变化相吻合的阶梯形,表现为褐煤层的锗含量普遍较低,受热液二次富集改造,出现低变质的长焰煤,气煤等煤层出现了锗的富集;平面上看,锗元素的富集区域表现为围绕煤的变质中心呈一定规律分布,推测为热液将强变质煤中的锗元素活化,在浓度差的驱动下,在平面上横向搬运,到达受到热液弱变质但是有机质尚且丰富的长焰煤、气煤后,再次被有机质束缚,在长期热液作用下,达到富集。     

神木北部矿区煤层自燃边界圈定的勘探方法

在神木北部矿区，采用地质调查，槽探，磁法勘探，钻探，地球物理测井等综合勘探手段，对所获资料，进行了异常分析，类比分析，地貌分析等综合分析研究，圈定的煤层自然区边界，不仅合理可靠，而且经济效益显著。     

韩城矿区构造煤纳米级孔隙结构的分形特征

构造变形可以引起煤纳米级孔隙结构的变化,变形机制的不同对孔隙结构的影响程度也不同。煤的孔隙非均质性极强,传统实验方法难以准确地描述孔隙结构的复杂性,而分形理论提供了描述这一复杂性的量化方法。基于渭北煤田韩城矿区不同类型构造煤的低温氮吸附实验,采用分形FHH方法,定量表征了构造变形对煤纳米级孔隙结构的影响程度。结果表明:韧性变形煤比脆性变形煤的孔隙分形维数高,孔隙结构复杂,非均质性增强,导致毛细凝聚效应增强,吸附滞后突出;构造煤分形维数随着平均孔径的降低和中孔含量的升高而增大,说明构造变形程度越大,平均孔径越小,孔隙结构越复杂。研究认为,分形维数定量反映了煤构造变形的强弱,可以指示煤中纳米级孔隙结构的变形程度。      

镜儿泉矿区地下采动对竖井稳定性的影响分析

地下开采活动通常会造成覆岩及地表的移动、变形和破坏,而在竖井区域内,由于围岩移动变形所引起的竖井破坏事例时有发生。镜儿泉铜镍矿矿体倾角55~65,为典型的急倾斜金属矿山,目前在不同高程水平分别采用浅孔留矿法和下向充填法同时开采。由于矿区构造发育,矿岩破碎,使得工程岩体稳定性问题突出。该矿山前期历经近十年空场法的开采,已在矿体上部产生了大范围的山体开裂和地表变形,对矿区竖井安全构成了极大的威胁。对此,本文根据镜儿泉矿区工程地质条件,采用数值模拟方法,对地下采动影响下3条竖井的稳定性进行了分析,研究结果为保障矿山的生产安全提供了依据。     

焦作矿区二_1煤储层物性特征及其对煤与瓦斯突出的影响

焦作矿区的构造煤发育,煤与瓦斯突出严重。基于研究区构造煤物性特征、分布及煤体结构等对煤与瓦斯突出的影响进行了探讨。认为区内二1煤层的煤体结构类型主要为破坏轻微的原生结构煤和破坏严重的糜棱煤,且两者呈分层出现;二1煤的微孔发育,煤体吸附能力强,加之软硬分层的纵向组合关系,煤体强度减弱,渗透性变差,导致瓦斯向顶底板运移难度增大,利于形成高能瓦斯富集带,增加突出的危险性;区域上构造煤分布影响着瓦斯突出的区域分布,局部构造煤分层厚度的突然增加也会增大突出的可能性。     

煤的变质程度对焦炭结构构造的影响

从宏观和微观两方面对不同变质程度煤所形成焦炭的结构、构造进行了深入研究。从气煤到肥煤阶段（Ｒｏ，ｍ：０．７７％～１．１６％），焦炭气孔壁厚度逐渐增大；进入焦煤阶段（Ｒｏ，ｍ＞１．１６％），焦炭气孔壁厚度降低。气煤、１３焦煤形成的焦炭结构以各向同性体为主，焦煤、肥煤炼出的焦炭以粒状镶嵌结构为主。由气煤和高变质程度的焦煤形成的焦炭，其气孔以微孔和大孔为主，气孔分布标准差Ｄｓ最大；肥煤炼出的焦炭，其气孔分布大小较均一；１３焦煤和低变质程度的焦煤成焦后，气孔分布状况介于上述二者之间     

南桐矿区破坏煤发育特征及其影响因素

破坏煤是煤和瓦斯突出的必要条件之一，研究破坏煤具有重要意义。本文以南桐矿区大量井下煤壁、手标本和显微镜观测为依据，提出了新的破坏煤宏观和微观分类，并指出了二者的对应关系；查明了煤层破坏程度的横向和纵向变化规律及其影响因素。     

淮南矿区煤的稀土元素地球化学

采用INAA测试了淮南矿区 13个煤层煤样的稀土元素含量,研究了稀土元素地球化学特征,得出以下认识 :各煤层样品的稀土元素含量、分布模式变化都很大。煤中稀土元素主要来源于陆源碎屑,来源于海水和植物的不多;稀土元素在粘土矿物中含量高,主要以高岭石的形式赋存。稀土元素具有指相意义,随着成煤沼泽中海水影响的减弱,陆源影响的增强,煤中稀土元素的含量增加;煤的稀土元素分布模式也作有规律的变化,从类似于海相生物的分布模式到类似于陆源碎屑岩的分布模式。Eu异常是由源岩继承下来的,Eu负异常的减弱,估计是由于陆源控制减弱、海水影响增强引起的。在成煤沼泽环境中,海水的影响并未造成Ce严重亏损。     

不同接触面模型对评估地下结构震害的影响

对土 -结构之间相互脱离、滑移现象提供了一个有效的分析方法。在分析中 ,用二维有限元和无限元耦合对地铁隧道进行动力时程分析。同时 ,在分析中考虑了混凝土材料的塑性。研究比较地铁箱体结构在完全约束模型、经典库仑摩擦模型和 goodman单元三种不同的土 -结构相互作用方式下最大主应力、塑性铰的分布以及土 -结构之间的脱离、滑移程度。     

神木大柳塔地区煤矿开采对地下水的影响

通过神木地区的 1∶5万生态地质填图 ,对神木大柳塔地区煤矿开采造成的水文地质条件的变化、矿区地下水的污染因素进行了分析 ,对矿区的污染状况进行了测算 ,并提出了相应的防治对策建议。     

贵州金佳矿区煤储层孔隙结构及等温吸附特征

采用扫描电镜、压汞试验、等温吸附实验分析贵州金佳矿区8个主要煤层孔隙发育特征.煤储层发育较多的原生孔、气孔及张性裂隙,次生孔隙主要为粒间孔,矿物溶蚀孔、矿物铸模孔相对较少;压汞试验表明,3#煤层开放孔较多,压汞曲线为Ⅱ型,孔隙连通性较好;1#、7#煤层以微小孔为主,压汞曲线为Ⅰ型,孔隙连通性中等;其余煤层压汞曲线为Ⅲ型...     

采煤对地下含水层的影响研究--以河南焦作矿区为例

大规模煤炭开采导致了地下水环境演化轨迹严重偏离天然状态的演化方向,引发了诸如地下水位下降、降落漏斗形成和扩展、水质恶化等一系列的地下水环境问题,并反作用于矿区的经济发展和居民的生产生活,使矿区陷于生态环境恶化、经济发展迟缓的境地。究其根本原因,就在于大规模煤炭开采造成了矿区含水层结构变异,进而导致了区域含水介质发生非均质性变化,最终影响了地下水循环演化态势。因此,开展含水层变异研究,揭示采煤对区域地下水环境演化的影响,显得尤其重要。以焦作矿区为例,通过野外调查、资料收集等工作,研究了采煤前后含水层环境的变化,阐明了采煤活动对地下含水层的影响。