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。     

潘一矿煤体结构特征及其在煤和瓦斯突出预测中的应用

煤体结构是煤与瓦斯突出的主要因素之一。利用钻孔测井曲线特征并结合矿井地质构造成果,对淮南潘一矿8煤层煤体结构特征及其构造煤发育规律进行了研究。研究表明该矿区8煤层构造煤发育,其厚度大于该煤层厚度20％的点数占一半以上,因其顶、底板围岩封闭性良好,有利于瓦斯聚集,易在采动条件下发生煤与瓦斯突出,确认为该区煤与瓦斯突出的重点煤层。依据瓦斯始突深度、构造煤分层厚度大于0．5m的分布范围、大中型断层位置及矿井突出资料,在F4断层组的两侧分别圈出了煤与瓦斯突出的危险区和威胁区。     

汪家寨煤矿煤与瓦斯突出规律及其主控因素分析

汪家寨煤矿是严重的煤与瓦斯突出矿井,依据矿区实际瓦斯地质资料,运用瓦斯地质理论和构造演化理论,研究了区域和井田构造控制特征。分析认为该矿主要以中小型突出、倾出为主,压出为辅;随煤层埋深的增加突出强度增大;C409煤突出最为严重;突出多发生在煤巷掘进面及断层影响带。分析了埋藏深度、顶底板岩性、煤厚及其变化、软分层、地质构造等因素对煤矿煤与瓦斯突出的影响,认为断层及其影响带、厚煤尤其是其增厚部位是煤与瓦斯突出的易发区域,因此断层构造和煤层厚度及其变化控制着该矿突出的发生和分布规律,为煤与瓦斯突出的主控因素。研究成果为矿井突出防治工作提供了理论指导。     

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。      

阳泉矿区煤与瓦斯突出的地质因素与预测方法

本文介绍了阳泉矿区煤与瓦斯突出的基本特征，重点分析了煤与瓦斯突出与地质构造发衣、冲蚀作用和构造软煤煤层与围岩的组合、上覆盖层厚度和煤层自身结构的关系，阐述了煤与瓦斯突出的预测方法及其效果。     

豫西告成煤矿滑动构造区瓦斯赋存特征

地质构造是煤与瓦斯突出的控制因素,豫西煤田中滑动构造普遍发育。运用区域构造演化、瓦斯赋存构造逐级控制理论,在系统分析煤田地质勘探和矿井揭露的瓦斯地质资料的基础上,研究了告成煤矿滑动构造的形成机制及其对煤系、煤层和瓦斯赋存的控制作用。告成煤矿位于芦店滑动构造的西部,受两期滑动构造的影响,煤层厚度变化剧烈,构造煤成层发育,煤层顶板结构形成了张性角砾岩、断层泥和张性角砾岩复合、原生顶板(深灰色细砂岩)、剪切角砾岩4种破坏类型,控制着瓦斯逸散、富集和煤与瓦斯区域突出危险性的分布。      

“三软”煤层顶板力学性能对瓦斯保存条件的影响

针对豫西芦店滑动构造区＂三软＂煤层（软顶、软底、软煤）瓦斯突出问题的特殊性,通过大量野外地质调查、岩石力学试验和瓦斯地质灾害实例分析,探讨了滑动构造区煤层顶板力学性能与瓦斯保存条件的内在关系;明确指出强度低、变形大且塑性软化特征强的软岩顶板容易形成封闭条件好的盖层,下伏煤层瓦斯难以逸散,从而提出了构造软岩分布区即瓦斯地质灾害高发区的结论。这一研究成果对我国东部滑动构造区的矿井瓦斯地质灾害防治具有一定的示范意义。     

基于相似模拟和地质力学模型试验的突出装置研制及应用

国内外学者对煤与瓦斯突出过程及机制进行了大量的研究,但使用的均是型煤试验,很少涉及地质构造对突出的影响,而且数据监测均未深入到煤体内部。基于相似模拟试验思想和地质力学模型试验新思路,在实验室搭建了综合考虑地应力、瓦斯压力及煤体结构的大型石门揭煤的煤与瓦斯突出试验平台。该试验平台包括试验箱体和反力架、液压加载系统、密封系统、试验监测系统;设计了线充气和面充气系统,用来模拟煤层的瓦斯赋存差异。同时,利用该试验平台进行了石门揭构造软煤的相似模拟试验,研究了石门揭构造软煤过程中煤岩应力和位移的变化规律,以及突出过程中煤层内瓦斯压力和声发射的变化规律。结果表明,在巷道开挖过程中,掘进工作面前方存在明显的应力集中,且越靠近构造软煤应力集中现象越明显;突出发生的瞬间,在突出点附近的位移产生了突变;在突出发生前,声发射信号有一次降低;掘进工作面前方煤岩体应力释放,煤体裂隙增大,为瓦斯的快速放散提供了条件。     

测井曲线判识构造软煤技术预测煤与瓦斯突出

基于构造软煤与硬煤的物性差异,分析构造软煤分层在测井曲线上的响应特征;根据煤层段测井曲线的形态特征,将揭露区钻孔测井曲线初步判识的结果同钻孔邻近巷道煤壁观测的结果进行对比、验证,形成了一套测井曲线判识构造软煤技术。利用该技术获取了研究区的构造软煤资料,对研究区的煤与瓦斯突出危险性区域进行了预测。     

论地质构造及其演化对煤和瓦斯突出的控制：以南桐矿区为例

本文在对南桐矿区地质构造与煤和瓦斯突出关系详细研究的基础上，论述了地质构造及其演化对煤和瓦斯突出的控制。主要结论有 ：（１）构造应力场具有主控作用；（２）构造演化造成了煤变质程度，煤体破坏程度和煤层瓦斯含量差异；（３）构造演化还造成了现今构造应力和瓦斯压力分布的差异；（４）地质构造及其演化控制煤和瓦斯突出的区域性分布。     

透视法预测煤与瓦斯突出的尝试

在瓦斯矿井采面内,当存在地质构造形成的煤层松动破碎带和软分层带,容易发生煤与瓦斯突出。透视法是利用电磁波在这些破碎带和软分层带的传播过程中,被折射、反射、吸收和屏蔽,使信号减弱或消失,形成的透视阴影区来分析工作面内地质构造,达到预测煤与瓦斯突出的目的。经实际试验,取得了一定效果。      

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。      

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     

断裂构造对利民矿井煤与瓦斯突出的控制

阐述了断裂构造对煤与瓦斯突出的控制和不同构造部位瓦斯突出的差异性。因煤层围岩性质的不同，地质构造的差异，瓦斯突出的地段和危险性也不一样。主控断裂的作用形成了不同的构造应力分区，从而导致瓦斯不同程度地聚积与泄散，决定着煤与瓦斯突出的强度、密度的分区分带性。这些研究成果对利民矿井各采区瓦斯突出危险性的预测，具有现实意义。     

盘县煤田滑脱构造特征及其研究意义

通过对盘县煤田开展地质调查,发现煤田内发育滑脱构造层。为了探究研究区内滑脱构造的特征、样式,采用野外地质调查、剖面测量、矿井地质调查、地质钻探、钻孔岩心编录、显微煤岩分析等技术手段,综合分析滑脱构造发育的部位、空间赋存特征及构造样式。根据滑脱构造样式分析了不同构造样式下盆地内资源勘查工程部署原则、层位选择、钻探技术难点以及与瓦斯等隐蔽致灾因素的关系。研究表明：滑脱构造主要发育于三叠系飞仙关组中下部和二叠系龙潭组中部的12～18煤层间,厚20～60m,地层破碎,其间煤层为构造煤,伴随发育揉皱。滑脱构造样式有逆冲推覆、顺煤层型滑脱、顺峨眉山玄武岩型滑脱、雁列式断裂型、断层相关褶皱五种类型。滑脱构造层与盆地内“三软”煤层、突出煤层、高瓦斯煤层以及构造应力集中涉及矿井安全生产隐蔽致灾因素具有高度耦合性,表现为发育滑脱构造的部位不仅是目前盆地内煤层气含量高、矿井煤与瓦斯突出事故频发的层位,是优质煤炭资源的产出层位,也是煤矿“三软”煤层顶板事故的重点管理层位。研究成果为煤与煤层气资源勘探、开采以及矿井安全生产、隐蔽致灾因素排查治理提供基础地质资料。     

阳泉矿区新景矿构造煤发育规律的数值模拟

预测构造煤发育区对矿井瓦斯突出预测具有重要意义。以阳泉矿区新景矿3号煤层为研究对象,根据其地质赋存条件,建立了相应的岩性不均衡力学模型,基于FLAC3D数值模拟软件,研究了顶板砂岩透镜体存在情况下3号煤层围岩应力分布规律。结果显示:砂岩透镜体的存在使得煤岩地层的应力、位移分布不均,在透镜体影响范围内呈现应力集中现象,致使该区域煤层发生塑性变形;岩性不均衡条件下3号煤层的构造煤发育,进而证实了新景矿3号煤层顶板砂岩对构造煤发育的控制作用。      

井约束下的三维地震波阻抗反演识别构造煤发育区

煤与瓦斯突出是影响煤矿安全生产的重要地质因素,而"构造煤"的发育是煤与瓦斯突出的一个必要条件。如何识别"构造煤"分布范围对于采取煤与瓦斯突出防治措施尤为重要。淮北芦岭煤矿Ⅲ102、Ⅲ106采区构造发育,煤层破坏严重,煤与瓦斯突出的危害较大。该区的测井资料表明,其构造煤在波速、密度方面与原生结构煤均有较大差异,因此波阻抗有利于确定构造煤的分布范围。通过对研究区的地震数据进行井约束下的波阻抗反演,得到初始波阻抗体,并对其低频信息进行多次迭代反演,得到最终反演波阻抗体。通过对比解释研究区过井波阻抗反演时间剖面、8煤层反射波能量最大值及±10ms时窗的阻抗幅均方根平面图,有效划分出区内构造煤、原生结构煤及其过渡区。     

正村井田二1煤层瓦斯地质特征及防治瓦斯对策

通过对正村井田煤系地层及构造特征、煤层特征进行分析归纳,对煤与瓦斯突出矿井近年来发生的瓦斯动力现象及涌出量资料的统计和计算,认为正村煤田煤与瓦斯突出具有以小型突出为主、突出前有预兆并受作业方式诱导、突出点附近瓦斯质量体积和瓦斯压力高、易发生在掘进工作面和煤层变化带等特征,根据这些特征提出了相应的瓦斯防突措施,为该煤田防治煤与瓦斯突出提供了理论指导。     

煤岩的显微构造特征及其与瓦斯突出的关系——以南桐鱼田堡煤矿为例

煤瓦斯突出与煤岩显微结构构造密切相关。除部分显微结构构造与成煤阶段的环境等有关外,大部分都是构造变形的结果。因此,我们从构造变形类型和特点来划分煤岩显徽构造类型,既简便又利于应用。根据四川南桐鱼田堡煤矿4号及6号煤层的扫描电子显微镜研究,可将煤岩划分成5类:非构造煤、微裂隙煤、微劈理煤、碎裂构造煤和糜棱构造煤。文中详述了各类煤的特点,指出它们所代表的构造意义,并讨论了它们与瓦斯突出的关系。还特别提出糜棱构造煤的一系列塑性变形特征。得出结论:若其他条件均具备,有糜棱构造煤产出的地段,就可能是瓦斯突出最危险的部位。此外,根据观察煤瓦斯突出后的煤岩显微构造变化,提出有关瓦斯突出的过程,并探讨了煤瓦斯突出机理。在瓦斯突出过程中,已经历过塑性变形的煤岩又叠加了脆性变形,因而发生大量煤“粉尘”随突出而抛出。     

中国不同地质时代煤层瓦斯区域分布特征

通过完成1：200万中国煤层瓦斯地质图项目,系统地整理了中国近2000对矿井瓦斯涌出和谋与瓦斯突出资料,划分出88个瓦斯带,研究了中国不同地区、不同地质时代含煤地层的煤层瓦斯保存和生成条件,结合中国诸含煤地层的成煤条件、地质演化历史和煤化作用等,论述了不同时代含煤地层的煤层瓦斯分布特征。其中,石炭-二叠纪含煤地层成煤条件较好,深成煤化作用程度较高、盖层厚,是形成中国高瓦斯区。高瓦斯带。高瓦斯矿井的主要煤层。早、中侏罗世含煤地层虽然分布面积广、成煤条件好、资源量居诸含煤地层之首,但由于煤化程度偏低,又加上瓦斯风化带普遍较深,多为低瓦斯矿井和低瓦斯带分布。但在中国西部,大型含谋盆地周边多受逆冲推覆构造控制,对煤层瓦斯保存有利。