大同煤田构造控煤特征研究

大同煤田位于山西省北部,主要含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组和侏罗系大同组。依据大同煤田构造发育特点,分析了区域构造对煤田构造格局的控制作用。研究认为,大同煤田主体为一向斜构造,控制了煤系的分布范围。区内控煤构造样式包括压缩构造和伸展构造两大类,前者分布于煤田边界,主要包括逆冲前锋构造、逆冲叠瓦构造、双冲构造、叠瓦扇构造等类型;后者主要分布在煤田内部,以正断层控制的堑垒构造类型为主,构成井田边界或采区边界。     

围压下构造煤的孔隙度和渗透率特征实验研究

利用岩石孔隙度和渗透率测量系统,对不同煤质及不同类型构造煤的孔隙度和渗透率进行测试,结果表明,随围压增加构造煤的孔隙度和渗透率降低;不同煤质和不同类型构造煤有不同的变化规律,并进一步探讨了煤的结构,气体压力,气体成分等因素的作用机理。     

实验变形煤结构的13C NMR特征及其构造地质意义

通过４件煤的高温高压实验样品及２件原始样品的＾１３Ｃ固体核磁共振研究,揭示了变形煤结构演化的微观机理及其与镜质组反射率光性变异的内在联系,阐明了不同应变环境中应力作用的差别在一定程度上控制了碳结构的演化,而镜质组反射率的差别正是煤结构差异的外在反映,因此,煤镜质组反射率光性组构真实地记录了煤变形历史中应力作用及应变环境特征,是煤田构造研究中极为重要的应变标志之一。     

鸡西盆地构造特征及控煤构造分析

鸡西煤盆地位于三江-穆棱煤盆地群内,属断拗型盆地,煤盆地构造受区域构造格局和构造演化的控制,构造格局具有南北分带、东西分区的基本特征,结合地层沉积特征及含煤岩系展布特征分析,建立了赋煤构造单元划分方案;煤盆地可分为北部坳陷、恒山隆起、南部坳陷和敦密断裂带4个三级赋煤构造单元,北部坳陷和南部坳陷进一步划分出3个四级赋煤构造单元;区内控煤构造样式划分为2大类4种类型,以伸展和挤压为主,主要包括单斜断块、堑垒构造、掀斜断块和逆冲褶皱型。     

碱沟山矿区控煤构造特征及其演化过程

介绍了碱沟山矿区区域构造地质背景，总结了控煤构造特征及其与聚煤规律的关系，探讨了研究区控煤构造的演化过程，旨在对碱沟山矿区勘探和开发具有指导意义。     

昌福山区构造特征及其控煤作用

论述了昌福山区的构造特征,即印支运动产生的火成岩上升形成滑脱断层,再形成褶皱,在燕山运动早期形成推覆断层,晚期由于燕山运动产生火成岩的隆升机制形成倾角较大的正逆断层.其控煤可分为三大块进行F11以东,所形成的煤系地层只受高角度断层切割破坏;F11以西至9线,其沉积煤层一般只受滑脱断层影响;9线以西,主要受火成岩影响,离火成岩愈远影响愈小,一般影响较大的是童子岩组第三段中、下部和第一段地层.     

朱仙庄矿构造煤结构及其孔隙特征

通过对淮北宿东矿区朱仙庄矿构造煤的宏观、微观特征的观察和研究,结合构造煤的形成环境,参照琚宜文的构造煤分类方案,将构造煤划分为8类:碎裂煤、碎斑煤、碎粒煤、碎粉煤、片状煤、鳞片煤、糜棱煤和非均质结构煤。同时,选取不同类型构造煤进行压汞实验,分析了不同变形级别煤样的孔隙分布特征、孔径结构的演化特征以及孔隙的类型和连通性。结果表明:构造煤的许多性质与其变形强度密切相关,朱仙庄矿构造煤变形从弱到强的顺序依次为片状煤、碎裂煤、碎斑煤、碎粒煤、鳞片煤、非均质结构煤、碎粉煤和糜棱煤。     

变形煤的EPR结构演化及其构造地质意义

构造煤和高温高压实验变形煤的ＥＰＲ实验结果,充分显示了变形煤的ＥＰＲ参数具有随Ｒｏ,ｍａｘ的增大而呈现规律性演化的特征,在Ｒｏ,ｍａｘ〉４％以后煤结构演化机理向拼叠作用的转化在实验变形煤和构造煤中也有很好的体现。但是,变形煤Ｒｏ,ｍａｘ的增大除与温度和围压条件有关外,还深刻地受到定向压力或构造应力的影响,尤其是对镜质组反射率各向异性的增强、煤大分子结构有序畴及定向性的增大更具有极为重要的控制作用。     

青海全吉山地区构造特征及其控煤作用

青海全吉山地区煤炭勘查工作的关键是对构造控煤作用的分析研究。为有效指导研究区煤炭勘查工作,通过对近年来最新物探、钻探等地质资料系统的整理,在分析研究区内构造特征和构造演化过程的基础上,深入探讨了构造控煤作用。研究认为：全吉山地区NWW向压性、扭性逆断层发育;断层交错,形成沿NWW向展布的一系列条带状断块,对含煤地层改造影响强烈;研究区内控煤构造经历了4个演化阶段,各阶段控煤作用不同且相互影响。     

利用弹性波阻抗反演预测构造煤发育

弹性波阻抗反演方法摆脱了常规叠后波阻抗反演基于地震波垂直入射假设前提的局限,保留了反射波振幅随偏移距或入射角度的变化特征,考虑AVO效应,其反演结果对岩性探测更加灵敏。利用弹性波阻抗反演和常规叠后波阻抗反演的结果,构成煤体结构比例因子P。数值模拟分析和实际资料反演结果均表明：当P≥2.5时,构造煤比较发育;P值可以作为有效判别煤体结构的参考依据用以预测构造煤发育带。     

对利用测井曲线判识构造煤方法的认识

依据参与实际工作的体会,对利用钻孔测井曲线判识构造煤方法中的一些问题提出几点认识,澄清一些概念性问题。分析认为,钻孔测井曲线是目前煤矿探测未被巷道揭露的新采区构造煤唯一可行的方法,可为煤矿区域突出危险性预测提供基础资料,但这需要充分认识此项技术的特点和复杂性。依据煤矿现有测井资料判识构造煤,还只能采用人工定性判识方法;研究或引进新的测井技术,方有可能探求定量和计算机自动识别方法。     

调谐效应影响下的AVO属性在构造煤预测中的应用

针对构造煤分布范围预测难度大问题,分析了调谐效应影响下不同煤体结构的AVO属性特征,并利用该方法进行了鄂尔多斯盆地东缘某区块构造煤分布范围的预测。首先取典型的模型数据对原生煤、构造煤-I和构造煤-Ⅱ进行了AVO曲线和属性分析,发现煤层顶板比底板更适合做AVO属性的分析,且随着煤体破坏程度的增加,截距的绝对值增大,梯度的绝对值也增大;分别取5 m、7 m、10 m、12 m和15 m厚的煤层模型进行正演,发现煤层厚度变化时,虽然受到了调谐效应的影响,但仍然以煤体结构变化影响为主,并且AVO属性变化规律和无调谐效应影响时规律一致,即构造煤比原生煤截距绝对值更高、梯度绝对值更高,因而AVO属性能够用来进行构造煤的预测。将该技术应用于鄂尔多斯盆地东缘某工区8号煤层的构造煤分布区预测中,预测结果与井孔揭露结果一致。理论与实践证明,利用AVO属性进行构造煤分布区预测是可行的。     

煤的变形产气机理探讨

对煤在不同变形机制作用下的化学结构变化与产气等方面的研究成果进行了调研分析,对比总结了国内外有关煤的高温高压实验,提出了一些新的认识和研究方向。①研究表明,不同的变形作用,如脆性变形和韧性变形对煤分子的结构演化趋势和影响机理明显不同;②在煤的高温高压实验方面,许多实验过程都发现了气体的产生,但因实验设计温度过高,超过实验煤的热解甚至裂解温度,因此造成对产气机理的多解性,即气体是煤热解甚至高温裂解产生的,还是由于煤发生变形作用产生的,或者两者均有贡献。利用次高温高压实验探讨变形作用能否促使气体的产生是可行的。综合前人的研究成果认为,煤在构造应力作用下发生变形时能够产生气体,这可能是超量煤层气的来源之一。同时,产出的超量煤层气的赋存状态可能并非仅仅是传统观念的物理吸附,而可能是以低键能的化学键形式存在于煤体结构中。     

构造煤纳米级孔隙特征及其对含气性的影响

煤孔隙对储层含气性具有重要影响,构造煤储层尤甚。采集淮南煤田潘一矿13号煤层中4种煤体结构的煤样进行低温液氮实验,运用最小二乘法原理并采用FHH分形模型,系统地分析了煤储层纳米级（1.7~20nm）孔隙结构特征及其与分形维数之间的关系。结果表明：煤体破坏程度增强致使BJH孔容和BET比表面积增大,过渡孔与微孔含量增加;构造煤中毛细凝聚开始发生在2~3 nm并随着相对压力的增大而逐渐增强;对气体吸附做主要贡献的是孔径为5nm的孔隙,糜棱煤中此类孔隙最多致使含气性最好;研究区内除原生结构煤外,其他煤储层纳米级孔隙分形维数均大于2.6,平均孔径与分形维数呈明显负相关且相关性系数在0.9以上,表明此类孔隙具有明显的分形特征,孔隙结构复杂程度较高。综合孔隙特征表明：构造煤中孔隙结构越复杂且5nm附近吸附孔隙含量越高,含气性越强。     

构造煤厚度定量预测技术新进展

构造煤与原生煤的物性差异明显,是煤层气储层建模需要考虑的关键因素之一。针对构造煤厚度分布预测这一关键问题,以测井曲线和地震属性为数据输入,综合分析了构造煤识别和厚度预测的最新研究进展。相对于交互式测井曲线识别来说,基于小波多尺度分析和聚类分析的构造煤识别方法精度更高、可靠性更好。结合地震属性和机器学习算法,可以获得精度更高的构造煤厚度确定性预测结果。结合地震属性和地质统计学随机模拟,可以获得可靠性更高的构造煤厚度非确定性预测结果。尽管构造煤厚度预测已研究多年,但构造类型和空间位置预测仍然需要进一步研究。     

构造物理化学条件对煤变质作用的控制

煤是对温度和压力等地质因素十分敏感的有机岩,各种构造-热事件控制下的物理化学条件,是促进煤岩演化的根本动力。本文对煤变质作用过程的研究现状进行了综述,着重讨论了煤岩在高煤阶-石墨演化阶段的控制因素、演化过程和演化机制。煤变质作用包括煤化作用阶段和石墨化作用阶段,共同构成一个连续的有机质演化过程,总体趋势是分子结构有序化、化学成分单一化,最终演变为以碳元素为主、三维有序结构的石墨。温度和压力(应力)是控制煤变质作用两大因素,在不同的演化阶段,这两大因素所起的作用和演变机理都有所差异。在低、中煤阶演化阶段,温度是煤化学结构演化的主要控制因素,为化学键断裂提供活化能,应力缩聚和应力降解则对煤化学结构演化具有催化作用。高煤阶-石墨化阶段的主要机制是导致基本结构单元BSUs之间相互联结使短程有序化范围增大的拼叠作用,构造应力在其中起到关键作用,BSUs定向和面网间距不断减小,促进大分子物理结构演化。加强煤变质作用的高级阶段-石墨演化过程的研究,将丰富和深化对煤-石墨物理化学结构完整演化序列的认识。煤系石墨成矿机制的高温高压模拟实验,则为煤变质作用构造物理化学条件研究提供了可行的技术手段。     

煤的变形产气机理探讨

对煤在不同变形机制作用下的化学结构变化与产气等方面的研究成果进行了调研分析,对比总结了国内外有关煤的高温高压实验,提出了一些新的认识和研究方向。①研究表明,不同的变形作用,如脆性变形和韧性变形对煤分子的结构演化趋势和影响机理明显不同;②在煤的高温高压实验方面,许多实验过程都发现了气体的产生,但因实验设计温度过高,超过实验煤的热解甚至裂解温度,因此造成对产气机理的多解性,即气体是煤热解甚至高温裂解产生的,还是由于煤发生变形作用产生的,或者两者均有贡献。利用次高温高压实验探讨变形作用能否促使气体的产生是可行的。综合前人的研究成果认为,煤在构造应力作用下发生变形时能够产生气体,这可能是超量煤层气的来源之一。同时,产出的超量煤层气的赋存状态可能并非仅仅是传统观念的物理吸附,而可能是以低键能的化学键形式存在于煤体结构中。     

鄂尔多斯盆地构造演化和构造控煤作用

鄂尔多斯盆地是印支运动后在滨太平洋构造域和特提斯构造域影响下形成的中生代大型内陆坳陷,现今盆地范围是后期改造的结果。盆地构造演化过程可分为早侏罗世-中侏罗世早期、中侏罗世、晚侏罗世和早白垩世4个阶段,早侏罗世-中侏罗世早期形成了丰富的煤炭资源。构造运动对聚煤期、聚煤区和煤层形成后的赋存特征均具有重要的控制作用：聚煤期受控于大地构造背景;聚煤区围绕盆地沉降中心呈环带状展布,煤层层数、厚度和横向变化规律在盆地不同部位表现出不同的特点;构造转折期与构造转折部位是控制煤层形成的重要因素。该盆地内主要的控煤构造单元有：西缘褶皱冲断带、天环坳陷、伊陕单斜、渭北断隆和河东断褶带。     

构造煤甲烷吸附表面能研究

煤的表面能是致使煤具有吸附性差异的根本原因。通过分析动力变质作用对构造煤结构和组分的影响,借助甲烷等温吸附实验,计算了不同温度下随着压力增大,原生结构煤和构造煤吸附甲烷的煤表面能的变化情况,并从构造煤动力变质角度分析了其表面能变化的原因。结果表明：动力变质作用对构造煤结构和组分改造作用明显,构造煤比共生的原生结构煤微孔隙更发育,吸附能力更强;计算结果也表明,随着温度的升高和压力的增大,构造煤吸附甲烷的表面能降低值均大于共生的原生结构煤,构造煤吸附甲烷的能力更强。