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。     

矿井瓦斯评价与预测的构造动力学方法

通过对矿井瓦斯赋存的构造控制、构造应力场演化及构造煤结构演化与瓦斯特性耦合机理的综合分析,认为当前在矿井瓦斯赋存、分布规律及突出危险区带的有效预测方面的研究还有待深入。在汲取前人研究成果的基础上,提出矿井瓦斯突出的构造动力学评价与预测的思路及方法,即以区域构造-矿井构造-煤层变形-构造煤结构-瓦斯特性及其相互作用机理分析为总体思路．将现代构造地质学理论和方法引入矿井构造研究,并与模糊综合评判、灰色系统、分形理论、数值模拟和计算机技术相结合,以揭示构造煤发育、分布规律及其构造动力学控制机理,系统进行不同类型构造煤瓦斯特性研究,探讨不同结构构造煤的含气性、透气性和气体赋存状态,以构造煤分布特征作为瓦斯突出危险性评价与预测的基础,建立矿井瓦斯突出预测预报的构造动力学评价方法体系。     

平顶山矿区瓦斯赋存的构造逐级控制特征

通过研究平顶山矿区17对生产矿井的瓦斯地质特征,分析各矿井瓦斯含量、瓦斯压力和涌出量实测数据,总结了平顶山矿区瓦斯赋存分布规律。运用瓦斯赋存构造逐级控制理论厘清了区域构造演化、矿区和矿井构造对平顶山矿区瓦斯赋存分布的控制,提出了平顶山矿区瓦斯赋存的构造逐级控制特征:区域板块构造运动及演化奠定了平顶山矿区高瓦斯的基调;矿区构造李口向斜确定了矿区瓦斯东高西低、呈轴对称分布的总体规律;矿井构造主导矿井各煤层瓦斯赋存和矿井区域瓦斯赋存的差异性。研究成果为准确预测瓦斯赋存分布和预防煤与瓦斯突出提供了依据。      

概率神经网络在地震岩性反演中的应用

卧龙湖煤矿北二采区岩浆岩侵入8煤层的现象较为严重,同时该区煤层中构造煤比较发育,瓦斯富集问题较为突出。利用三维地震资料、测井曲线进行约束反演得到的波阻抗作为外部属性,并使用step-wise属性选择法确定合适数目的地震属性,利用概率神经网络技术(PNN)对该区进行孔隙度预测反演。孔隙度反演结果与波阻抗反演结果的对比表明:孔隙度较波阻抗对于识别瓦斯富集带具有更高的分辨能力;概率神经网络具有高稳定性、计算精度高等特点,可作为研究构造煤发育和瓦斯赋存的有效手段。      

潘一矿8煤层煤体结构特征及煤与瓦斯突出区域性预测

长期以来，煤与瓦斯突出一直是困扰煤矿安全生产的一大问题。安徽煤田地质局勘查研究院开展的《两淮煤田煤层气储层特征研究》、《煤体结构判识技术在煤矿煤与瓦斯突出预测工作中的应用研究》等课题，在利用钻孔测井曲线判识煤体结构方面取得了突破性进展，并成功地将此技术应用于煤矿安全生产，预测矿井未开拓区域内主要煤层的煤体结构分布，进而为煤与瓦斯突出区域性预测提供了新的手段。     

贵州青龙矿瓦斯赋存与突出影响因素分析

本文在贵州青龙煤矿瓦斯地质条件综合分析的基础上,通过矿井瓦斯含量、瓦斯压力和煤与瓦斯突出等特征的深入分析,探讨了区域演化、煤层顶、底板岩性、煤层埋深和矿井构造对瓦斯赋存和突出的控制作用。结果表明:区域沉积演化的特殊性是造成整个贵州西部地区瓦斯含量较大的主要原因;矿区内瓦斯分布的整体趋势受煤层埋深的控制,而瓦斯含量分布不均匀性主要受矿井构造的影响。     

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。     

韩城矿区煤与瓦斯突出主控因素及突出区预测

通过大量地质调查与瓦斯地质特征的研究表明,影响韩城矿区煤与瓦斯突出的主控地质因素为煤层瓦斯含量、煤体结构类型及地质构造应力。文章确定了瓦斯突出预测的定量指标及临界值;提出了等性块段叠加法的概念。通过划分瓦斯等性块段、煤体结构等性块段与构造应力等性块段,建立块段突出危险类型评定原则与方案。运用等性块段叠加法,圈定并预测了3号煤层突出危险区,为矿井合理开展突出防治工作提供了科学依据。      

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。     

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。     

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。     

基于力能分析的平煤五矿己四采区煤与瓦斯突出危险性预测

根据实测平煤五矿己₁₅煤层瓦斯含量和压力结果,从力能角度分析了地应力、瓦斯和煤强度对煤与瓦斯突出的影响,发现己四采区己₁₅煤层受地应力作用,煤体弹性潜能远大于瓦斯膨胀能,即以构造应力为主的地应力为其突出最主要的影响因素;结合己四采区地质因素和己₁₅煤层瓦斯可解吸量,确定该采区煤与瓦斯突出危险区的下限指标为原煤瓦斯含量达到5.4 m3/t,绝对瓦斯压力为0.79 MPa,该下限指标对应的煤层底板标高为–600 m。因此预测–600 m标高以浅为无突出危险区,–600 m以深为突出危险区。      

淮南新集一矿瓦斯赋存的构造控制作用

淮南新集一矿位于阜凤逆冲推覆构造的下伏系统,在强烈的近NS向应力挤压作用下,区内构造煤较为发育,导致瓦斯分布的不均一性。在分析矿区构造发育特征的基础上,探讨了构造对构造煤发育和瓦斯赋存的控制作用,结合测井曲线解释结果,分析了构造煤分布规律。结果表明,井田内构造煤总体呈现南厚北薄的变化趋势;以F10断裂为界,瓦斯具有明显的南北分带特征,矿井南部煤层埋藏浅、瓦斯含量低,而北部瓦斯含量和瓦斯压力均较高,虽然构造煤发育程度略低于南部,但由于煤层埋深加大、含气量增高,突出危险性也较大。     

地震纵波技术预测煤层瓦斯富集区的探讨与实践

基于国内外煤层瓦斯富集的岩石物理及地球物理响应的研究成果,提出了以煤层反射波振幅、频率及衰减等动力学特征变化为主要研究对象的地震纵波预测技术方案;探讨了利用叠后Gamma拟合声波约束反演、频谱分解属性分析和叠前AVO反演、弹性阻抗反演等纵波技术预测煤层瓦斯富集性的理论依据及实现方法。上述技术在沁水盆地进行了预测尝试,其获得的含气性预测成果与探井实测的瓦斯富集情况基本吻合,初步证明了上述纵波预测技术方法在开展煤层瓦斯富集区研究方面的可行性和有效性。     

淮南潘一煤矿未开拓区煤与瓦斯突出预测

淮南矿区是瓦斯事故重灾区,潘一矿进入-400m水平开采以来,共发生25次煤与瓦斯突出,严重制约了该矿的生产安全。利用已采区瓦斯地质实测成果,结合未开拓区煤田地质勘查资料,对该矿13-1煤层瓦斯压力和含量、煤的力学性质、煤层受力状态进行了分析,提出了13-1煤层未开拓区煤与瓦斯突出预测指标,并对未开拓区煤与瓦斯突出危险区进行了预测。结果表明煤与瓦斯突出危险区主要分布在位于F34断层附近、F38断层-钻孔V-3一带、F125-Fs107-Fs106附近、Fe7-Fe1之间的部分区域及F4断层西南端部分区域。     

晋普山煤矿瓦斯赋存相关因素及涌出量预测

晋城矿区晋普山煤矿目前开采9煤层,煤层瓦斯含量高,经鉴定属高瓦斯矿井。利用井田地质勘查成果及井下瓦斯监测数据,对区内瓦斯赋存规律及涌出量进行了分析。结果显示:煤层煤类、褶皱构造和煤层围岩是其主要控制因素,而煤层埋深对瓦斯赋存影响不明显。按开采层和邻近层瓦斯涌出量叠加原理,采用分源预测法分别预测了9、15号煤层回采工作面瓦斯涌出量,其绝对瓦斯涌出量均大于5 m3/min,局部瓦斯含量较高,具有煤与瓦斯突出危险,建议矿井做好防范瓦斯灾害相应措施。     

褶皱中和面对煤层的控制性研究

利用纵弯褶皱变形中中和面上下岩层的不同应力与应变特点,分析了处于褶皱中和面上下各煤层在背斜与向斜部位煤层厚度、煤层构造、煤体结构及煤层瓦斯的赋存规律与差异性,揭示了这些现象产生的原因。该研究对于开展煤层厚度、煤层构造及煤与瓦斯突出的预测研究提供了理论依据。      

构造的挤压剪切作用对郑州矿区煤与瓦斯突出的控制

通过对郑州矿区煤与瓦斯突出矿井和历年突出事故分布特征统计分析,结果表明:NNE-NE向和NW-NNW向构造叠加及滑动构造的挤压剪切作用对郑州矿区煤与瓦斯突出的控制作用明显,该矿区以五指岭断层-樊寨断层一线为界,突出矿井和瓦斯矿井呈北西向分区分带性展布,大平、超化等突出矿井位于矿区南部构造复合地带,且突出点多分布在构造挤压剪切作用强烈区域。      

云南省威信县新庄煤矿区C5煤层瓦斯地质规律研究

云南威信县新庄煤矿区多为高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井,该矿区总体上为一向斜,发育一系列轴向NEE的次级褶曲,瓦斯含量为0.25～40.55m3/t,平均为9.10m3/t。通过对矿区地质构造、煤层厚度、煤的变质程度、顶板岩性、煤层埋深、水文地质条件等瓦斯地质因素分析,其瓦斯分布规律总体上受向斜控制,瓦斯含量在次级构造(如向斜轴部)较高,瓦斯含量等值线总体上呈NEE向展布,瓦斯含量与煤层厚度呈正相关,瓦斯含量在浅部煤层中变化大,随埋深增大趋于增高,在600m以深,瓦斯含量增加的速度减慢;从泥岩顶板-泥质灰岩顶板-粉砂岩顶板,煤层瓦斯含量依次显著降低;矿区浅部地下水活动较活跃,随深度增加,下水头压力增大,有利于瓦斯的保存和富集,区内岩溶发育但大部分位于地表,对C5煤层影响甚微。     

基于测井信息对沁水盆地南部构造煤分布规律的研究

基于构造煤和原生结构煤在力学、电学及声学等岩石物理性质方面的差异,采用自然伽马、电阻率、井径及声波时差等测井曲线对沁水盆地南部15#煤层中的构造煤进行了识别。通过对比不同煤体结构煤层的测井响应特征,建立了研究区深部构造煤识别图版。结果表明:构造煤电阻率呈低值,扩径较严重,自然伽马呈现负异常及声波时差正异常,局部出现"周波跳跃"的现象。研究该区15#煤层构造煤的分布规律发现:研究区构造煤分布呈东西厚、中部薄的特点,其分布主要受NE-NNE向的断裂及小规模的褶皱构造控制;西部断裂带内构造煤厚度可达5.25m,中部减薄以致尖灭;东部受局部构造变形影响,最大厚度达5.55 m。