用航片信息圈定新民区煤层自燃边界

以可见光黑白航片(1:3.5万)为主要信息源,对陕西神府煤田新民烧变区(1300km~2)进行了1:5万航空遥感地质调查,圈定了该区烧变岩分布范围及煤层自燃边界。首先划分了烧变岩的宏观类型,选取已知区,研究烧变岩及煤层自燃边界线的影像特征,建立初步解译标志,最后在全区范围内调查煤层自燃边界线。最终确定的界线经钻孔验证,精度达到要求。     

鄂尔多斯盆地北部地区延安组煤层自燃烧变产物及其特征

煤层自燃是世界范围内普遍存在的一种地质现象,但针对煤层自燃形成的产物尚缺乏系统研究。我国鄂尔多斯盆地北部地区延安组煤层在地史时期普遍发生自燃,研究中主要针对该地区的煤层自燃烧变产物的特征进行系统分析。结果表明,煤层烧变产物包括烧变残留煤、煤灰、烧变岩三类,其纵向和横向剖面上具有明显的分带规律,对其岩石物理学、地球化学等特征分析显示较原岩(煤、泥岩、砂岩)发生了不同程度的变化,可将其看成一类特殊的变质岩类。     

生态脆弱区烧变岩研究现状及方向

烧变岩是地质历史时期煤层自燃形成的一种特殊类型的岩体。烧变岩的研究有益于对煤层形成以来所经历的构造运动、古气候和古地理的研究。同时,它也是重要的水文地质勘查对象。50年来,烧变岩的研究多集中于其勘查方法,尤其是较多的论述了其磁性特征与物探确定烧变岩体边界问题。近年来,研究了其水文地质特征。笔者论述了烧变岩的研究现状,提出了烧变岩是一种特殊类型的岩体,空隙、裂隙发育,具有形成富水区的有利条件,是陕北煤炭开发区良好的供水水源。提出了应加强烧变岩内部结构、非均质性特征和空间分布形态的研究,系统开展烧变岩水文地质勘查,评价烧变岩地下水资源,为合理开发利用烧变岩奠定基础。     

神府煤田张家峁煤矿烧变岩与水库水力联系研究

为了张家峁煤矿5-2煤工作面安全回采和常家沟水库水资源保护,根据水文地质调查结果,采用水位流量响应法确定了水库水是陈家塔沟泉水的来源;按照水库、烧变岩、泉点的地质关系分析了水库补给泉水的通道,认为4-2煤烧变岩与水库存在水力联系,为开采煤层上覆烧变岩帷幕截流工程提供了重要的依据。烧变岩帷幕截流工程及相应水文地质工作证明了研究成果。     

浅埋近距煤层开采覆岩与地表裂缝发育规律及控制

我国西部神府东胜煤田主要赋存浅埋近距煤层,煤层埋藏浅,覆岩上部厚松散层大范围分布,近距煤层开采导致覆岩与地表裂缝发育严重,加剧了原本脆弱的生态环境进一步恶化。为探究浅埋近距煤层开采覆岩与地表采动裂缝发育规律,掌握其控制方法,以柠条塔煤矿1-2煤层和2-2煤层开采为背景,结合实测统计分析、物理模拟和分形理论,掌握浅埋顶部单一煤层开采和重复采动下覆岩与地表裂缝发育特征,揭示煤柱布置对裂缝发育的控制作用。研究表明,煤层开采导致的地表裂缝可分为平行于工作面的动态裂缝和工作面开采边界地表裂缝(切眼边界侧地表裂缝和区段煤柱侧地表裂缝),动态裂缝在开采后能够实现自修复,工作面开采边界的地表裂缝不能自修复。下煤层开采区段煤柱侧覆岩与地表采动裂缝发育严重,其与区段煤柱错距密切相关。1-2煤层开采后,基岩垮落角为60°,土层垮落角为65°,边界煤柱侧地表裂缝的宽度为0.26 m。下部2-2煤层开采,煤柱叠置、错距20、40 m时,区段煤柱侧覆岩采动裂缝宽度分别为0.81、0.45和0.22 m,地表裂缝宽度分别为0.65、0.30和0.12 m。通过确定合理煤柱布置方式,能够有效控制覆岩和地表采动裂缝的发育程度,据此确定柠条塔煤矿1-2煤层和2-2煤层开采的合理煤柱错距应大于40 m。      

中国北方烧变岩的分布、特征及研究意义*

中国北方烧变岩分布广泛,见于以昆仑山—秦岭—大别山为界的中国北方地区多个沉积盆地边缘,但地质学家对其研究较为薄弱。野外调查显示中国北方烧变岩主要以4种方式分布: (1)大面积连片分布,(2)沿山脉走向的线状分布,(3)沿河流下切河谷分布,(4)为第四系黄土覆盖。烧变岩主要为侏罗系、石炭—二叠系煤层自燃所致。各类型的烧变岩在中国烧变岩区不同程度发育,具瓷化结构、白化结构、烧熔结构、残余构造、气孔构造、微柱状节理、角砾状构造、垮塌构造、裂缝充填等结构和构造。其颜色以砖红色、赭红色、棕色、钢灰色最为典型,岩石中发育鳞石英、方石英、堇青石、铁堇青石、莫来石等典型高温矿物。中新世以来,中国西部、北部地区构造活动强烈,干旱气候加剧,烧变岩也主要形成于这一时期,但煤层自燃与构造运动、环境变化、古野火事件的耦合关系还鲜有提及,其所蕴含的各种地质信息值得在今后的研究中予以关注。     

中国煤的燃烧变质作用与煤层自燃特征

近年来,煤的燃烧变质作用已引起人们的关注。煤层自燃主要发生于我国西北地区中生代侏罗纪中、低变质煤层中,范围广。煤层自燃一般经过由浅入的发展过程。燃烧过程中产生的热量向周围扩散形成异常地温场,使上覆岩层经烧变形成烧变岩,在垂直及水平方向上呈带状分布;     

神府煤田发现“封闭型”煤层自燃区

神府煤田发现“封闭型”煤层自燃区范立民（陕西煤田地质局１８５地质队，榆林市，７１９０００）地质历史时期，神府煤田曾发生过多次煤层自燃事件，形成了烧变岩。大量勘查成果表明，煤层自燃最先从沟谷沿岸的煤层露头开始，并逐渐向纵深部燃烧，最后因缺氧而熄灭。最近...     

烧变岩体特性及其注浆扩散行为研究

烧变岩是煤层自燃引起周围围岩变质而形成的特殊类岩石。通过现场取样,在实验室对烧变岩试样进行了物理力学性质测试,试验结果表明：烧变岩的含水率略有降低,而力学强度普遍增强,泊松比略变小,烧变岩体裂隙发育。注浆压力作用下,分析了裂隙尖端的劈裂情况,在此基础上,利用宾汉浆液扩散模型编制了浆液在裂隙网络中的流动扩散程序,可以模拟浆液在非贯通裂隙网络内的流动扩散范围。最后对柠条塔井田烧变岩体进行注浆试验,利用浆液流动模拟程序进行了注浆压力的优化选择,并将实际浆液扩散范围与程序模拟浆液扩散范围进行对比,二者结果较吻合,该程序可以用来指导现场注浆工程参数设计和施工,同时烧变岩体注浆试验也为类似工程注浆施工提供一定的参考依据。     

浅埋采空区大采高条件下覆岩破坏规律

浅埋采空区下远距离煤层开采覆岩破坏直接影响本煤层工作面安全开采和上覆采空区稳定性。针对神东矿区大柳塔煤矿开采实际,采用相似模拟试验、数值计算和现场实测方法研究了2-2煤采空区下伏的5-2煤层开采覆岩运动及裂隙发育规律。研究结果表明,大柳塔煤矿5-2煤层一次采全高开采,覆岩裂隙带贯穿层间岩层导通2-2煤采空区,层间岩层的破断会诱发上覆岩层大面积垮落,工作面出现强烈的矿压显现,同时加剧了上覆采空区围岩结构失稳及地表沉陷。现场实测也表明大柳塔煤矿5-2煤层大采高开采覆岩破坏高度137. 32 m,裂采比20. 2,与模拟结果一致。这些成果可以为大柳塔矿5-2煤层工作面安全开采提供理论依据。     

陕北能源化工基地烧变岩的分布特征及水文地质意义

在分析陕北能源基地烧变岩岩性特征及形成条件的基础上,归纳叙述了烧变岩的分布规律和烧变岩分布区的水文地质特征、地下水形成条件,并简要论述了烧变岩的富水性及其水文地质意义。烧变岩主要分布在秃尾河、窟野河及其支沟的两侧,呈条带状展布,长度十到几十千米,宽度一般1-2km,分布面积近700km^2。烧变岩裂隙、孔洞发育,十分有利于上部萨拉乌苏组地下水的越流补给,通常以大泉的形式排泄于近沟脑的部位,流量、水质稳定;或于烧变岩底部盆形构造区富集,利用烧变岩地下水可缓解近期能源基地供水紧张的局面。     

采动影响区被保护煤层渗透率分布规律

为了更好地进行采动影响区被保护煤层瓦斯抽采工作,以淮南矿区某矿某工作面为例,使用物理相似模拟、FLAC3D数值模拟、采动区渗透率历史拟合等方法,探讨上部被保护煤层采动影响范围及渗透率变化规律。结果表明:被保护煤层有着明确的区域划分,走向剖面工作面前方卸压区长约20 m,工作面后方卸压区长约30 m,裂隙张开区长约30 m,裂隙张开区之后为重新压实区;明确了各区域的渗透率变化范围,工作面前、后方卸压区渗透率为（150~250）×10-3 μm2,裂隙张开区渗透率为（400~800）×10-3 μm2,重新压实区渗透率为（15~100）×10-3 μm2,采动区被保护煤层渗透率在采动过后,较原始渗透率增大32~1 600倍。      

宁东煤田枣泉矿井综合物探效果

为探明宁东煤田枣泉矿井首采区煤层自然范围及充水性，根据采区内地球物理物征，采用高精度磁法，直流电测深法和激发极化法进行综合勘探。在磁法勘探中结合测区曲线特征，建立数据体模型，正演计算烧变岩边界；电法勘探利用烧变岩含水后电阻率降低的特征确定其含水范围及富水性。     

CASI/SASI数据在宁夏汝箕沟煤田中的应用

航空机载高光谱遥感数据(CASI/SASI)具有图谱合一的优势,能够根据光谱特征进行地物的直接识别。以宁夏汝箕沟煤田的CASI/SASI航空机载成像光谱测量影像数据为主要信息源,利用ENVI软件对数据进行了辐射校正和辐射定标、大气校正(光谱重建)与几何校正等预处理,同时利用FieldSpec~Pro FR便携式光谱仪对研究区烧变岩及煤层各类样本进行光谱测试,提取其光谱特征。在数据处理和实测光谱(野外与室内)分析的基础上,运用混合调制匹配滤波法,对研究区烧变岩和煤层进行高光谱识别,获得了研究区烧变岩和煤层高光谱分布图。通过野外调查验证和地质综合分析可知,野外观察的烧变岩及煤层分布与高光谱遥感解译结果基本吻合。该实例表明CASI/SASI航空机械成像高光谱数据在烧变岩及煤层勘查领域具有较好的应用效果和广泛的前景。     

烧变岩岩石学及稀土元素地球化学特征

烧变岩的研究有益于对煤层形成以来所经历的构造运动、古气候和古地理的探讨.为了获得有关烧变岩基本特征的数据资料, 本文利用扫描电镜、能谱测试、古地磁及ICP-MS等测试手段对陕北神木地区烧变岩进行了系统的岩石学及稀土元素地球化学的分析研究.剖面上将烧变岩分成烧熔岩和烧烤岩两个序列.扫描电镜观察及能谱测试显示, 各矿物均显示烧熔迹象, 除伊利石外未发现其他类型粘土矿物; 磁化率测试显示烧变岩具异常高的磁化率; 地球化学分析显示烧变岩稀土元素配分特征近于沉积岩(原岩) 特征; 纵向剖面上, 随烧变程度增大(由烧烤岩至烧熔岩) 其稀土元素总量逐渐减小, 烧熔岩稀土元素总含量较烧烤岩的要明显低; 另外, 烧熔岩表现为较明显的Ce负异常, 而烧烤岩则表现为无Ce异常, 有些甚至表现为偏正异常.      

晋北罕见的“烧变高岭岩”研究

晋北大同及浑源一带,在上石炭世太原统四号煤系中,常见有洁白色的粘土岩,外貌酷似“人工熟料”,其成因与煤层的自燃作用有关。由于原岩主要矿物为高岭石故命名这种洁白色的粘土岩为“烧变高岭岩”。     

伊犁盆地北缘表生热液成因砂岩型铀矿勘探前景及找矿方向

伊犁盆地南缘砂岩型铀矿床多见,但近年来盆地北缘铀矿勘探进展不大。通过野外调查,对伊犁盆地北缘苏拉宫等地侏罗系地质剖面观察与采样发现,盆地北缘砂岩露头中烧变岩常见,经测试发现局部成熟度较高的煤层出现铀异常。因此认为伊犁盆地北缘的侏罗系可能存在与南缘类似的表生热液成因砂岩型铀矿床,其与侏罗系煤层在新生代自燃有关,下一步的勘探方向应以烧变岩作为找矿标志,以与烧变岩联通的渗透性砂岩层作为勘探目标。伊犁盆地北缘构造运动(及其形成的褶皱构造)和新生代水系流向是决定表生热液储铀砂岩分布的关键因素,由此预测了伊犁盆地北缘砂岩铀矿的勘探远景区。     

陕北能源化工基地烧变岩的分布特征及其水文地质意义

在分析陕北能源基地烧变岩岩性特征及形成条件的基础上,归纳叙述了烧变岩的分布规律和烧变岩分布区的水文地质特征、地下水形成条件,并简要论述了烧变岩的富水性及其水文地质意义.烧变岩主要分布在秃尾河、窟野河及其支沟的两侧,呈条带状展布,长度十到几十千米,宽度一般1～2 km,分布面积近700km2.烧变岩裂隙、孔洞发育,十分有利于上部萨拉乌苏组殚地下水的越流补给,通常以大泉的形式排泄于近沟脑的部位,流量、水质稳定;或于烧变岩底部盆形构造区富集,利用烧变岩地下水可缓解近期能源基地供水紧张的局面.     

陕北某矿双煤层开采对覆岩影响的模拟对比

多煤层开采条件下煤层覆岩破坏具有独特的特征，影响矿井生产布置。以陕北某矿为例，以该矿地质采矿条件为基础，采用相似材料模拟实验与数值模拟相结合的方法，通过建立模拟模型，开展了双煤层开采对覆岩的破坏影响研究。结果显示:留设不同宽度的煤柱，采用相似材料模拟和数值模拟2种方法得到的煤层覆岩垮落带高度、裂隙带高度都基本一致；在双煤层开采时，留设的煤柱宽度越大，两个煤层的叠置区域就越小，煤层开采对覆岩的破坏程度就越小。在工作面布置时，建议增大两个煤层的开采距离，并尽量增加煤柱宽度，以减缓覆岩移动破坏范围和破坏程度。研究成果为类似双煤层开采工作面的设计及覆岩破坏控制提供技术支撑。      

论烧变岩的特征、成因及地下火燃烧的规律性

在地表出露的岩石一般可以根据成因而分为火成岩、沉积岩及变质岩等三大岩类,这些岩石都已经有深入的研究和详尽的阐述;但另一类由可燃性有机岩自燃发火后在火区生成的烧变岩类,则论述甚少。就烧变岩的岩性看,它具有火成岩、沉积岩及变质岩的部分特征;就成因看,它同某些火成岩和变质岩有一定相似的成岩过程,因之烧变岩可以考虑作为三大岩类间的一