河南荥巩煤田构造变形对二1煤层的影响

荥巩煤田位于豫西强变形区的嵩山背斜北翼,区内断块组合特征明显,聚煤期后构造变形对二1煤层的改造强烈。通过分析煤田构造、二1煤层及煤岩特征对煤层瓦斯赋存的影响,认为层间滑动断层是煤田中普遍发育的一种构造样式,印支期嵩山地区存在着区域性的顺二1煤层发育的层间滑动断层,层间滑动引起的煤层流变造成了"三软"构造煤的发育和煤层厚度的剧烈变化,煤厚的变化及煤体结构的破坏是煤层瓦斯赋存不均衡和突出的根本原因。     

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。     

我国主要含煤区煤体结构特征及与渗透性关系的研究

通过对我国主要含煤区的100多个煤层以及若干个钻孔煤心,进行宏观煤岩类型、煤体结构、煤裂隙以及与煤层渗透性等方面研究,结果表明a.我国煤体破坏程度由北向南、自西向东增强,从盆地中部向盆缘增强.我国中、西部和北部主要是原生结构煤,东部和南部以及盆缘构造煤发育.b.糜棱煤是地层构造变形强烈的产物,但构造变形强烈的地层不一定形成糜棱煤.c.碎裂煤的渗透率比原生结构煤高,碎粒煤和糜棱煤渗透率低.对于一个即有碎裂煤,又有碎粒煤和糜棱煤发育并交替出现的煤层,碎粒煤和糜棱煤在碎裂煤之间起着低渗透性的屏障作用,渗透性低的煤分层扼杀了渗透性高的煤分层,极大地降低了煤层渗透性.因此在有碎粒煤和糜棱煤发育的煤层,煤体结构对煤层渗透性的影响大于裂隙发育程度的影响,成为控制渗透性的首要因素.     

安阳矿区双全井田岩性结构与煤体变形的关系

煤体变形程度控制着煤与瓦斯突出和煤层气的可开发性,煤体结构空间展布预测是人们长期关注的焦点。以岩体力学和分形几何学基本理论为指导,以安阳矿区双全井田为例,通过计算岩体强度因子和分形维数,系统探讨了岩性结构对煤体变形的影响。研究表明,岩体强度因子和分形维数与断层和测井曲线判识的煤体结构之间存在密切关系:低强度因子和分形维数区,煤体易发生韧性变形,软煤发育;高强度因子和分形维数区,煤体(和岩体)以脆性变形为主,以断层发育为特征。这一结论为井田构造发育特征和软煤空间展布所证实。岩体力学和分形几何学的引入,为煤体结构空间展布区域预测提供了一种新途径。     

煤岩构造变形与动力变质作用

煤岩是一种对温度、压力等地质环境因素十分敏感的有机岩,地质演化过程中的各种构造-热事件必然导致煤岩发生一系列物理与化学结构的变化,并形成不同类型的构造煤。在构造应力作用下,煤岩不仅发生脆性和韧性变形,而且还产生不同程度的动力变质作用。因而,关于煤岩构造变形与动力变质作用的研究不仅具有重要的科学意义,而且在煤层气资源评价以及煤与瓦斯突出危险性预测方面也具有重要的实际意义。文中在已有研究成果基础上,通过对构造煤系列Ro,max、XRD和NMR(CP/MAS+TOSS)等测试和实验方法的对比研究,深入分析了煤岩不同构造变形和动力变质特征,进一步探讨了构造应力下煤岩动力变质作用的机理。研究成果表明,在构造应力作用下,煤岩脆性变形主要是通过破裂面上快速机械摩擦转化为热能而引起煤岩化学结构与其成分的改变;而韧性变形煤主要是通过局部区域应变能的积累而引起煤岩化学结构的破坏,从而发生不同机制的动力变质作用。     

柳林区块煤层气井煤粉产出影响因素分析

煤粉产出是影响煤层气开发的关键因素,查明煤粉产出的影响因素对于煤粉预防和管控具有重要意义。基于柳林区块的地质背景和煤层气开发情况,通过对现场排采井的生产曲线及排采过程和钻井过程中产出煤粉的研究,从静态因素和动态因素两方面分析了影响研究区煤层气井煤粉产出的控制因素。研究表明,由于煤粉问题导致修井作业造成的排采不连续对煤储层的伤害非常大,修井作业后重新排采,产气量很难恢复到原有的稳定产气水平。煤储层中镜质组和黏土矿物的占比越高,越容易产生煤粉。不同类型煤体结构煤储层产出煤粉浓度：Ⅲ类煤>Ⅱ类煤>Ⅰ类煤。煤层结构越复杂,含夹矸层数越多,越容易产生煤粉。多分支和单分支水平井产出的煤粉浓度普遍高于直井和定向井。水平井水平段井眼沿最大水平地应力方向钻进更容易产生煤粉,井斜越大越容易产生煤粉。排采速度突然增加,会导致煤粉产出增多,煤粉粒度呈现双峰分布。     

新景煤矿3号煤层煤体结构测井曲线判识及其分布规律

在对井下不同结构煤体变形及分布特征观测分析的基础上,结合其在测井曲线上的响应特征,对新景煤矿3号煤层不同煤体结构进行了判识和划分。结果表明,新景煤矿3号煤层煤体结构以Ⅰ类煤和Ⅱ类煤为主,Ⅲ类煤局部发育。煤体结构破坏程度严重的煤主要分布在不同期次构造叠加区域以及背、向斜的轴部,小断层附近也可见到;煤体结构破坏程度弱的煤主要分布在煤层产状平缓以及褶曲翼部地区。      

河南省煤田构造格局对煤层气储层物性和渗流特征的影响

为了查明河南省不同构造区内二1煤层中气体的流动特征和煤体受构造变形分异后的独特性,采用实验数据分析、瓦斯地质和渗流学理论,研究煤中孔容分布、孔径受应力影响后的变化以及煤体强度受构造应力作用下的变形和破坏特点。结果表明,煤层中甲烷连续流型占优的排序为:太行构造区、崤熊构造区、嵩萁构造区。煤中甲烷流型差异受区域构造变形体制控制,太行构造区的拉伸变形导致煤体强度值域分布广,最大体应变大于其他区域;嵩萁构造区的重力滑动、剪切和伸展变形使煤体强度和孔隙率最低、最大体应变最小;崤熊构造区内煤体的最大体应变介于两者之间。该结论对河南省煤层气开发有指导意义。      

黔西-滇东地区不同变形程度煤的孔隙结构及其构造控制效应

基于黔西—滇东地区上二叠统80件煤样的压汞实验数据,结合煤层构造变形特征的矿井观测,探讨了煤中孔隙结构及其构造控制效应。结果表明,区内煤的孔隙度较高,以微孔和过渡孔为主,中孔和大孔发育的差异性加大。根据压汞曲线形态和阶段孔容的分布模式,将煤中孔隙结构划分为五种类型,即平行型、反S型、尖棱型、双S型和双弧线型。平行型和反S型的煤体结构主要为原生结构煤和碎裂煤,经构造改造后孔隙度和孔容均大幅增高,且连通性好;尖棱型为碎裂煤和碎斑煤,孔隙度和孔容均较高,连通性较好;双S型和双弧线型为糜棱煤、碎斑煤和揉皱煤,煤体破碎严重,孔隙连通性很差。构造变形所造成的煤的孔隙度和总孔容的整体增高和阶段孔容的差异性增长是煤储层孔隙结构分异的主要因素,且随着构造变形的增强其对煤体破坏的主要变形作用尺度有逐渐减小的趋势。     

脆性变形序列构造煤纳米孔隙和粗糙度的原子力显微镜研究

煤孔隙结构是煤层气勘探开发与煤矿安全研究中的关键问题之一。构造煤相比于原生结构煤非均质性强,是煤储层研究中的热点和难点。采用原子力显微镜,结合NanoScope Analysis和Gwyddion分析软件,对脆性变形序列构造煤的孔隙结构和表面粗糙度特征进行研究。结果表明:构造作用整体上促进了脆性变形煤孔隙的发育,但不同脆性变形构造煤受构造作用影响的程度存在明显差异。根据煤受构造作用影响的程度,脆性变形煤孔隙结构演化可划分为强弱2个阶段:弱脆性变形阶段(原生结构煤—碎裂煤—片状煤—碎斑煤)构造作用对煤体的孔隙结构影响较小,平均孔数量缓慢增长,平均孔径缓慢减小,该阶段构造作用主要促进了100~200 nm大孔的发育;强脆性变形阶段(碎斑煤—碎粒煤—薄片煤)构造作用对煤体孔隙结构产生了显著影响,平均孔数量迅速增长,平均孔径迅速减小,这一阶段构造作用主要促进了10~50 nm介孔和50~100 nm大孔的发育。这表明脆性变形构造煤孔隙结构并非简单的线性演变。不同脆性变形煤的算术平均粗糙度和均方根粗糙度参数分别为3.00~6.05 nm和3.94~7.62 nm,其中,弱脆性变形阶段粗糙度整体较高且无明显变化,而强脆性变形阶段粗糙度迅速降低。通过AFM剖面分析,建立了煤表面孔隙形态的数学模型。基于该模型的算术平均粗糙度模拟结果表明,大孔是煤表面粗糙度的主要贡献者,构造作用主要通过影响煤中的孔隙结构,进而影响煤的表面粗糙度。      

淮北矿区芦岭煤矿构造煤发育特征

淮北矿区芦岭煤矿主采煤层8煤为特厚煤层,厚度2．72-17．75m,平均厚度9．60m,煤层硬度系数厂为0．16-0．53,构造煤累计厚度约占全层厚度的65％-90％。剖面自上而下划分为碎裂煤、菱形包裹体煤、片状煤、鳞片煤和粉末状煤5种类型,构造类型煤相间分布。微观上网络状裂隙发育．密集的网络状裂隙交叉切割．显微组分破坏严重．煤层受构造作用影响越大,构造煤中的微孔所占比例也就越高。在平面上构造煤的发育可划分为东、中、西三部分,井田东部构造煤较发育,厚度占全层厚度的75％-80％;中部构造煤最发育,厚度占全层厚度的95％以上;井田西部构造煤所占比例相对较低,约占全层厚度的65％-70％。采区资料表明,在倾向上,随着煤层深度的增加,构造煤厚度占金层厚度比例呈上升趋势．-450--460m水平以下,构造煤层所占比例明显增高,约占95％以上。     

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。     

淮北芦岭煤矿构造煤发育特征及成因探讨

淮北矿区芦岭煤矿主采煤层（8、9、10）构造煤普遍发育。8煤为特厚煤层,构造煤累厚约占全层厚度的65%～90%,在剖面上自上而下可划分出三类6型,各类型构造煤相间分布。研究发现井田中部构造煤最为发育,其次为东部,西部构造煤所占比例较低。通过对矿区构造特征及其形成机制分析,认为在印支、燕山期构造应力及派生剪切应力和上覆岩层的自重压力共同作用下,因8、9、10煤层结构差异的存在,使煤体产生脆性流变和韧性流变而形成构造煤;层间滑动是导致构造煤呈层分布的根本原因。     

顺煤层断层的基本特征及其地质意义

顺煤层断层是指顺煤层发育的断面与煤层层面的交角较小或近于平行的断层。它的主要识别标志是断层面、构造煤和煤层厚度的强烈变化。顺煤层断层可独立存在，也可与其它地质构造相互转换，相伴出现。顺煤层断层具有特殊的选层性，这一特征与煤体较低的力学强度、煤层瓦斯压力及形变期顺煤层的剪切作用有关。顺煤层断层在煤田中分布广泛，它所产生的构造煤是瓦斯高聚集区，亦是瓦斯突出的危险区，其研究意义重大。     

钱家营矿12-1煤层赋存特征

研究煤 层 结构 、构造 、顶 、底 板 岩性 变 化 ,掌 握 采 区 煤层 煤 质 的 变化 规 律 ,对 今 后 各煤 层 之 间 的 配 采 ,以 及 做好地 质工 作 的超 前预 测 ,具有 积 极重 要的 意 义。 本文 结 合生 产实 践 ,对12_1煤层 作了 研 究。     

韩城矿区煤层结构特征及其对微粒生成的影响

煤层气开发利用具有“资源、安全、环保”多重经济效益和社会效益。韩城矿区是我国煤层气勘探开发试验先导区之一,区内煤层气井中煤粉等固相微粒产出现象较为突出。为了查明韩城矿区煤层结构特征及其对微粒生成的影响作用,分析了煤层气开发主力煤层的煤层结构复杂程度,讨论了3、5和11号煤层中夹矸发育规律,表征了物理模拟实验条件下煤中夹矸与微粒生成的关系。结果表明:按主力煤层由早至晚发育顺序,其煤层结构由复杂趋于简单、夹矸发育层数减小、夹矸总厚降低。3号煤层中夹矸主要发育在桑树坪、下峪口及王峰井田。5号煤层中夹矸发育在矿区南部,夹矸总厚高值区集中在象山、薛峰和龙亭一带。11号煤层中夹矸分布遍及全区,具东部边缘发育程度高、西部发育程度低的特征。在物理破坏、水岩反应和层间压差作用下,煤中夹矸会成为微粒生成层位。泥质夹矸对微粒的生成数量、运移距离及相应的储层渗透性伤害影响尤甚。加强煤层结构特征分析有助于查明煤中夹矸岩性变化及分布特征,进而为有效防治微粒生成提供保障。     

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。     

煤粉的成因机制-产出位置综合分类研究

基于我国煤层特性和煤层气井的排采工艺,分析了煤层气生产过程中产生煤粉的原因。综合考虑煤粉成因机制、产出来源、对生产的影响等因素,提出煤粉的成因机制一产出位置综合分类体系。煤层的自身性质是煤粉产出的基础,而工程扰动是煤粉产出的诱因。以煤粉综合分类体系为基础,讨论了合理控制煤层气排采过程中煤粉产出的措施。     

华亭矿区5号煤层煤相研究

研究了华亭矿区5号煤层煤岩煤质特征，对其成煤植物、成煤环境、古气候变化进行了综合分析；在此基础上，结合微观煤相标志，划分了5号煤层煤相，共划分出6种煤相类型：陆地苔藓沼泽相；浅覆水-滞流森林沼泽相；中等覆水-滞流森林沼泽相；深覆水-滞流森林沼泽相；浅覆水-滞流草木混生沼泽相和开阔水域沼泽相。并对5号煤层煤相类型在垂向上的演化规律及影响该煤层煤相变化的因素进行了初步分析。