蔚县矿区奥陶系下统灰岩岩溶发育规律及煤层开采对策研究

在充分收集蔚县矿区勘探资料、生产矿井资料的基础上,进行了归纳整理与分析研究,总结出矿区奥陶系下统灰岩岩溶发育规律(岩溶发育程度在平面上划分为三个区,垂向上大致可分为三个带)及岩溶水的赋存条件,并提出了受奥陶系下统岩溶水威胁的1、5号煤层的以防为主,带压开采、不直接疏排岩溶水的技术和方法和开采对策。     

煤层注水的水气驱替理论研究

煤层注水是世界上煤矿矿井防治冲击地压的首选措施。而注水时间、流量、压力等注水工艺参数选择是决定注水防治冲击地压效果的关键。煤层注水过程中水在煤层中渗流的规律是选择注水工艺参数的理论依据。由于煤层孔隙、裂隙中充满气体,煤层注水实际上是水替代气的水驱气的渗流过程。但迄今为止的研究均视为水在煤体中渗流的研究。与实际相距甚远。论文首先分析了煤层注水防治冲击地压的机理,注水使得煤层软化,达到峰值强度后煤体抵抗变形能力随应变降低的幅度减小,即强度后应力-应变曲线变缓。然后根据煤层注水是水驱气过程,将煤层注水视为水气驱替的有动界面的渗流问题研究。将煤层视为各向同性的孔隙介质,分别按照水驱气由钻孔径向周边流动的平面径向流和由钻孔沿煤层平行流动的平面平行流两种情况,建立了水驱气的微分方程,给出了定解条件,并进行求解,得到了不同时间水锋面到达的位置即水注满煤层孔隙的范围。从而可以根据需要注水的范围求出需要提前的注水时间和注水量。为煤层注水预防冲击地压的工艺参数选择提供了科学依据和理论支撑。     

平顶山五矿己16—17煤裂隙分形特征及其研究意义

平顶山五矿己１６－１７煤中裂隙的计盒维数法量测结果表明,分维数在１．０￣１．３之间,且距断层越近分维数值越大,为断层的预测提供了一种可供参考的定量方法;同时探讨了分维数在煤层气储层评价中应用的可能性。     

抚顺盆地同沉积构造及其对煤和油页岩厚度的控制

采用定性分析与定量分析相结合的方法,研究了抚顺盆地的同沉积构造格架及其对超厚煤层和油页岩的控制作用。结果表明,抚顺断陷盆地的同沉积构造格架,是由走向ＮＥＥ和ＮＮＷ的两组同沉积正断层组成的网络。它将盆地分划成一系列走向近东西的次级断陷,断隆。在古气候和碎屑沉积速率等因素的配合下,该盆地的同沉积构造格架通过控制沉积环境和沉积空间,从间接和直接两个方面严格地控制了煤层和油页岩的厚度分布,因此超厚煤层和油     

煤层顶板工程地质分类方案初步研究

通过调查研究,提出了煤层顶板工程地质分类方案,此方案简单易行,验证可靠,适用于煤田勘探阶段。      

An experimental and numerical investigation on the deformation of overlying coal seams above double-seam extraction for controlling coal mine methane emissions

This study investigates the deformation and the resultant pressure relief of highly gassy coal seams where a double seam mining operation takes place at lower depths at the Wulan Coal Mine, China. In order to predict the depressurization effect in the overlying coal seams, we simulate the extraction process by constructing a scaled model in the laboratory using similar rock materials. Analyses of experimental results concluded that due to the mining-induced stress redistribution, the pressure within target coal seams, which were 109 m above the mined seams, could be fully relieved to attain the statutory approval for gas drainage.In addition to scaled-model studies, computational modeling studies were conducted using UDEC (Universal Distinct Element Code), which showed that the features of deformation resulting from the double-seam extraction were different from that of in the case of single-seam extraction. The results of the numerical studies revealed that in addition to the panel margin on the air return side, areas near the intake entry could also be considered as borehole drilling positions. Besides, it was found that the gob of the extracted seams below the gassy one provided a “buffering effect” for the would-mined protective coal seam and that the depressurization effect was largely weakened.The laboratorial findings are instructive to the field practice of methane drainage. During the mining operation, a “displacement comparison method” was adopted to measure the dilated amount of protected coal seams, and as expected, the maximum dilation percentage was much more than 0.2% — the critical value upon which the target coal seam is appropriately depressurized to allow gas drainage to be safely and effectively implemented.     

潘二矿下向卸压开采高应力演化特征试验研究

为研究深部近距离煤层群下向卸压开采高应力演化的特征,根据潘二煤矿深部近距离煤层群8煤和6煤地质与开采技术条件,设计了下向卸压开采的二维相似材料模拟试验模型,对8煤和6煤开采引起的采动应力进行监测。系统分析了8煤下向开采与6煤开采后的采场围岩采动应力、岩层运移及不规则煤柱对采动应力演化的影响,获得了近距离煤层群8煤下向卸压开采的顶底板采动高应力演化特征及6煤回采期间覆岩运移、采动应力裂隙演化和来压特征,得出了下向卸压开采不规则煤柱对采动应力、裂隙分布的影响规律。研究不仅为以采动高应力演化为主导作用的煤岩动力灾害防治提供了理论基础,也为卸压开采采场参数设计与优化提供了技术支撑。     

煤层群内多重保护层开采的防突试验研究

基于煤与瓦斯突出的煤层群开采所遇到的瓦斯问题,针对煤层群开采的特点,通过多参数的考察,对多重上保护层开采进行了试验研究,完善了保护层开采的基本理论;对保护效果、保护范围和合理参数进行综合分析、确定,得出了煤层群开采保护层过程中多重保护的具体指标和效果,建立了多重保护层效果考察及评价方法,对淮南矿区煤层群开采消除突出危险效果显著。研究成果对于类似条件突出矿井的保护层开采具有一定的指导意义和应用价值。     

超深上仰孔卸压爆破集中煤柱工艺技术研究

为了防治浅埋近距离煤层群开采时下组煤采出上覆集中倾向煤柱易发生的动力压架灾害,在分析超深孔卸压松动爆破防灾原理基础上,提出了一种超深上仰孔卸压爆破集中煤柱技术,通过理论分析、地面传爆试验及井下工业性试验,解决完善了该技术的3大工艺技术难题：一是利用自主研发的装药装置,解决了超深(最深达110 m)上仰孔(仰角30°)安全快速安装炸药难题;二是根据钻孔爆破裂隙圈半径及煤柱塑性区宽度理论计算结果找到了最佳炮孔布设间距;三是利用地面传爆试验和C-S双液浆凝胶特性试验解决了超长装药段(最长达16 m)炸药安全传爆及炮孔堵塞难题,优化了起爆方法,消除了管道效应,核算了爆破振动安全允许距离,实现了安全、高效封孔。该工艺技术的成功应用表明其具有工程借鉴及推广应用意义。     

煤层气储层的显微孔裂隙成因分类及其应用

采用煤岩学方法研究煤储层特性,可直接观察孔裂隙的分布、形态、数量、充填状态等特征,有利于查明显微孔裂隙成因、影响因素及演化规律。将显微孔隙分为生物成因孔和非生物成因孔;显微裂隙划分出内生裂隙、继承性裂隙、层面裂隙和构造裂隙;分别研究了各类显微孔裂隙在煤储层中的分布、随煤化作用的演化规律及其与渗透率的关系,并取得了良好的效果。