艾维尔沟矿区构造及其演化对煤层瓦斯赋存的控制

为了明确构造及其演化对艾维尔沟矿区煤层瓦斯赋存的控制作用,采用现今地应力实测、含煤盆地埋藏史-热史模拟、现场资料统计分析等方法,对矿区地应力状态、含煤地层埋藏史、煤层变质作用、瓦斯生成与散失、煤与瓦斯突出危险性等开展研究。研究表明:艾维尔沟矿区现今地应力状态为构造挤压应力状态,最大主应力方向为NE-SW向;矿区侏罗纪煤系地层主要经历了2个大的演化阶段,第Ⅰ阶段为快速沉降并于晚侏罗世达到最大埋深约4 300 m,煤层受到深成及区域双变质作用,经历最高古地温137~192℃,形成第1次生气高峰;第Ⅱ阶段由于受到燕山运动及喜马拉雅运动构造挤压的影响,煤系地层从晚侏罗世-早白垩世开始发生倾斜并持续抬升剥蚀,煤层快速冷却降温,煤层瓦斯发生逸散;矿区内深成变质及区域热变质作用直接导致了矿区内煤级及瓦斯生成量具有垂向和水平2个梯度,局部差异化构造及演化直接导致了矿区内各矿之间煤层瓦斯保存条件的差异性;受现今构造挤压地应力状态、地质构造及其演化的控制作用,艾维尔沟矿区垂向上向斜轴部(北翼深部)较北翼浅部更具有煤与瓦斯突出危险性,平面上矿区西部2130煤矿地区较中部地区1930煤矿地区更具有煤与瓦斯突出危险性,东部1890煤矿地区次之。     

煤变质作用热动力学分析的原理与方法

从地下热流状态平衡与破坏的角度，将深成地热流与附加地热流的分析结合起来，将煤的深在变质作用与区域岩浆液变质作用的分析结合起来，可建立简化的煤变质作用多阶段，多热源叠加概念模型和数学模型；查明地壳热结构影响因素及盆地内热传递方式之后，采用古地壳热结构的分析方法为盆地内部的深成地热场模拟提供底热流数值，采用双重回归方法来建立煤变质作用的Ｔ－ｔ－Ｒ。经验公式，进而可实现盆地古地热场演化及煤的多热源，多阶     

鸡西煤田的煤化作用模式

鸡西煤田由于多数地区受到异常古热流的影响，常存在两种或两种以上类型的变质作用相互叠加，从而导致各区的煤化作用模式各不相同，比较复杂。根据鸡西煤田北部条带各区煤变质作用的控制因素和演化特征，结合构造和沉积演化史，对比较典型的煤化作用模式进行了分析。深成变质可以划分为持续沉积变质阶段、回返褶皱继续变质阶段和回返期后继续（停止）变质阶段，具有长期性发展和阶段性变化的特点；根据岩浆侵入深度，区域岩浆热变质     

广东深圳动热变质带的基本特征

广东深圳动热变质带是粤东沿海动热变质带的西南段，详细阐述了其变质带的基本特征，包括变质带内岩石学、变质矿物、变质相带、变质作用及变质时代等，对研究粤东沿海中生代以来的构造演化有一定的指导意义。     

湖南新化天龙山岩体侵位对煤系变形变质的构造效应

煤对应力、应变和温度十分敏感,在多期次、多层次的构造-热运动下必然会留下各种应力作用(静压力和构造应力)痕迹。采用工业分析、元素分析、XRD,SEM及ICP-MS等方法,探讨了新化中生代天龙山岩体侵位对煤系变形变质、煤结构变化的构造效应以及元素迁移富集的应力-应变环境响应。研究结果表明:天龙山岩体侵位引起的岩浆热及构造应力作用,促进煤化程度升高逐渐转变为隐晶质石墨,煤及围岩出现大量热变质矿物;岩体侵位施加放射状挤压应力集中带,节理与岩组主压应力轴方位与岩体边界近于垂直,靠近岩体构造变形增强;构造应力与岩浆热变质叠加作用对煤的大分子结构影响显著,d_(002)值、L_a/L_c分别随变质程度降低及远离岩体而减小。岩体附近煤层受岩浆热作用显著,岩浆侵位的构造效应(机械能、热能及化学能)造成煤岩结构破坏、变质程度升高以及元素富集、迁移,煤中REE含量增加;稀土元素球粒陨石标准化分配模式曲线特征可划分为3种类型,其中A型与C_1型靠近岩体叠加了岩浆热变质作用,与泥盆纪灰岩及硅化灰岩稀土元素分配模式曲线相似,岩浆热液使围岩矿化,但局限于蚀变带。岩浆热变质作用驱使稀土元素向富轻稀土方向演化,构造应力驱使稀土元素向着富重稀土的方向演化,导致ΣL/ΣH比值偏低。     

晋城矿区无烟煤变质成因探讨

晋城矿区位于沁水煤田东南部,区内普遍发育石炭二叠纪地层,煤化程度均己达到中等变质无烟 煤阶段,是沁水煤田煤变质程度最高的地区。以3#煤层为例,通过对该区与相邻的豫西北地区煤级分带 及区域矿化现象的分析,阐述了该区煤变质作用属于叠加在深层变质作用基础上的区域岩浆热变质作用。     

黑龙江省煤类分布规律及主要特点

文章论述了黑龙江省煤类分布5个不同时代成煤期的变质规律和特点。煤变质以深成变质为主,中生代煤变质迭加有岩浆热变质,岩浆热变质具有明显的分带性,动力变质作用微弱。对黑龙江省煤类分布特征进行了详细分析。     

宜洛煤田煤变质程度显著性差异影响因素分析

根据宜洛煤田地质勘查和矿井生产阶段资料,从构造、岩浆活动两方面对煤田的地质背景进行分析,提出了以岩浆变质作用为主,动力变质作用为辅,且在不同地段这些作用的方式、强弱不同,是导致区内煤变质程度出现显著性差异的主要因素。     

黑龙江省煤种分布与煤变质特征

介绍了黑龙江省煤种分布及煤变质特征，阐明了黑龙江省煤种的变质作用是在深成变质作用的基础上，叠加区域岩浆热变质作用、热液变质作用和接触变质作用而完成的。     

升温速率对不同变质程度煤自燃影响实验研究

为研究升温速率对不同变质程度煤自燃特性的影响规律,采用红外光谱仪和同步热分析仪,选取4种不同变质程度煤样作为研究对象,分析了煤的官能团结构、质量变化、热量变化并进行了氧化动力学计算。结果表明:随着变质程度增加,原煤中羟基含量增加;焦煤和弱粘煤具有明显的芳环-CH 3,弱粘煤中的芳环C=C与Ar-CO含量最多,焦煤的醚键含量较高;脂肪烃含量与变质程度关系不明显。升温速率增加,各煤阶的TG-DSC-DTG曲线均向高温偏移;升温速率对燃烧阶段的煤质量变化影响更大。褐煤相对于焦煤,热流率极值更高,瞬时放热更剧烈。升温速率越大,总放热量越小。通过外推得到了原始状态下煤的活化能,在氧化阶段,E HM相似文献   

淮北矿区岩浆岩侵入对煤储层微孔隙特征的影响

以淮北矿区卧龙湖和海孜煤矿与岩床不同距离的23个煤样为研究对象,采用镜质组反射率(Ro)测定、低温液氮吸附试验、CO2吸附法测微孔(<2 nm)和扫描电镜的方法,对比分析了煤样的微孔(D-A微孔孔容、D-R微孔比表面积和微孔直径)、BET比表面积和与岩浆岩距离的关系。结果表明：靠近岩床,卧龙湖煤样Ro由2.74%增加到5.03%,海孜煤样Ro由2.30%增大到2.78%。卧龙湖岩床的接触变质作用使距离岩床0～5 m煤的微孔和BET比表面积变小,热演化作用增加了距离岩床5～60 m煤的微孔和BET比表面积。海孜巨厚岩床的热演化作用增加了距离岩床60～160 m煤的微孔和BET比表面积。扫描电镜发现热演化区煤样出现大量和岩浆活动有关的热解气孔。     

基于热动力特性分析的地下煤火火源温度计算

在研究煤火控制体模型、火区烟气流动模型和传热模型基础上,分析了火区煤燃烧放热、散热的动态平衡过程;结合煤燃烧理论初次在理论上提出了地下煤火燃烧系统热动力演化过程的关键参数之一:火源温度的定量计算方法;结合火区与外部环境的热量传递过程,提出了火区煤燃烧累积放热量、火区累积散热量的计算方法,理论上为定量揭示地下煤火燃烧系统...     

岩浆热事件对煤层变质程度和吸附-解吸特性的影响

为研究岩浆侵入热事件对煤层变质程度和吸附-解吸特性的作用机制,采用理论分析、实验室测定和现场验证的方法,对比分析了淮北矿区海孜井田岩浆岩侵入区和邻近临涣井田未受岩浆影响的煤层多元物性参数变化规律和孔隙特征,系统研究了采集煤样的等温吸附与吸附平衡条件下瓦斯解吸过程,揭示了岩浆岩床下伏煤层瓦斯赋存特征。结果表明:海孜井田岩浆热演化作用使煤层变质程度显著增加,煤层挥发分降低,岩浆岩覆盖区域煤层的最大镜质组反射率梯度为0.53%/100 m,远大于深成变质作用。岩浆热演化区孔径0.4~0.7 nm之间的微孔极为发育,其发育程度是未受岩浆岩覆盖区煤样的数倍,且越靠近岩浆岩的煤层,微孔发育程度越明显。岩浆热演化区内煤体的吸附能力增强,吸附瓦斯量增大,煤体的瓦斯放散初速度变大,初期解吸速度快且解吸总量大。由于岩浆岩床对下伏煤层的热变质和封存作用,易造成下伏各煤层的瓦斯压力和瓦斯含量增高,煤层的突出危险性增加。     

突出煤体变形破坏过程声发射演化特征综合分析

对阳煤新元矿3号突出煤层的原煤和型煤进行载荷控制方式下的变形破坏试验,研究不同类型煤样变形破坏过程中声发射特征及其差异。研究结果表明,煤体破裂过程经历了3个阶段：非裂纹发展阶段、裂纹的稳定发展阶段和非稳定发展阶段。原煤在裂纹的稳定发展阶段及其以后,体应变速率的增大伴随着声发射指标的增大,且体应变的突降伴随着声发射指标的激增。原煤的裂纹非稳定发展阶段出现在峰值应力之前,表现出峰后的脆性变形特征,声发射指标峰值也出现在峰值应力之前;而型煤的裂纹非稳定发展阶段出现在峰值应力以后,表现出峰后塑性流动的延性变形,声发射指标峰值也出现在峰值应力以后。原煤破裂过程中呈现出两种体应变-时间曲线形态,既有较为平滑的曲线形态,也有在裂纹的稳定发展阶段就开始出现短时突降的体应变-时间曲线形态;而型煤仅呈现出平滑的曲线形态。原煤的声发射参数与应力之间总体上呈正相关关系,且在裂纹的非稳定发展阶段或者稳定发展阶段的中期以后,声发射参数具有较高的数值;而型煤声发射参数的演化分为两个阶段,峰前的平静期和峰后的爆发期,由峰前较为稳定的低值跃升到峰后较高水平的最大值,其破坏的声发射参数具有突增性。原煤声发射强度包括平均强度和峰值强度均远大于型煤的声发射强度,这主要是原煤强度较高容易积聚较高的弹性潜能且内部结构相对破碎所致。     

煤层气地质演化历史数值模拟方法研究

根据前人成果,建立了煤层气地质演化史模型并以此为基础研制了计算机模拟系统。通过对具体地区的实际模拟,总结出了煤层气地质演化史数值模拟研究的方法。整个模拟研究过程包括4个步骤:基础数据提取、计算机模拟研究、模拟结果数据处理和分析、煤层气地质演化史恢复。     

豫西地区大地构造特征及其演化

豫西地质构造区地跨不同的变形体构造区,由于各煤田的分布受控于区域构造;嵩箕构造区构造形式主要以断隆、褶曲、走滑断层为主;崤熊构造区构造形式主要以褶曲、逆冲推覆为主。大地构造演化大体可分为3个阶段,即成煤期前基础构造阶段、成煤期同期构造阶段、成煤期后控制构造阶段。     

我国煤矿安全生产发展历程及演进趋势

煤炭资源作为支撑我国经济快速发展的最重要能源供给,保证煤炭资源的绿色、安全、高效开采是重中之重。统计分析了建国以来我国煤矿安全生产发展的历程、现状及新时代背景下煤矿安全生产发展的演进趋势与急需解决的问题。研究表明,我国煤矿安全生产发展主要经历了3个时期,1949—1977年为煤矿安全生产水平大幅波动时期;1978—2002年为煤矿安全生产水平持续好转时期;2003—2018年为煤矿安全生产水平快速提升时期。研究认为,加大人工智能、物联网、大数据、云计算等现代化信息技术在煤炭资源开采过程中的运用,建设智能化煤矿是我国煤炭行业实现高质量发展的重要途径。加大煤矿安全生产科技人才培养力度,加强煤矿安全科技攻关,构建完善的职业健康保障体系,加快推进智慧煤矿示范工程建设,以保证我国煤矿安全生产形势的持续好转。     

煤与瓦斯突出过程煤体破裂演化规律

研制了一套煤与瓦斯突出模拟实验装置,通过高速摄像对突出全过程进行实时观测,从而实现对突出过程中煤体破裂演化规律进行了分析。通过对12次试验结果的分析发现,煤与瓦斯突出是个力学发展过程,它经历了孕育、启动、发展和停止4个阶段,受瓦斯压力和孔洞壁的径向应力大小影响,煤与瓦斯突出多次间歇式发展;实验条件下,煤与瓦斯突出启动后,从发展到结束过程耗时不足0.1 s;位于试验装置不同部位的煤体,突出瞬间煤体运动轨迹各不相同;通过对突出后煤体的裂纹分布规律进行分析,发现裂纹几乎平行出现,且裂纹的倾斜角度处在65°~70°,裂纹近似圆弧,圆心位置在突出口;试验还发现在0.481~0.764 MPa存在一个临界瓦斯压力值,可以使突出连续发生,从而具备了发生大型突出的瓦斯压力条件。