豫西告成煤矿滑动构造区瓦斯赋存特征

地质构造是煤与瓦斯突出的控制因素,豫西煤田中滑动构造普遍发育。运用区域构造演化、瓦斯赋存构造逐级控制理论,在系统分析煤田地质勘探和矿井揭露的瓦斯地质资料的基础上,研究了告成煤矿滑动构造的形成机制及其对煤系、煤层和瓦斯赋存的控制作用。告成煤矿位于芦店滑动构造的西部,受两期滑动构造的影响,煤层厚度变化剧烈,构造煤成层发育,煤层顶板结构形成了张性角砾岩、断层泥和张性角砾岩复合、原生顶板(深灰色细砂岩)、剪切角砾岩4种破坏类型,控制着瓦斯逸散、富集和煤与瓦斯区域突出危险性的分布。      

豫西芦店滑动构造区瓦斯突出成因及预测研究

豫西芦店滑动构造区有较多的瓦斯突出及瓦斯爆炸等矿井地质灾害.滑动构造作为包括前缘挤压带、中部顺层剪切带和后缘拉张带等单元的构造组合体,其各部分的应力应变分布和构造样式具有自身规律.研究成果表明,就一个完整的重力滑动构造系统而言,由挤压、剪切作用形成的强烈变形区在空间上应该是瓦斯突出和涌出的最大危险区,也是矿井瓦斯防治工作的重中之重.     

新密矿区低临界值瓦斯动力现象及机理

本文从区域构造演化及构造特征、"三软"煤层(顶、底板和煤层均破碎的煤层及组合)分布及瓦斯特性和构造煤瓦斯内能释放等方面探讨了新密矿区低临界值瓦斯动力现象发生的机理及地质控制作用。研究结果表明:新密矿区构造演化具有多期叠加改造的性质,中、新生代拉张裂陷环境中形成的重力滑动构造对"三软"煤层的普遍发育具有重要控制作用,"三软"煤层的形成及组合形式影响井田瓦斯赋存和构造应力环境的非均衡性;顺煤层断层、煤层流变的规模及构造煤的发育程度是低临界值瓦斯动力发生的主控因素;高应力环境下"三软"煤层中构造煤的初期内能释放是激发低临界值瓦斯动力现象发生的关键;对低临界值瓦斯动力区域的预测可以通过对煤层流变和瓦斯初期解吸能的研究来实现。      

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。     

豫西芦店滑动构造区瓦斯地质灾害的控制因素及相互作用机理

豫西芦店滑动构造区有严重的瓦斯突出及瓦斯爆炸等矿井地质灾害。本文根据“一式”、“二相”、“四场”的瓦斯研究新思路,运用地质学原理与方法,结合芦店滑动构造特征探讨瓦斯突出的众多地质因素及相互作用机理。这一研究无论是对瓦斯地质基础理论研究,还是对芦店滑动构造区的煤矿安全生产,乃至对中国东部伸展构造区煤矿安全开采,皆具有重要的理论与实践意义。     

呼鲁斯太矿区煤层瓦斯分布规律及其控制因素探讨

根据煤矿井下煤层瓦斯参数测定结果,以瓦斯地质理论为基础,分析了呼鲁斯太矿区瓦斯分布规律及其控制因素。结果表明:矿区煤层瓦斯区域分布具有不均衡性,以F2-2和F22断层为界将矿区划分为北部、中部、南部三个区域,中部煤层瓦斯压力、瓦斯含量最高,北部次之,南部最低;煤变质程度较高和围岩封闭性较好是矿区瓦斯富集的根本条件,而构造复杂程度的不同、构造线方向的改变是瓦斯分布不均的主控因素。矿区中部为北北东向构造向东西向构造转折区,应力集中,且顶板为泥岩,煤变质程度较高,形成较好的瓦斯生储条件;南部北北东向推覆构造较为强烈,使煤层沿倾向切割,断层连通地表,造成瓦斯大量逸散。     

阳泉矿区新景矿构造煤发育规律的数值模拟

预测构造煤发育区对矿井瓦斯突出预测具有重要意义。以阳泉矿区新景矿3号煤层为研究对象,根据其地质赋存条件,建立了相应的岩性不均衡力学模型,基于FLAC3D数值模拟软件,研究了顶板砂岩透镜体存在情况下3号煤层围岩应力分布规律。结果显示:砂岩透镜体的存在使得煤岩地层的应力、位移分布不均,在透镜体影响范围内呈现应力集中现象,致使该区域煤层发生塑性变形;岩性不均衡条件下3号煤层的构造煤发育,进而证实了新景矿3号煤层顶板砂岩对构造煤发育的控制作用。      

根据测井数据评价煤层构造岩顶板抗压强度

河南登封煤田郜城井田二1煤层顶板为滑动构造形成的构造岩。通过对构造岩顶板测井曲线与其抗压强度指标关系的研究,明确指出,利用测井技术可以探测软弱岩体的力学性质      

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。     

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。     

煤层顶板水平井分段压裂瓦斯治理模式研究

针对煤矿碎软低渗煤层,提出了煤层顶板水平井分段压裂瓦斯治理模式。通过建立应力-渗流-损伤耦合的理论模型,运用数值模拟的方法模拟了煤层顶板水平井水力压裂裂缝扩展过程,结果表明紧邻煤层顶板岩石的裂缝能够延展至煤层,且在顶板岩石的撕裂作用下,煤层内的裂缝能够快速延展。应用产能模拟的方法对分段压裂水平井的产能进行了模拟,分析瓦斯抽采的效率,优选了分段压裂的压裂缝长度、压裂段数,认为在淮北矿区祁东煤矿的地质条件下,压裂裂缝的长度为80 m,裂缝间距为63 m,抽采效果最佳。通过工程验证,说明煤层顶板水平井分段压裂技术是国内碎软低渗煤层地面瓦斯高效抽采的有效模式。     

构造应力对煤化作用的影响及其瓦斯灾害性

通过对豫西滑动构造区二1煤动力变质作用特征的研究,探讨了构造煤变质成烃作用与煤化进程的应力影响因素。研究结果表明,不同性质的构造应力具有不同的煤化效应;与拉张应力相比,具各向异性的挤压应力,对煤变质程度的增加、煤基本结构单元BSU侧链和官能团的脱落,以及煤层瓦斯的生成,都具有很大的促进作用。      

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。     

鲍店煤矿瓦斯涌出规律分析

利用构造学、沉积学、数学模型分析等方法,简要分析了鲍店煤矿基本地质条件及影响瓦斯赋存的不同因素,论述了研究区影响瓦斯的主要地质因素,包括地质构造、煤层顶板岩性和上覆基岩厚度。总结了鲍店煤矿瓦斯涌出规侓,认为该井田瓦斯涌出量东北部偏高,西南部较低。     

山西煤层瓦斯分布规律研究

山西晚古生代含煤岩系是华北大型聚煤盆地的一部分,晚石炭世至中生代三叠纪为连续沉积,煤层埋藏深度、深成变质作用由北往南逐渐加深,生烃量也相应增多;燕山期是构造变形最为强烈的时期,也是侏罗纪聚煤盆地的形成期,大同、河东、宁武、沁水等4个聚煤(气)盆地构造格局基本形成,煤变质仍然是随埋深的加大而增高,属再次深成变质作用,煤化程度进一步加深,生烃作用持续发生;喜马拉雅期为强烈拉伸的构造环境,造就了山体整体抬升和雁行排列的新裂陷盆地的沉降。就山西煤层瓦斯而言,上覆基岩厚度是煤层瓦斯保存的主控因素,其次为岩浆活动、不同构造类型及水文地质条件等。区域岩浆热变质作用表现为在深变质作用背景上的叠加效应,山西境内的两个东西向高变质带与岩浆岩体的分布吻合,使阳泉矿区和晋城矿区成为煤层瓦斯(煤层气)开发利用基地;从聚气构造背景来说,封闭型构造使煤储层中瓦斯含量较高,如沁水盆地的沁南区、古交、邢家社、东社区以及河东盆地的石楼、大宁—吉县区、三交—柳林区,瓦斯含量在10～15m3/t或更高;开放型构造具有逸散煤层瓦斯的便利通道,瓦斯含量较低,如河东盆地的离石矿区、沁水盆地霍西构造区以及浑源、五台煤产地等。     

新疆乌东矿区八道湾向斜两翼瓦斯地质规律研究

以煤矿钻孔煤样瓦斯数据及井下实测瓦斯含量为依据,分析了乌东矿区构造对瓦斯赋存的控制作用,认为区内以七道湾背斜、八道湾向斜和F2逆冲断层为主要构造形迹,并控制了煤层的赋存状态和瓦斯分布规律;八道湾向斜南翼地层倾角陡近乎直立,地层局部倒转,有利于瓦斯逸散,而北翼煤层倾角缓,且受到矿区南部碗窑沟逆冲断层（F2）挤压作用,断面形成瓦斯的＂隔挡＂面,阻断了瓦斯的逸散通道,造成向斜北翼瓦斯含量高于南翼;瓦斯含量与煤层埋深呈正相关关系。随着各矿向下延深开采,瓦斯涌出量将会逐渐加大。因此,掌握矿区的瓦斯地质规律,对其安全生产具有指导意义。     

基于构造形迹特征的煤层瓦斯富集区判识方法——以集贤煤矿西二采区为例

超前判识煤层瓦斯富集区,可有效减少矿井煤层瓦斯分布不均所引发的安全问题。基于瓦斯地质理论和瓦斯赋存构造逐级控制理论,提出了瓦斯赋存指数μ_i以及基于构造形迹特征的煤层瓦斯富集区判识方法,判定μ_i≥20的点所构成的区域为瓦斯富集区。以龙煤集团双鸭山分公司集贤煤矿西二采区为例,结合该矿瓦斯地质特征,选取构造形迹的中心位置为基点,以距基点的距离l_i为自变量,瓦斯赋存指数μ_i为因变量,建立数学模型,对该矿西二采区瓦斯富集区进行了初步判识。判识结果表明,距岩墙距离l_i<65 m及距向斜轴距离l_i<220 m的点所构成的区域,煤层瓦斯赋存指数μ_i≥20,为瓦斯富集区。      

盘县煤田滑脱构造特征及其研究意义

通过对盘县煤田开展地质调查,发现煤田内发育滑脱构造层。为了探究研究区内滑脱构造的特征、样式,采用野外地质调查、剖面测量、矿井地质调查、地质钻探、钻孔岩心编录、显微煤岩分析等技术手段,综合分析滑脱构造发育的部位、空间赋存特征及构造样式。根据滑脱构造样式分析了不同构造样式下盆地内资源勘查工程部署原则、层位选择、钻探技术难点以及与瓦斯等隐蔽致灾因素的关系。研究表明：滑脱构造主要发育于三叠系飞仙关组中下部和二叠系龙潭组中部的12～18煤层间,厚20～60m,地层破碎,其间煤层为构造煤,伴随发育揉皱。滑脱构造样式有逆冲推覆、顺煤层型滑脱、顺峨眉山玄武岩型滑脱、雁列式断裂型、断层相关褶皱五种类型。滑脱构造层与盆地内“三软”煤层、突出煤层、高瓦斯煤层以及构造应力集中涉及矿井安全生产隐蔽致灾因素具有高度耦合性,表现为发育滑脱构造的部位不仅是目前盆地内煤层气含量高、矿井煤与瓦斯突出事故频发的层位,是优质煤炭资源的产出层位,也是煤矿“三软”煤层顶板事故的重点管理层位。研究成果为煤与煤层气资源勘探、开采以及矿井安全生产、隐蔽致灾因素排查治理提供基础地质资料。     

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。     

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。