新疆尼勒克煤田吉仁台煤矿煤层自燃因素及烧变特征

文章在磁法工作成果基础上,根据地表填图、磁法、钻探、地球物理测井等手段所获得的成果,阐述了吉仁台煤矿煤层自燃因素及烧变特征。     

寺家庄矿煤层顶板岩性有色反演预测

煤层的顶板岩石的封堵性对煤层气的储集非常关键。有色反演可以获得相对波阻抗的变化,对测井的依赖度低、平面分辨率高,可用于少井区煤层顶板岩性的分布进行预测。在原始地震数据谱蓝化处理、提高分辨率的基础上,对寺家庄矿三维地震数据进行了有色反演,预测了9号、15号煤层顶板岩性。结果表明:相对波阻抗体异常与钻孔岩性较为吻合,并通过相对波阻抗平面分布图预测了寺家庄地区9号、15号煤层顶板岩性,且不同时间地层切片的反演结果与区域钻孔资料相吻合,说明有色反演结果可靠,可以对煤层顶板岩性分布特征进行有效预测。     

基于改进型元胞自动机的煤层自燃动态模拟

为表现煤层自燃燃烧变化的动态过程,引入元胞自动机(Cellular Automata)理论用于模拟煤火的燃烧蔓延规律。根据煤火燃烧的特点,将元胞四元组的状态进行扩展,将状态S扩展为一个函数f(s),解决了传统CA理论无法准确细致地描述空间热场的分布的限制,同时研究了燃烧学,传热学等理论,将f(s)与煤岩赋存状况等条件结合,给出尽可能符合实际的模拟函数,最终在试验区得到满意的模拟效果。     

煤系地层中高岭土矿床的主要成因类型及特征

沉积高岭土矿床,可分为煤层内高岭石夹矸和煤层间高岭土矿床二种类型。前者成分很纯、结晶很好。在煤系地层中,由于原始物质、地质构造、地形条件、水文地质等条件的具备,也发育风化矿床,它们多半为软质粘土或木节土。内蒙老石旦高岭土矿床是石炭系煤层及其夹矸的风化残余产物。甘肃安口高岭土矿床也是侏罗系煤层,夹矸及顶板泥质岩的风化残余产物。四川叙永高岭土矿床则为二迭系煤层及其底板风化淋滤的结果。由于煤层自燃,还存在高岭土经烧变而成的天然熟料,可以作为一种变质高岭土矿床。本文从具体矿床实例出发,提出了煤系地层中高岭土矿床存在的主要成因类型,在理论上,找矿和利用上,均具一定意义。     

泸州区块全井段地层力学性能及井壁稳定性

泸州区块全井段岩性复杂,漏、溢、垮复杂突出,严重影响深层页岩气资源效益化开发。针对不同岩性地层特征,建立基于室内实验及现场工程参数的全井段地层力学性能及三压力预测方法与剖面的建立,具有重要的研究意义与工程价值。基于室内实验,建立不同岩性地层力学参数预测方法,评价了不同岩性地层力学参数分布规律,耦合地应力、力学实验数据及现场漏溢塌工程信息,考虑井眼轨迹、力学弱面等因素,建立了全井段孔隙压力、坍塌压力、破裂压力分布剖面。研究结果表明,须家河、茅口组低孔隙压力、裂缝发育,漏失压力低,龙潭组煤层、泥岩力学强度低,坍塌压力低,普遍在1.5左右;深部石牛栏组、龙马溪组异常高压,存在溢流风险。建立了泸州区块深层岩石力学性能及三压力剖面,可为该地区井身结构优化设计、关键工程参数设计提供科学依据。     

陕西神府煤田新民区煤层自燃及其烧变特征

陕西省神府煤田新民区赋存的煤层为休罗纪低变质不粘煤和长焰煤。该区煤层由于变质程度低,有机组分含量高、氧含量高,加之区内煤层厚、埋藏浅,沟谷发育,造成煤层大面积自燃,而后形成的烧变岩分布广泛。不同类型的烧变岩在平面和剖面上都呈带状分布、煤层火烧区的分布范围主要受当时侵蚀基准面、煤层出露高度、出露范围以及煤层厚度的控制,并具有一定的规律性。     

煤田露头自燃的渗流-热动力耦合模型及应用

分析了煤田露头介质内气体渗流及露头自燃热动力系统特征,建立了煤田露头自燃渗流--热动力耦合模型,推导了煤自燃过程中挥发分计算式.对新疆某煤田自燃火区进行了数值模拟.结果表明:开采引发煤田露头自燃时,燃烧中心集中在顶板附近,燃烧沿顶板向露头方向蔓延较快;高温区域靠近顶板,燃烧区域以外岩石内温度梯度变化不明显;自燃生成气体主要集中于露头自燃点下风侧方向,上风侧方向只有很小范围内有自燃气体存在;高温区域分布与自燃气体渗流方位位置一致;自燃加速了气体在煤岩介质内的渗流,有助于自燃的发展.根据模拟结果对煤田火区治理时火源探测、治理及监测等相关措施进行了具体分析.     

震前特大地磁异常及其短临预警意义

对地磁记录分析的结果显示，大地震前强烈的地磁异常现象反复出现；在震中附近极震区临震前36 h至十几分钟，地磁场的特大异常数值随震级增大而增大。归算到距震中1 km处，Ms=6.0～9.5 级破坏性地震的磁场异常值约为102～105 nT，异常强度甚至超过地球磁场量级5.5×104 nT。根据其强度特性及时空分布，这种临震前在震中附近的ULF磁场异常，表现为一种“磁间隙喷发”。由此地磁异常的特性，提出利用大地震前短临地磁异常作为预警信号进行防震预警的探讨，由地磁预警突破目前地震预测预报难的现实困境，有望收到     

煤田火区烧变岩成岩机理与利用

烧变岩是一种在以煤田火区为主要环境背景的复杂条件下,受燃烧变质作用和气液变质作用等影响产生的变质岩类。目前研究多聚焦于死火区岩层的岩石性质及水文地质意义,而缺乏对活火区烧变岩利用体系的研究。为了促进对烧变岩的研究,以砂岩为例分析了烧变岩的矿物成分与呈色,总结了以烧变岩为媒介探测火区的方法及其局限性,最后讨论了烧变岩层的热能回收及资源化利用。结果表明:在活火区新生的烧变岩其矿物成分随温度变化明显,而颜色随温度上升主要由铁、锰氧化物控制;根据矿物特性及热特征,烧变岩可以作为对煤火的探测依据,但探测方法均存在缺陷;热特征也体现了烧变岩蕴含一定体量的热能,可进行回收利用,而冷却后的烧变岩也具有丰富的用途。     

潘谢矿区煤层顶板富水性评价研究

煤层顶板的富水性与顶板的岩性、孔隙及断裂构造的发育强度有关,其中岩性和孔隙的分布具有空间连续性,而断裂构造在空间上发育不连续,决定着煤层顶板的富水性具有空间性和非线性。本文结合潘谢矿区地质构造的特点,并以谢桥矿为例,选取了断裂强度、断裂密度、砂岩厚度、砂质泥岩厚度和泥岩厚度做为评价指标,利用MapObjects的空间分析功能和非线性人工神经网络（ANN）技术,对该矿6煤层顶板的富水性进行了评价分析。     

张量曲率边界识别方法在煤田火烧区磁异常中的应用

 为了准确识别煤田火烧区边界位置,对火烧区磁异常进行更加精细的解释,将张量曲率边界识别方法引入到煤田火烧区磁异常的解释中,探讨分析煤田火烧区磁异常的张量曲率特征.根据煤田火烧区磁异常的特点,利用张量曲率的较大特征值和较小特征值分别圈定煤田火烧区和正常区.模型试验中,通过与常用的Theta 图以及垂向导数等方法对比,体现了张量曲率分析方法在地质体边界识别中的优越性,验证了该方法在火烧区边界识别中的有效性.将该方法应用于乌达某煤田实测磁异常数据的解释,发现利用该方法圈定的火烧区范围和其他勘探结果以及已知地质资料相符,说明该方法可以准确有效地识别煤田火烧区和正常区边界范围,为煤田火烧区的磁异常解释提供很好的依据.     

龙永煤田童子岩组地质——地球物理特征分析

本文就龙永煤田童子岩组地层的一般特征,各段及亚段在岩性、岩相、化石组合、岩石粒度趋势、含煤性、煤层灰成分、特别是地层的地球物理特征进行了分析,对各段及亚段的主要区别进行详细说明,有助于地质工作者清楚认识这些地层的特征,这对于解决复杂地质构造问题、进行岩煤层对比等有重要意义。     

基于侏罗纪煤低温氧化特性自然发火技术分析研究

西北地区侏罗纪煤可采储量巨大,煤层自燃倾向性大,而侏罗纪煤层自燃机理研究落后于东部和华北的石炭二叠纪,因此了解西北地区侏罗纪煤层自燃研究现状对确立今后西北侏罗纪煤层自燃研究方向和完善煤层自燃理论体系具有重要意义。本文查阅参考了大量文献,总结了西北地区侏罗纪煤岩特征,详细阐述了侏罗纪煤的低温氧化自燃特性,并将现有的煤层自然发火模型推广应用到侏罗纪煤层,最终提出了侏罗纪煤实验室研究、数值模拟和现场实践的合理化建议。     

大断面全煤巷高冒区自燃过程的三维数值模拟

通过对大断面全煤巷道高冒区特点和影响煤炭自燃因素的分析,根据多孔介质流体动力学、传热和传质理论,建立了高冒区松散煤体自然发火过程三维数学模型。以枣泉煤矿11201面巷道高冒区为例,利用Fluent软件进行了数值模拟,得到了遗煤不同时间各位置的温度场和氧浓度场分布,分析了高冒区自然发火的过程及高温区域的移动规律,明确了高冒区松散煤体的中下部区域为最易自然发火区,是现场防治高冒区自然发火的重点区域。现场实测数据验证了数值模拟结果的合理性。     

煤样标志性气体的选择与自燃倾向性实验研究

本文结合某矿采空区的发火现状对标志性气体选择与煤样自燃倾向性进行了系统的实验研究,确定了CO、C2H4、C3H6、C3H8、C2H4／C2H6等气体在适当条件下可以作为该矿煤层自然发火的标志性气体,认定该矿煤层自燃倾向性属于Ⅱ类自燃煤层与Ⅲ类不易自燃煤层。本文的实验研究结果可以用于指导煤矿生产,减少采空区发火的次数和影响范围,降低由此而造成的人员伤亡、财产以及煤炭资源的损失。     

煤层自然发火指标气体的选择实验分析研究

通过对煤样进行热解实验,研究了新峪煤业公司5110工作面主采10#、11#煤层自然发火特性,测定了煤样在不同热解温度下CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6等气体的浓度,确定了这些气体的检出温度。在实验研究的基础上,结合指标气体优选原则,分析了自然发火指标气体随温度变化的规律性,选出了适合本矿煤层自然发火预测预报的指标气体,对提高煤炭自燃早期预测预报的准确度和矿井防火有重要指导意义。     

义煤矿区极易自燃厚煤层快速治理技术

义煤集团公司下辖的五个矿所采煤层为容易自然发火煤层，自然发火期一个月，最短7天，煤炭自燃问题严重困扰着集团公司的安全生产。本文研究了高效复合泡沫灭火抑爆新技术，既能充分利用目前有效的常规防灭火技术与手段，又能克服目前注浆、惰气、惰气泡沫、阻化剂等灭火或抑爆技术的不足，并研制了产生高效复合泡沫的新装备，提出了灭火钻孔快速...     

箭竹坪矿区主采煤层顶底板稳定性分析

本文通过收集和整理箭竹坪矿区资料的基础上，对矿区的地层、构造、顶底板岩性组合等方面进行了研究，并对整个矿区主采煤层顶底板的地质条件做简要分析。分析结果表明箭竹坪矿区主采煤层顶底板的稳定性差异比较大，其中煤层中的后期小构造和顶底板岩性被视为顶底板稳定性的主要控制因素。