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基于煤层瓦斯的生成、赋存、运移理论,结合地质勘探和矿井生产揭露的瓦斯地质资料,分析了山东黄河北煤田赵官井田煤层瓦斯赋存规律及其主控因素。从区域地质演化、煤的生储气能力、岩性组合特征、地质构造、埋藏深度、基岩厚度、水文地质条件和岩浆侵入等因素综合研究发现,影响赵官井田煤层瓦斯赋存的主控因素为地下水动力条件及岩浆侵入事件。地下水动力条件对煤层瓦斯的控气作用明显,浅部水动力条件对煤层瓦斯主要表现为水力运移逸散作用,不利于煤层瓦斯保存,向深部主要表现为封闭和封堵2种类型,有利于瓦斯的保存。岩浆侵入煤层的方式及其程度是造成下组煤（11号、13号煤）瓦斯含量普遍低于上组煤（7号、10号煤）的主控因素。 相似文献
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为了提高深部煤层瓦斯含量的预测精度,提出了采用灰熵分析法对瓦斯含量影响因素进行研究,以潘三矿深部11-2煤层为例,根据灰熵关联度的大小选取不同的影响因素分别建立了GM（1,3）、GM（1,4）和GM（1,5）预测模型,依据精度检验结果选择精度更高的瓦斯预测模型。研究结果表明,影响潘三矿深部11-2煤层瓦斯含量的因素重要程度从大到小依次为:主断层距离、煤层埋深、煤厚、顶板砂泥比、煤层倾角。由此建立的3个模型的预测精度都在合格以上,其中GM（1,4）模型预测精度达到了1级,平均相对误差为5.063 6%,可采用该模型对11-2煤层瓦斯含量进行预测,为深部煤与瓦斯安全高效开采提供可靠依据。 相似文献
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随机分布裂隙煤岩体模型及其应用 总被引：6，自引：1，他引：5
煤层中随机裂隙展布模拟技术是瓦斯抽放数值模拟中的关键技术。利用Monte-Carlo模拟技术模拟实际煤岩裂隙的随机性,建立了随机分布裂隙煤岩体模型,并在Matlab平台下开发了二维随机裂隙煤岩体生成程序RFSS 2D。在煤岩实测数据和统计分析的基础上,利用编制的程序不仅能生成与实际煤岩具有相同统计分布裂隙网络的虚拟煤岩体,而且能实现有限元网格自动剖分。以辽宁某瓦斯抽放试井作为数值算例,依据实测和统计数据建立了随机裂隙分布的煤岩体模型,模拟了瓦斯压和应力的演化规律,结果表明,与瓦斯抽放井连通的裂隙对瓦斯运移影响很大,与瓦斯抽放井不连通的裂隙对瓦斯运移也有影响,但影响有限。 相似文献
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采掘活动引起工作面前方煤体应力场重新分布、煤体破裂、瓦斯运移等活动,煤体内部内能,势能等能量不断发生转换,并向外辐射电荷、电磁等能量,致使煤体应力,煤体温度发生变化。使用煤体应力、煤体电荷和煤体温度多参量监测技术,对工作面前方煤体压力、煤体电荷和煤体温度进行持续监测,可判断煤体应力变化、瓦斯运移及煤体破裂状况等,从而确定煤层动力灾害危险程度。通过现场试验研究表明：含瓦斯煤层煤体应力突变时,煤体辐射电荷量增加、煤体温度降低,应力平稳变化阶段,煤体温度、煤体电荷信号基本稳定不变。因此,可利用对煤体应力、煤体温度和煤体电荷的监测结果,判断煤层动力灾害危险性,并且煤体应力、煤体温度、煤体电荷监测技术可相互补充验证,增加动力灾害预测可靠度。力-电-热多参量预测技术可提高煤矿动力灾害预测准确性,为煤矿安全生产提供可靠保障。 相似文献
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煤（岩）与瓦斯突出的地质条件研究：以阜新王营矿为例 总被引：3，自引：0，他引：3
本文统计分析了阜新矿务局王营矿１０余次煤（岩）与瓦斯突出现象,发现岩浆侵入作用和地质构造是控制影响瓦斯突出的主要地质因素,岩浆岩的发育造成了煤变质程度增高,促进了瓦斯的形成,岩浆的烘烤,挤压破坏了煤的原始裂隙系统,形成了“构造煤”带,使岩墙两侧天然信占大量高游离成瓦斯受到封闭而形成潜在煤（岩）与瓦斯突出危险区,地质构造则对瓦斯保存和运移起到了重要作用,掌握有关规律,可预测瓦斯突出区域,指导防治措施 相似文献
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论地质构造及其演化对煤和瓦斯突出的控制：以南桐矿区为例 总被引：3，自引：0，他引：3
朱兴珊 《中国地质灾害与防治学报》1997,8(3):13-20
本文在对南桐矿区地质构造与煤和瓦斯突出关系详细研究的基础上，论述了地质构造及其演化对煤和瓦斯突出的控制。主要结论有 ：（１）构造应力场具有主控作用；（２）构造演化造成了煤变质程度，煤体破坏程度和煤层瓦斯含量差异；（３）构造演化还造成了现今构造应力和瓦斯压力分布的差异；（４）地质构造及其演化控制煤和瓦斯突出的区域性分布。 相似文献
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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。 相似文献
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根据宣东二矿Ⅲ3煤层实测煤质、煤层瓦斯数据,从煤层瓦斯生成、运移、储存角度,研究了上覆岩床对煤层煤质、煤层生烃量、瓦斯含量和瓦斯压力等煤层瓦斯赋存状态参数的影响,认为受上覆岩床影响,煤变质程度提高,由长焰煤变成气煤-焦煤,煤层Rmax、Cdar值与辉绿岩床厚度呈明显的正相关,与Ⅲ3煤层和辉绿岩床间距呈明显的负相关,煤层最大吸附瓦斯能力由15m3/t提高到40m3/t,煤层瓦斯含量由3m3/t提高到9m3/t以上,多方面改变了Ⅲ3煤层瓦斯赋存状态和地质条件. 相似文献
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中国不同地质时代煤层瓦斯区域分布特征 总被引：2，自引：0，他引：2
通过完成1：200万中国煤层瓦斯地质图项目,系统地整理了中国近2000对矿井瓦斯涌出和谋与瓦斯突出资料,划分出88个瓦斯带,研究了中国不同地区、不同地质时代含煤地层的煤层瓦斯保存和生成条件,结合中国诸含煤地层的成煤条件、地质演化历史和煤化作用等,论述了不同时代含煤地层的煤层瓦斯分布特征。其中,石炭-二叠纪含煤地层成煤条件较好,深成煤化作用程度较高、盖层厚,是形成中国高瓦斯区。高瓦斯带。高瓦斯矿井的主要煤层。早、中侏罗世含煤地层虽然分布面积广、成煤条件好、资源量居诸含煤地层之首,但由于煤化程度偏低,又加上瓦斯风化带普遍较深,多为低瓦斯矿井和低瓦斯带分布。但在中国西部,大型含谋盆地周边多受逆冲推覆构造控制,对煤层瓦斯保存有利。 相似文献
11.
平煤五矿己15煤层为低瓦斯煤层,下伏己16-17煤层为高瓦斯煤层,相对层间距比例1.0-4。己16-17煤层煤厚3.5m,为主采煤层。为降低己16-17煤层的瓦斯压力,实现安全高效生产,该矿以已15煤层为保护层,采用上保护层开采技术改变具有突出危险的煤层瓦斯赋存状态,降低被保护层的瓦斯压力。基于多孔介质流体流动理论,利用有限元数值模拟技术,模拟平顶山五矿超近上保护层的开挖过程,分析被保护煤层的瓦斯流动过程和煤层瓦斯压力的变化规律,论证保护层开采技术可以改变高突、高瓦斯煤层瓦斯赋存状态的可行性。 相似文献
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近距离上保护层开采瓦斯运移规律数值分析 总被引：10，自引：1，他引：9
采动裂隙是瓦斯运移的通道,搞清瓦斯运移规律是瓦斯治理的前提。在考虑岩石动态破坏过程和含瓦斯煤岩渗流-应力-损伤耦合的基础上,结合平煤五矿实际地质条件和开采工艺,建立了数值计算模型,应用RFPA-Gas程序模拟了近距离上保护层采动顶底板岩层变形破坏、裂隙演化规律与瓦斯运移规律。模拟结果较好地再现了保护层开采过程中煤岩层应力变化、顶底板损伤及裂隙演化过程,得到了上覆岩层移动的“上三带”（冒落带、裂隙带和弯曲下沉带）和底板变形的“下两带”（底板变形破坏带和弹塑性变形带）。得到了被保护层瓦斯流量分布、瓦斯压力分布和透气系数的变化规律,卸压煤层瓦斯透气性增大了2 500倍,得到了煤壁下方压缩区和膨胀区之间的张剪瓦斯渗流通道,并将保护层底板压缩区和膨胀区的瓦斯渗流特征提炼出来：压缩区对应的是渗流减速减量区、膨胀区由卸压膨胀陡变区和卸压膨胀平稳区组成,分别对应着渗流急剧增速增量区和渗流平稳增量区。指出卸压膨胀陡变区是瓦斯突出危险区,为近距离保护层开采瓦斯治理指明了方向。实践表明,瓦斯治理效果显著。 相似文献
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直井开发煤层气钻井和压裂成本高,控制面积小,单井产气量低;煤层内水平井钻进难度大,风险高,薄煤层中井眼轨迹控制难度大,钻井液有害固相对储层伤害严重,采收率低。基于此,分析贵州织金区块煤系地质构造,提出在煤系地层内稳定的非储层内布水平井,通过压裂造缝沟通水平井上下煤层同时开发多层煤层的新思路。与常规开发方式相比,非储层内水平井具有钻井风险小、储层伤害小、单井产量高的优点,同时还可以开发煤系致密气和页岩气,提高非常规天然气利用率。研究非储层内水平井开发贵州织金煤层气技术,为解决贵州煤系地层煤层多而薄、层间距小等特性煤层气开发难题以及综合利用煤系气提供新的方式。 相似文献
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穿层抽放是一些高突矿井常用的瓦斯治理手段,在穿层抽放时采用爆破技术已被证明具有良好的抽放效果。以重庆市南桐矿穿层爆破为背景,建立了穿层深孔爆破数学模型;利用数值计算和现场实测抽放数据相结合的方法,分别研究了各爆破孔、控制孔动应力的变化以及爆破应力场强度与抽放效果的关系。研究结果表明,穿层抽放的特点决定了爆破孔与抽放孔的布孔方式。由于炮孔斜穿煤层,煤层各断面动应力场分布极不均匀,药包中心控制孔所受动应力为控制孔中最大。在南桐矿薄煤层试验条件下,药包长度为3.2 m的爆破孔平均破坏半径为0.57 m,较其他两排炮孔大20%以上。炮孔中药包长度是影响瓦斯抽放量的重要因素。爆破孔的平均单孔抽放量较控制孔高55%,爆破钻场较非爆破钻场平均单孔流量大49%。 相似文献
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基于流固耦合理论,提出煤与瓦斯突出属渗透失稳的观点,把临界失稳梯度作为煤体的抗失稳强度指标。通过对突出过程中瓦斯压力梯度变化规律的分析认为：把瓦斯压力梯度达到临界失稳梯度的降压区的煤体视为一个“失稳分层”,突出是煤体以“失稳分层”的形式向前推进的过程,而每个“分层”的失稳表现为“整体性”失稳：延期突出是煤层瓦斯压力梯度逐渐增加并最终达到临界失稳梯度的结果;突出形成的”口小腹大”的孔洞形状．是突出发生过程中流场形态发生变化所致。并将控突措施的作用机理分为4类：降低煤层瓦斯压力、增大巷道气压背景值、延长降压区宽度和提高煤体临界失稳梯度。 相似文献
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以淮南矿区远程卸压煤层气地面井抽采工程实践为依托,通过工程试验和系统分析,探讨了远程卸压煤层气地面井的产能特点及其影响因素。研究结果表明,远程卸压煤层气地面井的产能曲线可分为两个阶段,在较短时间内顺利完成第Ⅰ阶段的井才能有较高产能。研究还显示,煤层气地面井产能受地层结构和采动影响较大。在研究区,当地层结构为松散层厚度<406 m,基岩与松散层厚度比值>0.74,下保护层与被保护层间距为6670 m,且平均采高≤2.2 m,平均产煤低于3 898 t/d时,利于远程卸压煤层气地面井抽采;当松散层厚度>430 m,11-2煤和13-1煤层间距>74 m,基岩与松散层厚度比值<0.7时,卸压煤层气地面直井成功率较低,此时,可通过改变井位和优化井身结构来适应地层结构的变化,提高地面井抽采成功率。 相似文献
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Numerical simulations for coupled rock deformation and gas leak flow in parallel coal seams 总被引：3，自引：0，他引：3
Peide Sun> 《Geotechnical and Geological Engineering》2004,22(1):1-17
Based on the new viewpoint of interaction mechanics for solid and gas, gas leakage in parallel deformable coal seams can be
understood. That is, under the action of varied geophysical fields, the methane gas flow in a double deformable coal seam
can be essentially considered to be compressible with time-dependent and mixed permeation and diffusion through a pore-cleat
deformable, heterogeneous and anisotropic medium. From this new viewpoint, coupled mathematical models for coal seam deformation
and gas leak flow in parallel coal seams were formulated and the numerical simulations for slow gas emission from the parallel
coal seams are presented. It is found that coupled models might be close to reality. Meanwhile, a coupled model for solid
deformation and gas leak flow can be applied to the problems of gas leak flow including mining engineering, gas drainage engineering
and mining safety engineering in particular the prediction of the safe range using protective layer mining where coal and
gas outbursts can efficiently be prevented.
This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
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正确认识不同聚煤模式下煤层分布规律及其内在控制因素对于煤及煤系气的勘探至关重要。在综述古地理控煤、层序地层聚煤、异地堆积成煤和多元聚煤理论体系等理论和模式的基础上,以准噶尔盆地南缘(准南)侏罗纪含煤地层为例,提出了气候演变控制下的新聚煤模式。准南侏罗系八道湾组(聚煤期)、三工河组和西山窑组(聚煤期)、头屯河组的古气温和古湿度分别呈低—高—低—高和大—小—大—小的变化规律,是分析古气候演变作用下煤层聚集规律的有利层位。基于煤层层数、厚度变化和首煤层、末煤层、最厚煤层与煤系顶底界面距离等参数的统计分析,认为古气候变化对区域煤层空间展布具有重要的控制作用。古气候由温暖潮湿向干旱炎热转变过程中,煤层层数逐渐减少,单层煤厚先增大后降低直至消失,可将聚煤强度分为中等、强、中等和弱4个阶段,含煤地层的中下部出现较多厚煤层,是煤炭勘查的重要层位;对于八道湾组或西山窑组而言,聚煤早期煤层快速形成,聚煤晚期煤层则缓慢消失,这应该与温度持续升高背景下湿空气向干空气转换时间较长,而从干气候向湿气候转换时间较短密切相关。 相似文献
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Hai-tao Sun Xu-sheng Zhao Ri-hu Li Hong-wei Jin Dongling Sun 《Environmental Earth Sciences》2017,76(9):336
Windblown methane is an important gas resulting in atmospheric greenhouse effect. Therefore, reduction in windblown methane is one of the important measures to mitigate atmospheric greenhouse effect. In China, weak coal seam of low permeability is common in coal mines, so it is beset with difficulties to decrease the methane emission rate by means of gas drainage from the virgin coal seam, further to decrease the windblown mine gas. Utilizing the pressure relief and permeability and fluidity improvement effect in coal mining an approach to release methane emission through surface borehole was established, for example establishing a comprehensive deformation fracture model of surface borehole in extraction area based on quantitative rule of overlying rock movement in pit and forming a technology to select the surface borehole arrangement site in extraction area on the basis of deformation of bore frame structure and distribution characteristics of extraction flow field. And optimization technology of shape and structure of surface borehole in extraction area on the basis of ultimate stress analysis of surface borehole casing was given. The technology overcomes effectively the problem that surface borehole casing is vulnerable to premature fracture due to impact of strata movement on the surface borehole, and further increases the drainage result of the surface borehole. The technology has been test in China Shanxi Jincheng Sihe Coal Mine, achieving good results, including 12,000 Nm3/d pure methane drainage rate from single borehole, 85% methane concentration and 1.1 million Nm3 accumulative methane drainage, which demonstrate practicability and advanced performance of the technology. 相似文献
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现有常规油气井产出剖面测试方法在煤层气井中适应性较差,测试范围和测量工艺等存在局限性,施工成功率低。因此,本文对煤层气井产出剖面测试技术进行了整体的系统化设计和研发。通过紧凑的结构设计、高度集成,研发了一套可同时进行温度、压力、磁性定位、热式流量、探针持气率、微波持气、涡轮流量和超声流量等多参数测量的煤层气井测井仪,并研制了一套一次下井可进行多种测试技术测量的煤层气井产出剖面测试技术。同时提高了测试仪器的精度和抗干扰能力,开发了多任务多窗口的便携地面系统操作,并研制新型偏心测试井口应用于煤层气井,实现修井作业时不间断连续测试。该技术在鄂尔多斯盆地石楼北区块3口煤层气井进行了现场试验,取得精确、连续的测试数据。测试结果显示,石楼北区块8#+9#煤层为主力产气、产水层。 相似文献