期刊名称： 《中国煤炭地质》 创办日期： 1989年
主管单位：国务院国有资产监督管理委员会
主办单位： 中国煤炭地质总局 主编：张德高 刊期：月刊 出版地：北京市 国内统一刊号(CN)： 10-1364/TD 国际标准刊号(ISSN)：1674-1803
煤层孔隙结构与非均质性是影响吸附性能的重要因素。为揭示徐州三河尖煤矿煤层孔隙结构与非均质性对吸附性能的影响，通过X射线衍射、高压压汞、低温液氮吸附与低温二氧化碳吸附等实验手段，研究煤层孔隙结构与非均质性特征及其对吸附性能的影响。结果表明：(1)研究区煤样孔隙结构特征表现为微孔最发育，宏孔次之，介孔较差，微孔提供了绝大部分的总孔容和孔比表面积；(2)随孔径增加，孔隙非均质性呈现增强趋势，同一尺度孔隙的非均质性随埋深增加逐渐减弱；(3)孔隙结构的非均质性受微孔孔容和孔比表面积影响较大；碳酸盐矿物溶蚀和黄铁矿保护作用使煤层孔隙结构趋于简单，而黏土矿物促使煤层孔隙结构趋于复杂；(4)煤中微孔和介孔的发育程度和发育形态会影响煤储层吸附能力；黏土矿物因促进微孔及介孔发育而提高煤层吸附性能；碳酸盐矿物和黄铁矿等因占据煤层吸附点位而降低煤层吸附性能。
基于钻孔岩心与测井资料分析，研究区上石炭统—下二叠统太原组和山西组含煤岩系可划分为S1（滨外陆棚-潟湖）、S2（滨外陆棚-障壁-潟湖-潮坪）和S3（浅水三角洲）三级层序。沉积环境演化控制煤层发育与顶底板岩性组合，S2聚煤强度显著高于S3,S2聚煤中心位于西北部潮坪-潟湖古地理单元，S3聚煤中心位于东北部和西南部三角洲平原分流间湾。其中15~#煤层发育在S2海侵体系域初期，主要形成于潮坪沉积环境。8~#煤发育在S2高位体系域中后期，形成于潮坪环境。3~#煤层发育在S3海侵体系域晚期至高位体系域初期，形成于三角洲平原分流间湾。研究区煤层气保存有利岩性组合有两种：(1)薄层砂岩-泥岩-煤层-泥岩；(2)薄层泥岩-煤层-厚层泥岩-煤层-泥岩。选择S2的15~#煤中煤层厚度>6 m和含气量>20 m~3的区域，8~#煤中煤层厚度>1 m和含气量>8 m~3的区域，以及S3的3~#煤中煤层厚度>2.5 m和含气量>20 m~3的区域作为煤层气有利区。
以沁水盆地东缘中段石炭-二叠系海陆过渡相泥页岩为研究对象，基于已有地质资料及最新的钻孔泥页岩样品分析测试，分层段探讨了研究区页岩储层特征及含气性情况。结果表明：沁水盆地东缘中段石炭-二叠系海陆过渡相泥页岩广泛发育，泥页岩脆性指数平均大于30%；比孔容介于0.004 3～0.34 cm~3/g；孔隙度介于1.10%～10.51%；平均比表面积介于0.001 4～6.44 m~2/g；泥页岩储层以微孔、小孔为主，渗透率变化范围较大；含气量介于0.02～0.80 m~3/t，且与埋深无明显相关关系。总体而言，研究区页岩气源岩及储层物性条件良好，但含气量偏低。研究成果对认识研究区储层特征及页岩气的进一步勘探均具有十分重要的意义。
以华北某煤矿为例,分析了含水层地下水和老空水水化学特征,建立了单一充水水源识别的综合逐步模型,提出了老空水来源模式并采用Piper图和综合逐步模型进行了验证。研究结果显示,老空水多个水化学指标含量与含水层地下水差异明显,尤其是TDS、SO_4~(2-)和Na~+含量明显偏高。长石、方解石、绿泥石等中的硅酸盐矿物和碳酸盐矿物溶解是老空水中Na~++K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和HCO_3~-增加的主要原因,黄铁矿氧化和硫酸盐溶解是SO_4~(2-)增加的主要原因。采用特征离子对比法结合Bayes识别方法建立了单一水源识别的综合逐步模型。矿区老空水主要来源于二叠系砂岩水和侏罗系红层水,Piper图显示老空水与砂岩水和红层水分布范围高度重叠,验证了老空水来源模式。
页岩气因全球储量丰富受到多国重视，其层状岩体结构及显著层理构造导致水力裂缝扩展机理与常规油气储层差异显著，因此研究层状岩体（页岩）的水力裂缝扩展规律及裂缝网络形成条件就显得具有重要的理论及实际研究意义。通过建立水力裂缝在层状岩体扩展的二维模型，采用理论分析结合数值模拟的方法，对水压致裂的破坏机理、地应力及层理面对水力裂缝的影响以及水力裂缝遇层理面的扩展规律等方面开展研究，揭示了层面方位和强度、地应力场等因素对水力裂缝扩展的影响。研究结果表明：层理面和天然裂缝逼近角和地应力差异系数需在一定临界组合条件下才形成裂缝网络，偏离该条件均形成单一裂缝，层理面与水力裂缝的逼近角较大、水平主应力差较大、层理面胶结强度较强时，水力裂缝穿透层理面继续扩展形成一条平行于最大应力方向的裂缝；反之，水力裂缝将延层理面方向继续扩展，形成一条在层理面方向上的裂缝。
本文以梧桐山隧道工程为背景,通过数值模拟方法研究了断层走向对隧道水平层状围岩施工稳定性的影响。采用Midas/GTS NX数值分析软件，模拟了不同断层走向线与隧道轴线夹角工况下隧道开挖过程中围岩的变形过程。研究表明，断层走向的变化对隧道水平层状围岩的竖向和水平位移具有一定影响，但整体变形量变化不显著。隧道拱顶和拱底的竖向位移表现为“稳定—逐渐增大—达到峰值—逐渐减小—稳定”五个阶段，且最大沉降和隆起值相差不大。水平位移主要集中在拱肩、拱腰和拱脚区域，随着夹角的增大，水平位移的峰值也逐渐增加，隧道水平位移表现为“稳定—逐渐增大—达到峰值—逐渐减小—稳定”五个阶段。研究结果为隧道设计与施工提供了理论依据，表明断层走向与隧道轴线夹角的影响相较于其他因素（如断层破碎带的宽度和倾角）较小。
针对沁水盆地南部晋城地区煤层低孔低渗欠压且埋深较浅的储层特性，提出了超浅层高水垂比水平井钻完井、多级铺砂压裂为主导的煤层气高产高效开发关键技术，并在町店煤层气区块进行了实践应用。在优化井身结构及钻具组合的基础上，基于煤层钻时低、伽马值低以及气测高的地质条件，完成了LS01井。该井水垂比达4.54，水平段进尺1 017.50 m，煤层钻遇率达96.66%。基于水平段测录井综合解释成果，通过数值模拟确定了多级铺砂压裂工艺参数，最佳压裂段间距为20～30 m，优选了分段射孔位置。分析了不同压裂规模下的裂缝参数，确定了最优单段加砂规模为25～30 m~3。运用缓慢降压排采技术，实现了稳定产气40 000 m~3/d，为浅层煤层气高产高效开发提供关键技术支撑与实践范例。
水泥基注浆材料作为岩土工程与地下工程领域的关键材料，其性能优化与技术创新对提升注浆加固效果、推动绿色低碳发展具有重要意义。本文系统综述了我国水泥基注浆材料的研究进展，围绕材料研制、扩散性能与加固性能三个核心方向，梳理了近年来在配浆方法优化、外加剂功能化设计及工业固废协同利用等方面的研究成果。研究表明，通过响应面法、正交试验等实验设计方法，结合纳米材料、功能聚合物及固废掺合料的应用，显著提升了浆液的抗水分散性、析水稳定性及结石体强度；基于黏度时变模型、渗滤效应理论及数值模拟技术，逐步揭示了复杂介质中浆液扩散的时空演化规律；在加固性能研究中，机器学习算法的引入为注浆体强度预测与环境适应性分析提供了新思路。然而，现有研究仍面临微观作用机制不清晰、极端环境长期耐久性不足、智能化调控技术滞后等挑战。未来研究需聚焦绿色环保型材料的开发（如碱激发胶凝体系）、多尺度性能关联机制的揭示，以及人工智能技术的应用，推动水泥基注浆材料向“高性能化、低碳化、智能化”方向跨越发展，为复杂地质条件下的工程实践提供理论支撑与技术保障。
华北型石炭二叠系煤田陷落柱、断层较发育，这些地质异常容易诱发各类事故。基于槽波地震振幅和频散特征，在衰减系数和波速反演的基础上，建立了槽波振幅比属性和艾里相对比分析方法，进一步丰富了槽波地震资料解释信息，并在晋城矿区某工作面开展了槽波地震多属性精细探测试验。结果表明：陷落柱在衰减系数和振幅比属性方面呈现强衰减特征，断层位于强衰减区域边界；陷落柱发育位置波速相对升高，断层发育区位置波速相对降低；穿过陷落柱的地震道艾里相断点频度、艾里相偏离度和幅值强度变化系数相对偏高；穿过断层的地震道艾里相断点频度、幅值强度变化系数和艾里相偏离度略有增大；经过回采验证发现，探测工作面内断层位置误差最大6 m，陷落柱中心点误差最大5 m。研究成果可为工作面陷落柱、断层槽波地震探测提供理论依据。
淮南矿区是我国重要的煤炭资源基地，长期的煤炭开采引发了显著的地面沉陷问题，矿区生态环境质量遭到严重破坏。针对采煤沉陷区生态环境综合监测和治理问题，利用哨兵一号SAR影像数据提取淮南矿区地表沉陷特征，并综合哨兵二号多光谱遥感影像提取沉陷区生态环境因子变化情况，对采煤沉陷区生态环境时空演变特征进行耦合分析。实验结果表明，基于哨兵一号影像和差分干涉合成孔径雷达技术可以较精确地提取采煤沉陷区地表沉陷边界及形变量，区内生态环境因子变化情况符合地表沉陷特征及规律。通过耦合分析沉陷过程及其对地表植被覆盖与水体分布的影响，揭示了典型沉陷区生态环境时空演变规律，为遥感技术在采煤沉陷区生态环境动态监测和生态修复治理中的应用提供了新的视角。
<正>《中国煤炭地质》是国务院国有资产监督管理委员会主管、中国煤炭地质总局主办的以煤炭地质科技为主的综合类学术性期刊，现为中国科技核心期刊。本刊主要栏目:矿产地质、矿井地质、水文地质、工程地质、环境地质、物探、化探、钻探、地理信息等。投稿要求如下:1.来稿要求理论、技术有创新，论点明确，资料数据可靠，文字简练通顺。论文应附有200~300字的摘要及3~8个关键词。论文题名、作者姓名、作者单位、摘要、关键词、图名及表名应提供相应英文。