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：谢志清 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
基于煤炭地质转型及煤炭清洁高效利用的要求,梳理以往特殊煤种研究工作,对与特殊煤种相关的研究项目出现的"优质煤""洁净煤""环保煤""特殊煤""稀缺煤"等术语的区别与联系进行了论述,总结了近年来特殊煤种研究现状与进展,重点阐述了中国煤炭地质总局特殊用煤资源潜力调查评价工作在该领域的最新研究成果;针对特殊煤种研究亟待解决的若干问题,提出了特殊煤种研究的思路和建议。
矿井地质类型划分报告是煤矿企业合理安排生产接续、组织安全开采的地质依据。针对近3a在矿井隐患排查和审查一些煤矿地质类报告中发现的涉及矿井地质类型划分问题,提出了对矿井地质类型划分一些依据的理解和建议。指出矿井地质类型划分具有时效性和唯一性,应将矿井地质条件与煤矿安全生产建设结合起来;确定矿井地质类型应在剖析和总结已采区地质规律的基础上,科学预测未来5a生产接续区的地质条件,并以此为评价对象。建议矿井首部地质类型划分报告应在基建矿井移交生产前6个月内提交,断层落差超过1/2煤厚便可认定对工作面推进有一定影响;用断层和裂缝的密度分别表征断层和裂缝的发育程度,用夹层和夹矸的数量划分煤层结构类型,以生产接续区工作面陷落柱数量、冲击地压危险程度、热害区和天窗的面积占比来定量表征其它特殊地质因素复杂程度。
几十年来,天然焦作为资源长期开采利用,使其成为客观存在的实际。通过对天然焦的定义、矿床特征、工业指标、勘查类型、勘查方法、质量要求及资源储量估算分析研究,便于天然焦资源的勘查与评价工作。
沉积岩中的微量元素(包括稀土元素)蕴含了大量的地质信息,对沉积环境水文变化具有较高的敏感度,因此成为研究沉积期古气候、古环境的有效手段。冀中坳陷东北部石炭-二叠系层序地层与沉积体系研究开展工作较少,不能满足于隐蔽油气藏勘探的需要。本研究以冀中坳陷石炭-二叠纪古环境恢复为研究目标,对采集自该坳陷东北部3口钻井的19个岩心样品开展详细的微量元素的测定。通过系统的研究,筛选出对沉积介质环境较为敏感的微量元素指标及/或特征元素比值,包括Sr、Ba、U、Th、Co、Ni、Cu、Cr及Sr/Ba、Ni/Co、U/Th、Ce/Ce*、Sr/Cu等指标,分析其在不同层序、不同体系域的变化特征,并讨论其环境意义。结果表明,冀中坳陷东北部石炭-二叠纪地层中Sr/Ba比值是0. 2～0. 73,U/Th的测量范围为0. 14～0. 22,Ni/Co比值在地层中的变化范围是0. 53～3. 03,属于富氧、微咸水的古水体环境; Sr/Cu比值在4. 12～14. 01之间,古气候背景则呈现出由石炭纪的温湿气候向二叠纪干热环境的转变。
羊头崖详查区位于华北聚煤盆地中北部,含优质的石炭二叠纪煤层。该区含煤层数多,上部煤层变化较大。从煤层宏观组合结构入手,到煤组、层组、煤层,利用标志层、间距、煤质特征等进行了详细对比。各种方法相互配合、交叉使用、互有验证,达到了最佳的对比效果。通过煤层厚度、煤中灰分硫分以及煤层顶底板沉积特征分析了聚煤环境及煤层、煤质变化的影响因素。可采煤层是在废弃碎屑环境之上的动态泥炭沼泽发育而成的。动态泥炭沼泽限制了基底和同生的碎屑环境,长期稳定发育形成可采煤层-动态聚煤模式。同生碎屑沉积导致煤层分叉变薄、煤中灰分、硫分增高;成煤期后,局部河流下切冲刷对泥炭层的破坏显著;海水过早淹没泥炭沼泽会导致煤层变薄,及附近灰分硫分增高,成煤期后海侵下渗导致煤中硫分增高。
根据苏南地区的含煤区地质背景、煤层分布、生气条件及含气量等的综合研究,总结了煤层气的聚集规律及影响因素,在此基础上建立适合本区地质实际的评价标准,并采用模糊综合分析方法,对22个煤层气勘探预选区块的勘探前景进行综合评价。研究表明,苏南地区煤炭资源分布小而零星,但从煤化阶段、煤岩组份、有机质类型等分析,总的煤层生气条件是好的。煤层含气量受埋深、煤种、煤厚、圈闭条件、水文地质条件等因素影响。根据本次煤层气选区评价结果,建议将港口、句容、花山三个区块作为煤层气勘探开发的首选区块,沙洲、东山、卜弋桥、湖塘、古洞等区块作为次选区块。
煤储层的发育与展布特征、煤的宏观和微观煤岩类型、煤的变质程度、煤质特征等因素直接或间接地影响着煤层气资源的开发前景。探讨研究区内煤储层物性特征,主要对研究区煤系发育特征,可采煤层厚度,煤的变质特征方面入手研究,对有效评价研究区煤层气资源及优选出研究区内煤层气勘探开发的有利区块,均具有重要的实际意义。
为了进一步揭示马兰矿的瓦斯赋存规律,在充分收集和整理矿井瓦斯地质资料的基础上,首先分析了矿区煤层瓦斯赋存影响因素并确定了主控因素,其次进行了煤层地质构造单元的划分,在此基础上,采用线性回归分析方法建立了马兰矿煤层瓦斯赋存规律模型,并依据数学模型对各主采煤层的瓦斯分布特征进行了预测。结果表明:02#、2#和8#煤层分别属同一地质构造单元,煤层埋深对马兰矿的瓦斯赋存规律起控制作用,瓦斯含量和瓦斯压力与埋深呈拟合度较高的线性关系,且随埋藏深度自西向东逐渐增大。研究结果为马兰矿采取有效性和针对性的瓦斯防治措施提供了依据。
平顶山煤田煤层气资源丰富,本文在分析煤层气赋存地质条件的基础上,对影响煤层气开采利用的煤层厚度、含气量、储层压力、吸附能力、渗透率等基本参数进行了分析,并评价了其的资源潜力。结果显示:平顶山煤田煤层厚度大,层数多,地层倾角小,各煤段基本都覆盖有泥岩、砂质泥岩等密闭性良好的区域性盖层,主采煤层二1煤厚度大,分布稳定,加之以水力封闭为主的水文地质条件,使得煤层气保存良好,赋存程度较高;煤变质程度较高,镜质组含量普遍大于60%,主采煤层主要是原生结构煤,割理、裂隙较发育,较大的吸附能力,这些有利因素为煤层气的生成和富集奠定了基础;根据煤层气试井资料,煤层渗透率普遍较低,平均仅为0. 07mD,这可能与试验井煤层结构破环较为严重,裂隙多被充填致使连通性阻塞所致;煤储层压力属正常压力储层,煤层气解吸速率较高,煤层气的赋存处于欠饱和状态。
以贵州黔北矿区对江南煤矿为研究对象,在综合分析煤层气地质条件的基础上,优选了适合该地区煤层气产气潜力的评价指标:临储压差、临废压差、有效解吸量、解吸效率等指标。计算结果显示,对江南煤矿M78煤临储压差为1. 77MPa,在废弃压力取值0. 2～1. 0MPa时,临废压差为2. 26～3. 06MPa,对应的有效解吸量为9. 93～16. 97 m3/t,最大解吸效率介于6. 97～11. 11m3/t·MPa;表明M78煤具有较大的产气潜力。采用煤层气抽采数值模拟技术对M78煤层产气潜力进行了模拟,产气量达到了工业性气流,也表明该煤层具有比较理想的产气潜力。论文成果可为我国西南地区煤层气开发提供一定的借鉴意义。
关中盆地中深层地热资源丰富,为关中地区冬季供暖提供了保障。作为深层能地热开发利用的示范项目,首次在西安凹陷中施工了2 000m以深的两对U型对接井,对接井水平段长200m,形成了闭式地埋管换热器,且静置时间超过2年,能够反映初始地温。地层初始地温是深层地热井换热能力计算关键参数,高精度的测量可保证数据的可靠性。利用进口直读式热电偶测温探头,对上述2组对接井(4口)初始地层温度进行了测量,并利用线性回归的方法计算了地温梯度。结果显示,在垂向上和平面上,4口井地温都表现出高度的重合性,显示区内对接井地温和地下流场稳定,地热能开采潜力大; 4口地热井单井地温梯度变化范围为3. 45～3. 47℃/hm,平均3. 46±0. 01℃/hm,地温梯度异常是由于关中盆地地壳厚度较薄,以及相对高的地幔热流的热传导和深大断裂沟通的水体热对流相互叠加造成的;蓝田-灞河组分布稳定、富水性好、渗透率高和导热性强,为区域稳定的热储层,根据地温和地温梯度的变化规律,建议区内对接井对接层段为1 866m以深的蓝田-灞河组,以保证最大的换热效率和持续稳定的热源;通过测井资料验证,对接井在1 500～1 600m存在地温异常,与地层地下水活动和地层含砂量高相关。
降雨,特别是强降雨时边坡渗流和坡面径流过程是研究许多工程问题的基础。本文采用Richards方程描述非饱和渗流过程;运动波方程描述坡面径流。先推导了Richards方程的积分弱解格式;然后将坡面水深作为运动波方程的控制变量,并用运动波方程表示入渗率;再将这一表达式融入Richards方程的积分弱解格式,从而构建同时描述边坡渗流和径流的积分弱解格式的数学方程。该方程不再包含入渗率这一未知量。采用Galerkin有限元法实现方程的有限元模拟。算例表明,所建有限元模拟方法可以用于模拟边坡渗流和坡面径流过程。
隧洞围岩稳定性分析目前主要采用的方法仍以经验判断为主,但高地应力区的深埋隧道,其围岩稳定性问题越来越突出,定量的分析评价显得非常重要。结合正在建设的引大济湟干渠工程中的深埋引水隧道,在分析隧道工程地质条件的基础上,分析隧道沿线地应力的分布规律,利用Fl AC3D软件采用强度折减分析法对隧道围岩进行稳定性定量分析,并对围岩发生岩爆的可能性进行判别。结果表明,隧道埋深较浅时,岩土体以垂直自重应力为主;随着埋深增加,隧道的围岩稳定性逐步降低;在引水隧洞围岩的第十九至第二十六段有中等岩爆至弱岩爆,部分地段可能有较强岩爆。研究结果可以为工程施工提供技术支撑,也可为类似工程的建设提供借鉴。
固井作业是煤层气井施工中的一个重要环节,其质量好坏将影响到后期压裂和采气作业效果以及煤层气井寿命。为了解和掌握影响固井质量的因素,以便周密做好固井设计和施工,从而取得优良固井效果,通过多口井的基础资料及固井质量,运用统计的方法,分析井径扩大、井斜、钻井液性能等因素对固井质量的影响规律。结果表明:井径变化、井斜和井壁暴露时间对煤层气井固井效果影响最大,封固段长度、套管居中情况、钻井液性能等因素影响次之。
陕西省红石岩煤矿地质条件中等,水文地质条件复杂,矿井周边小煤窑密布,曾多次遭受水灾。通过分析矿井水文地质条件,矿井充水水源、充水通道和充水强度,最终得出煤矿直接充水水源为老空水和地下水,大气降水和地表水既是直接充水水源又是间接充水水源,导水裂隙带和采空区密闭墙是主要的充水通道,并提出了水害致灾的防治措施。
武汉市主城区分布6条近东西向碳酸盐岩条带,各条带延伸至江夏区后都不同程度的加宽,致使江夏区碳酸盐岩近于全区分布。由于碳酸盐岩岩溶发育,近年来导致武汉市市政范围内发生十余起地面塌陷灾害。为查清武汉区岩溶分布,开展了岩溶探测技术方法研究。目前岩溶探测的方法较多,也有较多成功案例,但多以工程勘测为主,在城市范围内的岩溶探测实例较少。以武汉市江夏区大桥新区豹山还建小区为例,在分析该区岩溶发育地质特征的基础上,运用高密度电法、地质雷达法、超浅层瞬变电磁法、陆基声呐法、地震勘探法、井间CT等6种方法对岩溶发育地区进行了探测。通过对比不同技术方法探测岩溶效果发现:可控震源激发的横波探测效果较好,瞬变电磁技术对埋藏较浅的溶洞探测效果较准确,高密度电法对溶洞也有明显的反映。实例表明,在较复杂地质条件下采用多种技术方法综合探测,将会得到更准确的岩溶分布结果。
矿山勘探钻孔数据无法完全反映矿下地层的复杂赋存形态,水平巷道实测信息中揭露的地质信息往往能够较好地反映层状地质结构体在局部地区空间形态与岩性属性信息。在现有的矿山三维自动建模算法中,矿山地质体模型往往与巷道模型分开建立,较少有算法有效地将采掘工程中探明的地层信息用到矿山地层模型之中,进而造成巷道揭露的地层走向与地质结构体模型无法叠合的情况。针对这个问题,提出一种基于实测水平巷道数据更新实际勘探钻孔绘制的剖面图,并辅助建立虚拟钻孔、虚拟剖面反映出巷道地质信息,利用实际钻孔、实际剖面、虚拟钻孔、虚拟剖面共同约束,进而自动构建出矿山三维地质体模型。最后,利用某矿的实际数据进行验证,说明利用实测水平巷道数据约束建立的矿山三维地质体模型更与实际地层分布情况更为接近,并能够提高矿山三维地质模型与巷道揭露地层形态与地层走向叠合精度,说明了本算法的有效性。
地下工程作为一项高风险建设工程,其施工与运维安全是关键。随着地下空间的开发利用,传统工程安全管理模式与技术已不能完全满足工程建设的要求。介绍了地下工程建设安全管理与技术研究现状,重点对地下工程信息化技术及其工程应用进行了详细阐述,提出了具体的可实施技术路线,包括:事故案例调研与分析、多场耦合研究、智能化探测技术研究、项目风险识别、量化技术研究。