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2009年  第37卷  第3期

煤田地质矿井地质
布尔台矿井构造特征与形成机制
贾建称, 李林庆, 赵兰霞, 柴宏有, 杜新锋
2009, 37(3): 1-4. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.001
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摘要:
针对布尔台矿井发育的中小型构造严重制约煤矿综采问题,通过详细的井下地质观测和地表地质调查,从构造几何学和构造成因研究入手,讨论了矿井构造成因类型、古构造应力场以及构造形成机制。研究表明:布尔台矿井次级褶皱是延安组在晚侏罗世受NNE-SSW向挤压应力作用,浅部构造层次发生纵弯褶皱变形的产物,且变形强度弱-中等。破裂型层滑断层、揉皱型层滑断层、复合型层滑断层、高角度正断层及其伴生的牵引褶皱,是延安组在早白垩世晚期NE-SW向近水平拉伸应力作用下发生大规模的伸展滑脱运动形成的。两期构造叠加形成了现今的构造格架。
天水地区主要活动断裂特征与氡气测试成果分析
成玉祥, 张骏, 刘玉洁
2009, 37(3): 5-9. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.002
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摘要:
断层氡气释放强度、范围、成分等的变化可以用来分析评价活动断层的相对活动性。研究了天水地区主要活动断裂的基本特征,并对这些断裂进行了氡气测试与分析。结果表明:西秦岭北缘断裂带的活动性为强—极强;礼县—罗家堡断裂的活动性为强;礼县—积石峡断裂的活动性为强—中等;清水断裂活动性为中等。该结果与活断层的活动强度较吻合,说明氡气测试成果可以作为一种断裂活动性的评价方法。
我国西部低煤级煤的液化性能
司胜利, 李小彦, 田新娟, 晋香兰
2009, 37(3): 10-14,18. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.003
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摘要:
我国西部地区中新生代赋存着丰富的低煤级(Rmax<0.8%)煤炭资源,且绝大部分为低灰、低硫、低磷的优质煤,这为煤的洁净利用提供了最佳的液化原料。从煤质和煤岩基本性质出发,探讨了研究区低煤级煤的液化性能。通过高压釜在溶剂和催化剂条件下的加氢液化试验可知,在氢耗量5%左右时,煤的液化转化率达90%以上,油产率达55%以上,这表明我国西部低煤级煤可作为重要的液化用煤资源。同时,通过分析影响本区煤液化性能的控制因素,发现煤的挥发分产率、碳氢原子比、活性组分含量和镜质体反射率等指标可直接影响煤的液化性能。
煤层气
煤基质形状因子理论探讨
范章群, 夏致远
2009, 37(3): 15-18. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.004
浏览量:36 下载量:1
摘要:
煤基质形状因子是研究煤层气扩散速率及数值模拟的重要参数,研究不同几何形态下的煤基质形状因子具有重要意义。通过求解煤层气扩散的定解问题,并假定时间无限长的条件下,将时变的形状因子简化为常量形状因子,从而推导出板状、柱状和球状基质的形状因子表达式,并指出这3种几何形态的形状因子值存在显著差异。
煤层气与煤炭资源协调开发浅析
张新民, 郑玉柱
2009, 37(3): 19-22,26. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.005
浏览量:35 下载量:5
摘要:
煤层气与煤炭资源协调开发,是指从煤层气和煤炭为密切共生的不同物相的矿产资源这一基本事实出发,考虑其开采在时间顺序、空间布局、相互影响等关系,按照“采气-采煤一体化”、“地面与井下立体开发”的技术思路,在资源勘查、开发规划与设计、开采途径和技术应用等方面统一部署,相互协调,以实现对这两种矿产资源进行合理、有效的开发利用。从煤层气的资源地位、煤矿安全生产需求和建设循环经济的需求等3方面阐述了协调开发的意义;并指出协调开发技术包括煤层气与煤炭资源同步勘探和协调开采两个方面。
物质平衡法在煤层气藏生产动态预测中的应用
张健, 汪志明
2009, 37(3): 23-26. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.006
浏览量:58 下载量:7
摘要:
针对煤层气井的生产特点,综合考虑煤层甲烷吸附/解吸特性、煤岩基质膨胀/收缩特性和储层有效应力的影响,通过引入等效半径模型,结合真实气体拟压力函数,建立了基于物质平衡法的压裂直井与水平井生产动态预测数学模型。实例计算结果表明:基于物质平衡法的压裂直井与水平井生产动态预测方法,能够利用少量现有数据完成生产动态预测,并对相对渗透率的变化趋势进行分析,可减少计算所需参数,降低计算量。通过对比煤层气压裂直井和水平井生产动态预测结果发现,在相同地质条件下,水平井的单井产能高于压裂直井(前者约为后者的2.3倍),且水平井的开采周期比压裂直井短。因此,在针对具体储层条件选择井型时,应在经济评价的基础上,综合分析两种井型的适用性,优选完井参数。
演马庄井田煤层气资源开发前景评价
雷东记, 张子敏, 张玉贵, 李普
2009, 37(3): 27-32. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.007
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摘要:
煤层气资源与可采性评价是煤层气开发的基础。运用瓦斯地质理论,分析了井田地质构造、煤层埋藏深度、上覆基岩厚度、煤层厚度等地质因素与煤层含气量的关系。研究结果显示,演马庄井田煤层含气量分布呈西低东高、北低南高的趋势,并划分出4个煤层气开发有利块段及开发顺序。另外,从水文地质条件、顶底板岩性、构造煤发育规律及煤层渗透性等地质因素和重要可采性参数方面,评价了该井田煤层气的可采性,认为演马庄井田具有地面开采煤层气的潜力。
水文地质工程地质
断层破碎带变形破坏失稳过程模拟
刘伟韬, 姬保静, 何寿迎
2009, 37(3): 33-37. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.008
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摘要:
为了研究断层破碎带在采动影响下的变形破坏失稳过程,采用电镜、薄片分析及蠕变力学试验方法分别对范各庄矿F0断层物质的原样和3种含水量、5组样品的复制样进行了分析研究。在力学实验的基础上,借助数值仿真软件FLAC3D完成了对断层破碎带变形破坏失稳过程的模拟计算。模拟结果较好地刻画出了承压水对上覆岩层及断层带的影响;开采活动对底板岩层的影响;断层破碎带受开采影响的大小和范围;承压水影响的时间效应和特定水头作用下承压水沿断层导升的高度。
霍洛湾煤矿22101工作面顶板两带发育规律
王世东, 谢伟, 罗利卜
2009, 37(3): 38-40. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.009
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摘要:
在详细分析霍洛湾煤矿水文地质条件基础上,根据2-2煤层上覆不同岩层的岩石力学参数建立了工作面回采过程中覆岩变形与破坏特征的数值模拟模型,研究了工作面回采过程中顶板覆岩在不同来压阶段导水裂隙带和垮落带的发育高度;通过对钻孔冲洗液漏失量的现场观测,进行了“两带”发育高度的探测。将数值模拟结果及现场观测资料对比分析,确定22101工作面的导水裂隙带高度为33.6~37.8m,垮落带高度约9.6m。这为评价研究区水体下开采可行性和水体下开采防水煤柱的设计提供了科学依据。
预应力锚索的非局部摩擦分析
刘伟平, 扶名福, 罗小艳
2009, 37(3): 41-44. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.010
浏览量:16 下载量:1
摘要:
采用Oden等提出的非局部摩擦模型对预应力锚索锚固段进行受力分析。根据Kelvin问题的位移解导出预应力锚索锚固段的剪应力,得到了在非局部摩擦模型下的预应力锚索锚固段的剪应力积分解,再用Maple程序求解。通过对非局部摩擦模型和局部摩擦模型(库仑模型)下的剪应力结果进行比较,并分析了影响剪应力的非局部效应的相关因素,验证了其有效性和合理性。结果表明,非局部效应随岩体的坚硬程度和非局部效应尺寸的变化而变化。
灰色聚类分析在地质灾害综合区划中的应用
于远祥, 杨勇, 叶万军
2009, 37(3): 45-48. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.011
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摘要:
地质灾害作为一种主要的自然灾害,其综合区划研究成为当前学术界重要的前沿课题。利用灰色聚类分析的相关理论,在确立评价指标体系原则及要求的基础上,建立基于区域多源信息融合的地质灾害综合评价指标体系和评价模型,对陕西铜川地区的区域灾害程度进行了定量评价并得到地质灾害的聚类区划图谱。该地区可划分为极重灾、重灾和中灾3大片区,所得结果与区域实际灾情基本吻合。研究表明,灰色聚类分析的数学模型可以实现区域地质灾害的定量区划研究。
挤扩支盘桩荷载传递特性试验
陈飞, 鄢泰宁, 卢春华
2009, 37(3): 49-52,56. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.012
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摘要:
通过8根挤扩支盘桩与直杆桩的大比例尺模型桩试验,对单桩静载试验和桩身轴力测试结果分析表明,挤扩支盘桩的荷载–沉降曲线为缓变形,在竖向荷载作用下表现出端承桩的受力特征;地基土性质、桩间距、桩径、盘径、支盘数量及支盘竖向间距是影响支盘桩承载力的主要因素。工程实例应用中,支盘桩比同径、同长的普通灌注桩提高单桩承载力89%,节省工程造价28%(541万元),工期提前52d。
Hoek-Brown准则在岩质边坡稳定分析中的优越性
牟声远, 王正中
2009, 37(3): 53-56. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.013
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摘要:
介绍了最新的用于估计完整岩石或节理岩体剪切强度的半经验准则Hoek-Brown屈服准则。结合岩质边坡工程并基于强度折减法计算边坡安全系数,与等效Mohr-Coulomb屈服准则数值模拟对比,得出Hoek-Brown屈服准则采用基于应力水平的塑性流动法则,考虑了岩体结构、岩块强度、应力状态等多种因素的影响,能很好地反映岩体的非线性破坏特征及机理,符合节理岩体的变形和破坏特点。
金属离子对粘土土工性状影响的实验
徐慧, 李文平, 曹丽文
2009, 37(3): 57-60. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.014
浏览量:30 下载量:0
摘要:
在正交实验设计的基础上,通过大量的室内实验,对粘土吸附性的影响因素加以分析,为金属离子影响下的粘土土工性状研究奠定基础。在粘土吸附性的基础上,对粘土吸附离子后的基本土工特性进行实验研究,得出了粘土土工特性的变化趋势。结果表明:在单离子体系中粘土对离子的吸附量明显大于混合离子体系中对该离子的吸附量;在多离子体系中,则表现为高价离子具有更强的竞争力;粘土的塑性指数基本是随离子含量的增加而增大;粘土强度随着离子总含量的增高而逐渐降低。
煤田物探
差分技术在自动地电阻率法资料解释中的应用
韩德品, 李丹, 梁爽, 侯彦威
2009, 37(3): 61-63,67. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.015
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摘要:
自动地电阻率法在探测地下老窑巷道等地质异常体中,当异常体的埋深增加时,其相对视电阻率曲线的异常会逐渐变得平缓而且模糊。为此,对视电阻率曲线求差分,以突出深部异常,将实测数据中的地质信息充分提取出来。有限元仿真和应用结果表明,一般电阻率勘探方法资料解释中的差分技术,在同样属于电阻率方法的自动地电阻率探测中仍然是适用的。
合成记录制作中井眼影响因素分析及对策
肖毅, 李艳华, 刘振兴, 牛胜利
2009, 37(3): 64-67. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.016
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摘要:
通过制作合成地震记录来标定准确的时深关系是层序地层对比和储层反演的基础。分析合成记录制作中的声波和密度测井曲线受到诸如井眼状况、油气、泥浆侵入及浸泡程度等因素的影响,提出利用井径曲线和深中浅电阻率来综合指示判断这些影响的大小,讨论了声波曲线重构时电阻率和声波曲线的探测深度匹配问题。在合成记录制作完成后,利用多井时深关系对比可以检查所制作的合成记录是否受到了各种测井不利因素的影响,从而判断时深关系的可靠程度,为储层反演和精细目标预测打下良好基础。
高斯射线束在金属矿产勘探中的模拟
黄鑫, 钟升明, 王喜迁, 江玉乐
2009, 37(3): 68-69,73. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.017
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摘要:
根据高斯射线的方法原理编制程序,结合对中深层复杂构造的地震波场进行模拟研究,获得了高精度、高分辨率的正演记录。所作模型及计算结果显示:高斯射线束正演模拟方法技术不但能够清晰地反映出地层的剖面形态,而且也能反映出复杂的地质构造;同时,对波场(特别是金属矿产中的复杂波场)特征的认识可以提供有用的信息。
探矿工程
中风压钻进在煤矿井下的应用
王毅
2009, 37(3): 70-73. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.018
浏览量:15 下载量:0
摘要:
根据煤矿井下沿煤层瓦斯抽采(放)钻孔中风压压风钻进工艺及设备的发展情况,介绍了中风压钻进工艺和配套设备的选择、研制以及在丁集矿和成庄矿的钻进工艺试验,证明在松软突出煤层的沿煤层瓦斯抽采(放)孔钻进施工中,中风压钻进工艺较为理想、是值得推广的钻进工艺。
阶梯式钻头挤土机理的有限元分析
曹品鲁, 殷琨, 高科, 王文龙
2009, 37(3): 74-77. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.019
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摘要:
为了分析阶梯钻头冲击挤密作用下土体的变形机理,将土体视为DP材料,服从Drucker-Prager屈服准则,通过钻具与土体之间的接触以及施加冲击载荷来模拟钻进过程,建立了潜孔锤冲击挤密钻进的有限元模型。以非线性瞬态动力学有限元分析为手段,利用有限元软件ANSYS9.0对阶梯钻头冲击挤密作用下土体的变形机理进行了模拟分析。结果表明,在冲击载荷作用下,冲击功主要用于竖向压缩土体,水平方向的挤压作用相对较小。阶梯钻头对土体的破坏作用可以看作是每个台阶的微剪切作用,当台阶布置合理时,土体沿等效锥面整体破坏,破坏后的土体在等效锥面的作用下被挤向孔壁四周,挤密效果较好。
松软煤层空气钻进工艺试验
冀前辉, 殷新胜, 王毅
2009, 37(3): 78-80. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.03.020
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摘要:
运用气固两相流体力学相关理论,分析计算了松软煤层空气钻进中的供风流量和压力损失;通过地面模拟实验,研究了空气钻进排渣过程的压力损失;结合现场试验,得出了相关煤层钻进正常排渣所需供风压力与钻孔深度的经验公式,取得的结果可供煤矿井下松软煤层空气钻进现场施工参考。