煤田地质与勘探

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郭东鑫, 唐书恒, 郑贵强, 张静平, 李忠城

2011, 39(6): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.001

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摘要:
通过对乌尼特煤田白垩系下统巴彦花组含煤地层的研究，识别出两个层序界面SB1和SB2，划分出SMC1、SMC2和SMC3共3个三级层序，建立了巴彦花组层序地层格架。在地层中，识别出浅湖、滨湖、三角洲和河流相等沉积相类型，其中滨湖相和河流三角洲相是本区煤层的主要沉积环境。根据钻井岩心资料、煤层厚度分布、砂泥比和层序地层格架展布，编制了岩相古地理图。研究成果对该区的煤炭资源勘探开发有指导意义。

山西大同小峪煤矿煤系粘土岩夹矸地球化学特征

王水利, 梁绍暹

2011, 39(6): 6-10,15. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.002

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摘要:
采用化学法和中子活化(INAA)法，对山西大同小峪煤矿山西组和太原组的3件不同粘土岩样品的8种常量元素(氧化物)和33种微量元素含量进行了测定。通过对具有示踪意义的元素及其比值的对比分析表明，3个样品总体上均不具有典型的沉积岩特征，应该是由酸性或酸性偏碱性火山物质(降落的或陆源搬运的)在地表覆水较浅的弱氧化条件下经原地淋滤、蚀变形成的。岩石总体蚀变程度较高，不稳定或较不稳定的元素大量流失，甚至一些较稳定的元素(如高岭岩中的铁、锰)也明显流失。蚀变环境及介质条件、成岩原始物质组成及其粒度大小以及粘土物质组成是造成粘土岩类型及其不同类型间元素含量差异的主要原因。

节理扩展煤层应力场的联合反演分析

张立松, 闫相祯, 杨秀娟, 杨恒林, 王欣

2011, 39(6): 11-15. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.003

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摘要:
考虑地应力作用下节理扩展引起的煤岩物理力学性质改变，进而导致煤层应力、变形的重新分布，给出了煤岩单元节理扩展的计算方法，并分析了节理扩展与应力的相互作用关系。应用小波神经网络方法及逐级加载算法，提出节理扩展煤储层应力场的联合反演方法，并对沁水盆地晋城区块煤储层应力场分布规律进行分析。结果表明：晋城区块最大主应力为8～13 MPa，由西北向东南呈逐渐增大趋势；最小主应力为5～9 MPa，应力低值区集中在晋城南部区域。通过对比关键点的现场实测值与模拟计算结果，得知主应力大小与实测值最大误差仅为3%，方位误差小于1.3°，满足工程计算精度要求。利用联合反演分析煤储层应力场，具有计算精度高、速度快、建模简单等优点，适合于软件集成快速计算。

基于模糊综合评判的煤自燃发火倾向性研究

周新华, 齐庆杰

2011, 39(6): 16-19,23. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.004

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摘要:
自燃发火倾向性是煤自燃火灾的主要影响因素之一。通过对国内外煤自燃倾向性鉴定方法的分析, 指出了我国现行的煤自燃倾向性的不足之处。根据煤自燃机理的煤、氧复合理论，建立了依据煤在低温氧化过程中的吸氧率、放热强度和着火燃烧阶段的活化能作为鉴定煤自燃发火倾向性影响因素的模糊综合评判新方法。在此基础上，用热重分析方法测试了5种煤样在相同条件的指标参数，建立模糊综合评判模型，通过模糊运算得出评判5种煤样自燃发火倾向性的综合指标。验证表明，该方法有较强的实用性，其评判结果与5种煤样的实际自燃发火期趋势一致。

煤层气开发井网优化设计

史进, 吴晓东, 韩国庆, 毛慧, 夏晓东

2011, 39(6): 20-23. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.005

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摘要:
煤层气田井网布置的好坏直接影响到煤层气开发的成败以及最终采收率的高低。通过数值模拟方法，给出了煤层气井网优化设计的原则以及井网优化设计考虑的因素，如井间干扰、各向异性、井距与排距之比、井网密度、井网方位等，并利用数值模拟软件对鄂尔多斯盆地某区块进行了开发井网的优化设计，为该区的煤层气开发方案设计提供了合理依据。

煤层气在储层中的流态分布特征

王庆伟, 王佟, 杨春霞, 魏庆喜

2011, 39(6): 24-27. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.006

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摘要:
煤层气流态是表征煤层气在介质中流动难易程度的阶段量。综合前人研究经验，借助煤层气流态方程推演解译，对煤层气流态界限进行了划分，总结出煤层气在储层中的流态按渗透率k和运移距离L分布的规律。这为煤层气合理开发方案的制定具有一定的现实意义。

柳林煤层气储层敏感性评价实验

林鑫, 张士诚, 张劲, 张平

2011, 39(6): 28-31,35. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.007

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摘要:
为实现柳林地区煤层气的合理高效开采，对该区主力煤层气储层进行了煤岩流速敏感性、水敏性、碱敏性和酸敏性实验评价。实验结果表明：柳林山西组煤样速敏损害程度中等偏弱至偏强，临界流速低；水敏损害程度为无水敏至中等偏强；碱敏损害程度为中等偏弱至强碱敏，临界pH值为7。此外，煤样的碱敏损害程度与其吸附氢氧根离子量具有正相关性；煤样盐酸酸敏指数为-2.546～0.004 5，无酸敏性。由此建议：煤层气排采初期，应控制排采速度在2 m/d之下以实现平稳降液；压裂液配方中应采用1%～2%的KCl作为防膨剂；入井液的pH值应控制在7以下。

晋城采空区遥感调查及稳定性评价

赖百炼, 吴军虎

2011, 39(6): 32-35. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.008

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摘要:
晋城市区周围由于数十年来的地下采矿，形成了大量的采空区。通过遥感地质解译、调查，利用多时相卫片、航片、数字高程模型等技术资料的研究，对晋城市周围的采空区有了较全面掌握。确定了采空区塌陷28处，地裂缝23处。根据采空区年限、顶板岩性、开采层数、地面塌陷幅度等多种因子，将采空区划分为极不稳定、不稳定、较不稳定3种类型，确定了极不稳定区5个，不稳定区4个，较不稳定区13个。

深井底板突水组合灰色物元判别系统及应用

孙明, 郑文翔, 张文泉, 马凯

2011, 39(6): 36-40. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.009

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摘要:
深井底板突水预测是一个复杂的理论与技术问题，具有模糊性、灰色性和不相容性的特点。建立了深井底板突水的主控指标体系，通过灰色关联分析得到主控因素，应用熵值调整法确定了各主控因素在突水过程中的贡献权重。根据灰色物元分析理论，分别建立了线性灰色物元判别模型和最优灰色物元判别模型，采用VB6.0开发了深井底板突水组合灰色物元判别系统。该系统两种模块的并列运行和相互验证提高了判别结果的准确程度，使系统初步具备了受承压水威胁的深井工作面的危险度预测功能。应用该系统进行深井突水案例的模拟结果与实际情况比较吻合，这表明该系统对深井复杂条件下的矿井底板突水预测具有较好的应用价值。

长短桩复合地基特性分析——以盐城市某学校办公楼地基加固为例

曹云, 孟云梅, 贾彩虹

2011, 39(6): 41-44. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.010

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摘要:
为了更好地推广长短桩复合地基处理技术，对其特性进行了研究。采用有限元分析法，对同等地质条件下的长短桩复合地基、全长桩、全短桩和天然地基4种地基加固方案进行了应力和变形的对比分析。研究结果表明，作用相同荷载时，全短桩加固地基的特性接近天然地基；长短桩复合地基加固地基的特性接近全长桩加固地基。对比全短桩加固地基和天然地基，长短桩复合地基可有效减小建筑物的沉降量和基础沉降差，使基础受力更合理，且与全长桩相比具有显著的经济效益，其应用前景广阔。

锚杆(索)作用力学特性分析及让压试验

陈新年, 奚家米, 张琨

2011, 39(6): 45-47,53. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.011

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摘要:
在对锚杆(索)作用机理及其对岩体作用力学效应分析的基础上，研究了锚杆(索)受力及变形特性，探讨了在锚杆支护中使用碟形托盘及其组合体进行让压支护的可行性，使支护体在高应力大变形或瞬间冲击荷载下，在确保锚杆承载力不受影响前提下有一定变形，通过释放部分应力来实现减少或避免锚杆破断，有效地提高锚杆的支护效果。

强震诱发大型岩质滑坡的滑面中岩石角砾的高温胶结作用

李祥龙, 唐辉明

2011, 39(6): 48-53. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.012

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摘要:
汶川特大地震在北川县陈家坝乡地区诱发了许多地质灾害，其中孙家园滑坡后壁出露有一种特殊的红褐色岩石壳体，形态如岩石熔化重新胶结一般，甚至具有比基岩还要高的强度。根据对孙家园滑坡后壁所出露的红褐色壳体的形态特征、出露条件和其矿物成分的鉴定，建立了一种新的岩型——滑面角砾岩。通过对滑带角砾快速胶结成岩机理的分析，并结合孙家园滑坡的特点，证明了在强震作用和特殊的地质条件下，滑带岩石角砾可以满足产生快速铁质胶结所需要的温度条件，而且这个温度远低于岩石矿物熔化所需温度。

人工冻土融沉对地层位移场影响的三维有限元分析

王效宾, 杨平, 胡俊

2011, 39(6): 54-57. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.013

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摘要:
为揭示人工冻土解冻对地层位移场影响的规律，以某地铁区间隧道盾构出洞水平冻结工程为例，对由人工冻土融沉引起的地层位移进行了三维有限元分析。计算结果表明：地表沉降可分为缓慢沉降、快速沉降、平稳沉降和固结沉降4个阶段；在隧道中轴线上方，随着与出洞口距离的增大，地表沉降先增大后减小；地面沉降在横断面上的分布呈近似正态分布曲线，随着与中轴线水平距离的增加，地表沉降逐渐减小，存在明显的曲线反弯点；地面水平位移随距隧道中轴线距离的增加，先增大后减小，最大水平位移对应于地面沉降分布曲线反弯点对应的位置；隧道上方由融沉引起的土体沉降随深度的增加而增加，距离冻结区域越远，土体沉降越小。

晋西地区工程开挖形成的黄土边坡的最优坡率

吕远强, 张兴勤, 姜海波, 杨凌云

2011, 39(6): 58-62. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.014

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摘要:
针对晋西地区工程建设开挖形成的不同高度的黄土边坡，通过工程类比法、反算法、文献资料法和计算对比法，确定了不同高度黄土边坡的最优坡率。结果表明：8m高黄土(Q₃^eol 或Q₂^eol)边坡最优坡率为68°和66°；16m高黄土边坡最优坡率为56°；24m高黄土边坡最优坡率为47°；32m高黄土边坡最优坡率为42°；45m高黄土边坡最优坡率为35°。研究成果可供研究区或其他类似地区建设工程提供参考。

含可变因子的广义S变换及其时频滤波

周竹生, 陈友良

2011, 39(6): 63-66,71. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.015

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摘要:
含可变因子的S变换是一种新型的时频分析工具，比传统的S变换和Mansinha提出的广义S变换更具实用性。可变因子的引入使得高斯窗函数的宽度随频率发生变化时具有目的性，而不是简单地随着频率的增大而变窄。该变换可以有针对性的改善局部频段(特别是低频段和高频段)的频率分辨率及时间分辨率。以此变换为基础，提出了一种时频滤波方法，通过对人工合成地震记录的滤波，证明了该滤波方法的有效性。

基于小波分析的矿井工作面涌水量评价

赵立瑰, 刘盛东, 杨彩, 王勃, 王伟

2011, 39(6): 67-71. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.016

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摘要:
矿井涌水量预测预报是矿井开采过程中防治水害的重要环节。应用小波多尺度理论对工作面涌水量、自然电位及直接充水含水层水位进行研究，揭示其规律性，以解决涌水量估计问题。通过对三类数据进行小波分解与重构发现，第二层低频重构信号与三者之间具有规律性：水位下降引起自然电位升高，导致涌水量增大；水位回升、自然电位减低时，对应工作面涌水量减小。分析结果表明，第二层高频重构细节信息表现为高水位(小降深)、低电位(电性差异小)对应小涌水量和低水位(大降深)、高电位(电性差异大)对应大涌水量。

山西寿阳15号煤层动静弹性参数实验研究

王楚峰, 张卫东, 李孟, 马庆涛

2011, 39(6): 72-75. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.017

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摘要:
利用SD-I型声波检测仪对山西寿阳15号煤层进行超声波速度测定；利用MTS815 岩石伺服试验机进行强度实验，在此基础上讨论了纵波波速与煤岩强度的关系以及动静态弹性参数间的关系。结果表明：煤岩单轴抗压强度与纵波速度呈较好的指数关系，单轴抗压强度随纵波速度增大而增大；煤岩的动静态弹性模量之间存在较好的线性关系，且煤岩的动态弹性模量大于静态弹性模量；煤岩的动静态泊松比基本上呈正相关性。给出的煤岩动静态参数间的拟合关系式有助于今后做进一步研究。

互相关-小波分析在钻探地层识别中的应用

金朝娣, 能昌信, 刘玉强, 董路, 陈亚宇

2011, 39(6): 76-80. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2011.06.018

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摘要:
钻探工程中实时掌握钻头钻进过程且能实时诊断地层是提高钻探效率的关键因素之一。基于钻头在不同介质层激发的振动信号特点，提出互相关-小波变换分析法，将互相关用于提取预判层或目标层的时延信息，并利用小波变换对互相关域进行多分辨率分析，提取凸显成分时频特征，据此快速识别地层。仿真分析和试验均表明：互相关-小波变换分析能准确地表征时延信息和时频特征，能实时地预测钻头钻进情况并获取地层信息，具有很强的实时性和准确率，在提高现场钻探效率中有一定的实用价值。

《煤田地质与勘探》2011年(第39卷)总目次

2011, 39(6): 81-84.

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2011年第39卷第6期

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