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2018年  第46卷  第2期

专家讲堂
煤矿地区的滑坡灾害及其防治技术
王恭先, 赵甫
2018, 46(2): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.001
浏览量:107 下载量:12
摘要:
由于特殊的地质结构,煤矿地区是我国滑坡灾害最严重的地区之一。列举了露天矿边坡、采空塌陷区滑坡和厂区滑坡灾害实例,分析了煤矿地区常见的黄土滑坡、堆积层滑坡、基岩顺层滑坡和切层滑坡的特征与发生机理,认为特殊的地层结构和坡体结构是发生滑坡的地质基础,地下水是滑坡的重要影响因素,不科学的人类工程活动是诱因。要预防滑坡灾害,在选线、选厂、选址时必须加强地质工作,查明老滑坡和新生滑坡的规模和性质,工程地质与力学计算相结合评价滑坡的稳定性,提出预防措施建议。同时介绍了我国常用的治理滑坡的原则和排水、减重、反压和支挡等工程措施,以及今后应深入研究的问题。
贵州煤层气勘探与开发
煤层气井层内转向压裂技术研究与应用
王理国, 唐兆青, 李玉魁, 孙良田, 胡刚, 李特社
2018, 46(2): 8-14. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.002
浏览量:131 下载量:13
摘要:
贵州煤层气储层具有高应力、低渗透、低孔隙的特点,常规的压裂技术对该地区煤层改造的程度较低,获得的改造体积和降压面积有限。为探索更高效的煤层改造技术,结合常规油气田暂堵转向理论,引入层内暂堵转向压裂技术,从煤层层内裂缝转向机理、转向半径及影响因素和适应性3个方面进行分析。为确保层内暂堵转向压裂能够更大限度的改造煤层,筛选出ZDJ-02暂堵剂,并对暂堵剂粒径、用量、投加工艺以及施工排量进行了优化。最后,在贵州六盘水和毕节地区优选出3口井开展了层内暂堵转向压裂现场试验,取得了很好的应用效果。
黔西北多层薄煤储层暂堵转向压裂技术应用
李特社, 胡刚, 王少雷, 李玉魁, 李启国, 王理国, 唐兆青
2018, 46(2): 15-21. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.003
浏览量:92 下载量:10
摘要:
黔西北地区煤层具有层数多、单层薄、非均质性强等特点,为探索经济高效的煤储层压裂改造技术,进行了煤层纵向暂堵转向压裂技术应用研究。结合转向压裂技术特点,从煤层压裂裂缝形态、力学屏蔽、射孔井段和煤体结构4个方面进行了适用性分析。为确保暂堵转向压裂能够更大限度沟通煤层,实现煤层均匀改造和压裂水平缝较长延伸,对暂堵材料和用量进行了优化组合。同时,在黔西北地区优选2口煤层气井分别开展了机械暂堵和化学暂堵转向压裂现场应用试验。结果表明,采用化学暂堵剂组合模式基本能够满足纵向(层间)暂堵转向压裂工艺的要求,取得了较好的应用效果,为贵州多煤层与薄煤层压裂改造提供了有效的技术支撑。
黔北煤田长岗向斜煤层气富集的构造控制作用
吴圣, 徐韵, 沈家宁, 金留青, 陈基瑜, 李臣臣, 胡小林
2018, 46(2): 22-27. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.004
浏览量:60 下载量:12
摘要:
根据黔北煤田长岗向斜的煤田地质钻孔及相关测试资料,分析了构造作用对该区煤层气富集的影响。研究表明,长岗向斜轴部为主要的煤层气富集有利区,煤层甲烷含量在20 m3/t以上,且总体表现为由向斜轴部到平缓翼再到边浅部陡坡带,煤层气含量逐渐降低;同时向斜轴部转折部位构造应力相对复杂,以张性应力为主,导致煤层甲烷含量较低,为20 m3/t以下,此外,该区发育的正断层同样造成煤层甲烷逸散,最低为10 m3/t左右。由断层带至断层两侧,甲烷含量逐渐上升。构造作用对煤层气富集的影响可为长岗向斜煤层气进一步的勘探开发提供基础依据。
黔西北可乐向斜中段煤层气与致密砂岩气共探潜力评价
陈基瑜, 李俊乾, 李臣臣, 董磊, 孙昌花, 吴圣, 李康
2018, 46(2): 28-34. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.005
浏览量:143 下载量:14
摘要:
针对黔西北(贵州毕节)可乐向斜中段晚二叠世含煤地层具有含煤层数多、主力煤层埋藏较深的特点,结合该区探井钻遇致密砂岩气层的实际情况,从沉积环境、储层厚度、源储配置及含气性等方面评价了该区煤层气与致密砂岩气"两气"共探的勘探潜力。研究表明:可乐向斜下煤组和中煤组分别沉积于龙潭早期和晚期,这两个时期地层主要处于曲流河、河控三角洲平原等沉积相带,有利于煤岩与致密砂岩储层的形成;龙潭组中煤组煤层和致密砂岩层分布较稳定,累积厚度分别在16 m和20 m以上;煤系中煤岩、泥岩、砂岩互层叠置出现,具备良好的源储配置关系,可形成多套"生储盖组合";根据X1井气测录井和测井结果,在煤层和致密砂岩层均显示全烃值异常,煤层段异常值最大可达78.35%,钻遇的两层致密砂岩层含气饱和度分别为39.97%和12.79%,说明煤系中有"两气"共存的情况。
六盘水煤层气井牛场区块恶性漏失地层堵漏方法研究
徐堪社, 赵永哲, 杨哲, 李彦龙
2018, 46(2): 35-39. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.006
浏览量:152 下载量:6
摘要:
堵漏是煤层气井优快钻井和节约成本的关键技术。针对六盘水牛场区块纵横分布较广的含水裂隙性漏失带的漏失问题,结合现场堵漏实践,开展了恶性漏失地层堵漏失效分析及堵漏方法研究,形成了成套的投入式复合堵漏塞+水泥浆综合堵漏法,成功解决了牛场区块中部恶性漏失地层堵漏问题,研究成果为贵州煤层气井钻井堵漏提供了新途径,具有显著的应用和推广价值。
煤田地质 矿井地质
模式化煤系露头剖面沉积环境分析方法
鲁静, 张凤海, 杨敏芳, 邵龙义, 商晓旭
2018, 46(2): 40-48. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.007
浏览量:147 下载量:6
摘要:
含煤岩系在富含丰富矿产资源的同时,还是地质历史时期高分辨率古环境、古气候恢复、地层旋回性及其全球成因动力学研究的有利载体。沉积环境分析是了解和认识煤系的重要方法和手段之一。为了促进煤系沉积环境分析程序的规范化和标准化以及分析结果的可靠性,以祁连山石炭纪等煤系为例进行了露头剖面沉积环境分析方法的探讨与研究。结合野外实践和前人研究成果,着重探讨了在野外工作时对沉积环境分析步骤、程序和方法。归纳总结出一套模式化的煤系露头剖面沉积环境分析方法,并将其概括为地质分层与描述-岩相归纳与环境解释-信手岩相剖面图绘制-沉积模式建立-剖面环境演化史总结等5个环节,明确了各环节分析内容和方法,指出地质分层与描述为沉积环境分析基础、岩相归纳和环境解释为核心、信手岩相剖面图绘制是主线、沉积模式建立和剖面沉积演化史总结是重点。
煤油气共生矿井围岩气多因素耦合区域预测技术——以鄂尔多斯盆地黄陵矿区为例
陈冬冬
2018, 46(2): 49-53. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.008
浏览量:148 下载量:7
摘要:
围岩气异常涌出已成为严重威胁煤油气共生矿井安全高效开采的新的隐蔽致灾因素。以煤油气共生矿井围岩气储集层分布为基础,结合对围岩气控气要素的分析,提出了基于地质构造、岩性(砂岩透镜体和砂体上倾尖灭)、围岩气储集层分布和煤炭开采采动影响等多因素耦合下的煤油气共生矿井围岩气区域综合预测技术。采用该技术对黄陵二号煤矿2号煤层围岩气分布进行了区域综合预测,将矿井围岩气区划为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级,并指出了矿井围岩气重点防范区域,减少围岩气防御面积近30%。
断煤交线求解方法研究
刘光伟, 宋佳琛, 白润才, 李鹏
2018, 46(2): 54-60. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.009
浏览量:4070 下载量:50
摘要:
针对直接连接断层控制点所得断煤交线的主观性与不准确性,根据"V"字形法则原理,提出了采用断层面与煤层趋势延伸面布尔求交获取断煤交线的方法。以断层控制点及断层轨迹线数据为基础,构建了断层面模型;以二次多项式模型、指数模型、Gompertz模型为基础,将剖面煤层曲线在断层处趋势延伸,构建了煤层趋势延伸面模型。通过断层面模型与煤层趋势延伸面模型布尔运算求交,得到由断层面与煤层面共同约束的断煤交线,并与直接连接断层控制点所得断煤交线进行比较。结果表明:由断层面与煤层面共同约束的断煤交线,充分顾及到煤层在断层处的趋势,更真实地反应断煤交线的空间形态,对建立煤层实体模型和指导实际生产具有重要理论与实际意义。
煤层气 页岩气
牛蹄塘组页岩矿物的成因类型及其地质指示意义
张慧, 吴静, 晋香兰, 李贵红
2018, 46(2): 61-67. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.010
浏览量:126 下载量:5
摘要:
以场发射扫描电镜为主要研究手段,在微米级-纳米级尺度上观测南方下古生界牛蹄塘组(包括相当层位)页岩的主要组成矿物。通过揭示矿物质与有机质的生长发育形貌特征,从而获得判断矿物成因的直观依据。研究结果表明,牛蹄塘组页岩矿物的成因类型有陆源碎屑成因、自生成因(包括蚀变成因、生物成因等)、后生成因、热液成因、表生成因等,其中以陆源碎屑和自生成因为主。不同成因的矿物具有不同的地质指示意义,对页岩储层物性也有不同的影响。生物成因石英(包括硅质)与有机质的交互共生关系指示页岩气勘探的甜点层位。
煤层气开发中煤粉产出机理及管控措施
魏迎春, 李超, 曹代勇, 张傲翔, 姚征, 熊先钺
2018, 46(2): 68-73. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.011
浏览量:156 下载量:17
摘要:
煤粉问题是制约煤层气连续稳定排采的关键因素之一。以韩城煤层气区块为研究区,采用煤层气井现场监测、实验测试分析、物理模拟实验、现场工程应用相结合的方法,从煤粉产出的影响因素及成因、煤粉产出规律及管控措施方面,开展了煤粉产出机理及管控措施的系统研究。研究结果表明:影响煤粉产出的因素分为煤储层物性静态地质因素与煤层气开发动态工程因素两类。指出了不同煤体结构煤产出煤粉的倾向性及特征不同。碎粒煤和糜棱煤产出的煤粉体积分数高,产出煤粉量大。产出煤粉的成分以无机矿物和镜质组为主。在煤层气不同排采阶段,产出煤粉的体积分数和粒度特征具有明显的阶段性变化。在煤粉产出机理研究的基础上,结合煤层气井生产实践,从地质预防、储层改造、设备优选、生产预警、排采控制和工艺治理方面,提出了一套煤粉管控措施体系。应用于韩城区块煤层气井的煤粉管控,取得了良好效果。
高压氮气置换甲烷对煤基质孔隙的影响
吉小峰, 宋党育, 倪小明, 李云波
2018, 46(2): 74-79. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.012
浏览量:44 下载量:6
摘要:
为探究高压气体吸附-解吸试验对煤基质中孔隙发育规模和结构的影响,选取安鹤矿区鹤壁六矿二1煤层煤样进行了高压氮气置换甲烷吸附-解吸试验,采用低温液氮吸附方法分别测定了高压氮气置换甲烷前后煤的低温液氮吸附解吸曲线,利用BET、BJH和QSDFT 3种分析模型,对煤基质中1.14~300 nm的孔隙规模、分布与结构特征进行了对比分析。分析结果显示煤样的孔容、比表面积和孔隙结构在高压气体置换过程中均发生了变化,孔隙BET比表面积从12.746 0 m2/g降低到7.227 0 m2/g,总孔容从0.009 0 cm3/g降低到0.006 6 cm3/g;孔隙发育规模与孔径分布均发生明显变化,但孔隙形态基本保持不变,孔径分布的变化主要表现为微孔孔容与比表面积的降低为主,而中孔和大孔基本保持不变。
云南恩洪煤层气区块单井多煤层合采方式探讨
姜杉钰, 康永尚, 杨通保, 王金, 张兵, 顾娇杨, 孙晗森
2018, 46(2): 80-89. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.013
浏览量:122 下载量:14
摘要:
云南恩洪区块属于多薄煤层发育区,煤层气资源丰富,但勘探开发程度较低。以恩洪区块煤层气井资料为基础,分析了前期单井产气量低的原因,探讨了多煤层合采的必要性及开发层系划分方式和单井开发潜力,进而结合流体可动性和国外煤层气开发经验,提出适合恩洪区块的煤层气开发方式。研究表明:恩洪区块单煤层资源丰度较低,前期煤层气井动用的资源不足是产气量低的重要原因;恩洪区块单井多煤层合采动用储量多,单井合采尽可能多的厚度大于0.5 m的原生-碎裂结构煤层是提高单井产气量的有效方式;恩洪区块煤层气吸附时间短,扩散能力强,但受地应力强度大、非均质性强和煤体结构复杂影响,渗透率较低且空间变化剧烈;分段压裂适合恩洪区块多薄煤层和弱含水的煤系地层特点,多煤层合采可依据煤层垂向上分布特点合理划分开发层系进行分段压裂合层排采,进行排水阶段缓降液面-见套压后憋压-稳产期稳压,之后缓慢降压的排采措施,最后形成各组整体降压提高产量。
大倾角厚煤层煤层气开发水平井方位优化和实践——以新疆阜康矿区为例
曹运兴, 石玢, 田林, 杨雪松, 何茂
2018, 46(2): 90-96. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.014
浏览量:51 下载量:17
摘要:
为解决阜康矿区大倾角厚煤层水平井眼轨迹布井方位问题,应用COMET3软件建立储层地质模型并模拟了9种不同方位的水平井眼轨迹的产能潜力。模拟结果显示,水平井眼轨迹沿煤层上倾方向布置时,累计产气量随着井眼轨迹与煤层走向夹角的增加而小幅度降低;沿煤层下倾方向布置时,累计产气量随着井眼轨迹与煤层走向夹角的增加而大幅度降低。研究成果表明:大倾角条件下,高产煤层气水平井的井眼轨迹方位应沿煤层走向布置,或者沿煤层走向小角度向上摆动,阜康矿区西部开发的第一口煤层气水平井的生产结果证明了这一技术方案的可行性,这一研究成果对新疆类似储层地质条件下的煤层气高效开发技术优化具有指导和借鉴意义。
水文地质工程地质
高海拔多年冻土区露采矿山边坡水冰环境特征分析
王晓东, 徐拴海, 张卫东, 武搏强, 许刚刚, 张宏刚
2018, 46(2): 97-104. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.015
浏览量:81 下载量:3
摘要:
为了掌握高海拔多年冻土区露天煤矿边坡形成后的水分变化规律,明晰其对边坡稳定性的影响特征,依托青海木里聚乎更矿区露天煤矿矿坑开挖过程,运用调查和监测的方法分析了采场边坡的水冰环境。调查分析结果表明,矿区内分布着连续的厚度不等的多年冻土(岩)层,矿坑开挖切割不同岩性的冻结地层而形成多种类型的边坡,由于边坡地层岩性和结构的差异而使岩体含冰特征体现出较大不同。原始冻结岩土体因开挖形成边坡而使其温度与水分环境发生了显著变化,边坡表面地层由温度和水分稳定态转化为温度与水分敏感态,即逐渐由多年冻土(岩)层转化为季节冻土(岩)层,在水分和温度的双重因素作用下,边坡岩体的水冰环境在不断地发生着复杂的变化。通过地层温度和水冰环境的调查与分类概化,可为研究岩体的真实冻融劣化规律及边坡稳定性演化规律提供科学基础。
基于Visual Basic 6.0的含水层水文地质参数求取软件的开发及应用
张海涛, 许光泉
2018, 46(2): 105-110. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.016
浏览量:174 下载量:5
摘要:
水文地质参数是含水层特征及富水性评价的重要指标,但人工计算过程极为繁琐,公式循环迭代又容易出错,一旦出错会造成不可估量的损失。应用Visual Basic 6.0所具有的强大编译和可视化功能,将复杂的水文地质参数求解公式和循环迭代过程编译成程序代码,开发出一套基于抽水试验求取水文地质参数及富水性评价的专业化软件,并在谢桥矿东二采区A1煤层水文地质条件补充勘探项目中得到了很好的应用。
朱仙庄煤矿“五含”水文地质特征及水害防治对策
朱冠宇, 姜波, 朱慎刚
2018, 46(2): 111-117. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.017
浏览量:71 下载量:11
摘要:
淮北朱仙庄煤矿北部采区8煤开采主要水害威胁来自顶板侏罗系"五含","五含"压覆下首采面866-1工作面回采过程中发生"五含"溃水溃沙事故,造成重大损失。"五含"赋存条件复杂,勘探程度较低,亟待进一步探查、分析其水文地质条件及水害特征,以便提出根治其水害威胁的防治对策。通过对"五含"的空间展布、构造发育特征、岩溶发育规律、富水性及分区、水化学特征、水位动态特征及与主要含水层的补给关系等方面的勘探分析,对"五含"的水文地质特征进行了深入研究,得出"五含"具有静储量大、径流条件好、水压高、动态补给强等主要水害特征,提出了"帷幕截流"和"疏干开采"相结合的综合水害防治对策。
坚硬顶板孤岛工作面冲击地压机理及前兆判别
张宏伟, 曹煜, 朱峰, 邵凌峰
2018, 46(2): 118-123. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.018
浏览量:59 下载量:7
摘要:
以忻州窑矿8939工作面为工程背景,运用弹性板理论分析坚硬顶板破断期间释放的弹性能量值,并利用FLAC3D数值模拟划分工作面回采期间的高应力区域,同时根据分形理论分析微震事件的时间分布、空间分布与冲击地压的内部关联。研究结果表明:坚硬顶板断裂前,悬露顶板由于旋转下沉不断对工作面前方煤体缓慢加载,由于过程缓慢,应力与能量不断向煤岩体深部转移,不易发生冲击地压。当顶板断裂时,会瞬间释放大量的弯曲应变能,对工作面周围煤体产生强大的脉冲作用,若脉冲能量超过冲击地压的临界值,则发生冲击地压的可能性较大。且冲击地压发生之前,煤岩体处于非稳定状态,会与外界积极交换能量,此时微震事件处于活跃期,当微震能量超过一定数值或微震事件的分维值低于某临界值时,易发生冲击地压。
门克庆井田水文地质条件对矿井开采顺序的影响
李志伟, 陈德明, 梁向阳, 吴永辉
2018, 46(2): 124-129. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.019
浏览量:134 下载量:6
摘要:
门克庆矿井水文地质类型为"复杂型",矿井达产时,设计布置3-1煤1个工作面和2-2中煤1个工作面,2层煤之间平均距离为34 m,2煤层回采过程中主要的充水含水层均为直罗组底部七里镇砂岩含水层。该含水层水压力大,达到4 MPa,疏放水钻孔单孔涌水量最大达到180 m3/h,富水性相对较强,且距离2-2中煤距离多小于5 m,导致2-2中煤巷道掘进过程中出现顶板淋水严重,锚索锚固困难等现象,无法保障2-2中煤的安全生产。笔者提出先开采下层3-1煤,待七里镇砂岩含水层水量、水压被疏降至可以保障2-2中煤顺利掘进和生产时,再开采上层2-2中煤的"反层序"采煤方法。生产实践证明,该方案是可行的。
厚松散层下多煤层重复开采地表移动规律
蒯洋, 刘辉, 朱晓峻, 郑刘根, 陈永春
2018, 46(2): 130-136. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.020
浏览量:146 下载量:10
摘要:
为了研究厚松散层下多煤层重复开采对地表移动的影响,结合淮南矿区地质采矿条件,在分析顾桥煤矿重复开采地表移动规律的基础上,运用FLAC3D软件建立数值模拟模型,研究了重复开采地表变形规律,并建立了地表变形参数与采动次数之间的关系模型。研究表明:厚松散层下首次开采时地表下沉系数大于1,随着采动次数的增加,松散层逐渐被压实,地表下沉系数呈现线性增大的趋势,但3次开采后松散层已经压实,下沉系数趋于稳定,不再随采动次数增加而增大;达充分采动后,地表移动盆地范围不再增大,但受到采深增大的影响,主要影响角正切、边界角与采动次数之间均呈线性增大关系。该成果为研究厚松散层重复开采地表移动规律提供了理论依据和技术参考。
基于灰色关联度理论的苏锡常地裂缝危险性评价
方冬, 张云, 于军, 龚绪龙, 卢毅
2018, 46(2): 137-142. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.021
浏览量:130 下载量:4
摘要:
苏锡常地区是我国地裂缝地质灾害重灾区之一,给当地群众的生产生活造成了巨大的经济损失。利用灰色关联度理论对苏锡常地区地裂缝进行了分析。通过分析苏锡常地区地裂缝形成条件,选取基岩埋深、基岩面起伏度、第Ⅱ承压含水层厚度、黏性土层厚度、主采层水位埋深、地面沉降梯度作为影响因子指标,计算了各个影响因子的关联程度和影响权重,对整个苏锡常地区地裂缝进行危险性分区。根据区划结果,划分出地裂缝的安全区、过渡区、较危险区以及危险区。通过灰色关联度理论对苏锡常地裂缝分析,达到了对该区地裂缝发育影响因素量化的目的,为地裂缝灾害防治工作提供一定的理论依据。
回采工作面围岩采动应变场-渗透系数场耦合
师修昌, 孟召平
2018, 46(2): 143-150. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.022
浏览量:112 下载量:5
摘要:
采动岩体变形与渗透特性是工作面突水防治研究的基本问题。采用理论分析和数值模拟计算方法,分析了岩石变形-渗透特征及其三维定量关系,研究了煤炭开采中回采工作面围岩应变场、渗透系数场分布及其控制因素。研究结果表明,采动岩体渗透性变化主要取决于应变状态及应变增量,且随着垂直于裂隙的张应变的增加而增加;工作面后方垮落带和煤壁边缘的剪碎带产生剧烈的采动拉伸变形,渗透系数较采前显著增大,而支承压力区和整体移动带岩层产生较大的采动压缩变形,渗透系数较采前明显减小;工作面围岩垂向渗透系数较水平渗透系数增加的幅度及增加区的范围小,但对水体下采煤工作面涌水起主导作用。加快工作面推进速度、减小工作面斜长和采高能降低采场围岩渗透系数增加幅度,并将渗透系数场变化范围局限在采区附近,能有效减小采动对原始煤岩层渗透性的影响。
基于BIM的基坑工程自动化监测平台研发
赵峰
2018, 46(2): 151-158. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.023
浏览量:132 下载量:6
摘要:
考虑到基坑工程施工过程监测的问题与难点,将项目信息门户(Project Information Portal,PIP),建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)和物联网(Internet of Things,IOT)三大信息技术与基坑工程相结合,形成一套适合于基坑工程特点的基坑工程自动化监测系统以及管理平台。通过平台,实现基坑模型从参数化建模、模拟仿真到基坑监测的全过程、整个生命周期、各个生产要素之间信息化的动态可视化过程。通过建立起的三维BIM模型可方便、快捷地监测基坑,确保基坑开挖、支护过程及周边环境的安全,并且使基坑工程经济效益最大化。
煤田物探
管线渗漏异常探地雷达数据的电场分量成像分析
金鑫
2018, 46(2): 159-163. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.024
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摘要:
探地雷达(GPR)是管线渗漏探测的有效方法,但是当地下介质分布较为复杂时,难以直接从GPR数据剖面图中准确识别出渗漏异常区。为此,针对渗漏异常区含水量高的特点,根据反射波系数与介电常数的关系,提出了GPR数据的电场分量成像技术。利用时间域有限差分法(FDTD)模拟了不同介电参数的地质模型在GPR中的电磁波响应,由正演模拟结果可知分界面两侧介质的介电常数差异性越大反射波能量越强。最后将GPR数据的电场分量成像技术应用于某工业区管道渗漏探测中。试验结果表明,管道渗漏异常区在电场分量图谱中表现为高幅值区。
基于DWT-EEMD的盲源分离算法在MT工频干扰消除中的应用
曹小玲, 严良俊, 蒋涛
2018, 46(2): 164-172. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.025
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摘要:
为了消除大地电磁测深数据中的工频干扰,提出基于DWT-EEMD的盲源算法,利用DWT、EEMD和盲源分离的优良特性,在进行DWT和EEMD处理之后再进行盲源分离以消除噪声。该方法主要优势在于DWT-EEMD模型的采用和自适应权重因子的引入,在降低独立分量分析算法对恢复信号的幅值的不确定性的同时,使得在工频干扰噪声的幅值高于原始信号很多的情况下依然能较好地分离出原始信号。通过对实测大地电磁信号进行处理后发现,该方法使视电阻率曲线和相位曲线均变得平滑而稳定,较好地消除了大地电磁信号中的工频干扰噪声。
蚂蚁追踪技术在三维地震精细解释中的应用——以淮北祁南煤矿82采区为例
庄益明, 宋利虎, 刘镜竹
2018, 46(2): 173-176. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.026
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摘要:
煤矿安全高效开采对小断层、小陷落柱等解释精度的要求越来越高,基于蚂蚁算法的地震属性分析技术能够较好地识别落差3~5 m的小断层。以淮北祁南煤矿82采区三维地震数据为例,采用蚂蚁追踪技术增强异常边界特征,从蚂蚁体沿层切片和剖面上综合分析,提高了对小断层的识别能力。利用蚂蚁追踪技术解释的18条断层异常,其中15条与实际揭露的相比,吻合率较高,验证率达83.3%。
地震非线性随机反演技术在煤层气储层厚度预测中的应用
申有义, 田忠斌, 王建青, 杨晓东, 程慧慧
2018, 46(2): 177-183. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.027
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摘要:
对煤层气储层进行识别和预测是煤层气勘查工作的一个重要问题。常规的反演方法对储层厚度预测精度不高,不能很好满足实际需要。利用非线性随机反演方法,在充分利用地震资料的基础上,以钻井、测井等已知信息作为约束条件,同时,考虑地下介质的随机性,通过拾取目的层地震反射波振幅、频率、相位等信息,提高了储层预测的精度。该方法在沁水煤田榆社-武乡煤层气区块得到了良好的应用,与实际地质资料对比发现,预测精度与钻井揭露成果吻合率较高,预测的煤层气储层厚度的分布与地质规律吻合。
岩性反演在煤层顶板砂体识别中的应用
左卫华, 单蕊, 朱伟
2018, 46(2): 184-189. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.028
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摘要:
EXB矿区主要目的层为一套泛滥平原河流相含煤碎屑岩沉积地层,煤层顶板岩性空间变化快,预测难度大。针对该问题,本文利用测井岩石物理分析建立煤、中砂岩、细砂岩和泥质砂岩的波阻抗频率直方图:煤的波阻抗值较小,主要范围3 000~6 300 m/s·(g/cm3);中砂岩的波阻抗值域范围5 500~10 000 m/s·(g/cm3);由于细砂岩和泥质砂岩性质接近,在波阻抗上无法区分,将两者合并处理,值域范围6 000~12 000 m/s·(g/cm3)。然后利用叠后地震反演计算波阻抗体,利用岩相与流体概率分析技术预测煤层顶板岩性的空间展布。结果表明,地震预测的岩性及其厚度的宏观变化趋势与钻井揭示结果基本一致,岩性平面厚度分布规律与沉积环境相符。
探矿工程
水力压裂脉冲频率对煤岩预制孔密封效果影响
骆中山, 曹函, 孙平贺, 彭灿威, 倪准林
2018, 46(2): 190-195. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.029
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摘要:
脉冲水力压裂技术是改造低渗储层的一种重要手段,通过水楔效应和脉冲疲劳损伤双重作用沟通裂隙网络,提高低渗储层导流能力。在脉冲水力压裂室内试验中,试样中预制孔的密封问题是决定水力压裂试验成败的关键,而起裂压力又是评价脉冲封孔段密封效果的重要指标。通过煤岩脉冲水力压裂室内试验,建立了封孔段薄弱结合面与煤岩基体力学性质的关联,研究不同频率对煤岩起裂压力的影响,最终拟合相关数据得到:基于煤岩脉冲作用下起裂压力的预制孔封孔压力经验公式。研究结果为脉冲水力压裂室内试验的试样预制孔密封提供依据。
ZDY750L底锚钻机在新元矿底板锚固施工中的应用
李旺年, 邵俊杰, 郭相平
2018, 46(2): 196-200. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.030
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摘要:
针对煤矿巷道底板锚固施工布孔密集、钻机搬移频繁等问题,为提高巷道底板锚固孔的施工效率,研制的ZDY750L底锚钻机采用分体履带式结构,宽度窄,施工机动性强;采用摇臂式偏转机构,使钻机实现一次停车完成两个底板锚固孔的施工作业。以新元矿3号煤南区集中胶带大巷工业性试验为例,ZDY750L底锚钻机操作简单,移动灵活,定位精确,对底鼓巷道适应性强,降低了工人劳动强度,改善了工作面作业环境,实现了高效施工底板锚固孔作业的功能,为同类煤矿巷道底板治理提供借鉴及指导。
ZMK5530TZJ100型车载钻机的试验研究
凡东
2018, 46(2): 201-204. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.02.031
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摘要:
车载钻机可满足多种钻进工艺施工,具有钻进效率高、事故处理能力强、机动灵活和操作简单等优点,主要用于地面煤层气抽采井的施工。为检验ZMK5530TZJ100型车载钻机的性能,在山西晋城进行了实钻验证,完成了一口终孔直径171.50 mm、井深1 675.39 m的水平定向煤层气抽采井。施工过程中,采用了空气潜孔锤、泥浆正循环、孔底马达定向钻进等不同的工艺,检验了钻机对工艺的适应性;潜孔锤最高钻速达32 m/h,泥浆循环最高钻速达11.2 m/h,钻进速度快;设置的多种电液联动保护功能,避免了因误操作造成的机构损坏;试验中未发生任何机械故障并成功处理一次卡钻事故,该钻机为地面煤层气抽采井施工提供了一款实用装备。