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2017年  第45卷  第2期

煤田地质 矿井地质
韩城矿区南部构造变形特征与构造成因
王辉, 范玉海, 崔胜, 贺小龙, 金谋顺, 潘春娟, 梁敏, 张少鹏
2017, 45(2): 1-7,13. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.001
浏览量:64 下载量:6
摘要:
以地表观测与最新的地震和钻探等工程资料为依托,运用构造解析研究思路与方法,对韩城矿区南部进行构造应力场与期次恢复,讨论研究区构造变形特征、形成机制及变形期次。分析研究区构造变形特征与构造空间组合关系,划分控煤构造样式,揭示构造成因,进行含煤有利区构造预测与评价。结果显示,区内存在NEE向挤压断块、NEE向复式地堑构造及NNE向挤压隆升-伸展断陷复合构造等3种构造样式,以NEE向复式地堑构造为主;研究区自三叠纪后经历了印支运动期NNW向挤压、燕山运动中期NWW向挤压和喜马拉雅运动期NE向挤压兼右旋剪切与NW-SE向伸展断陷作用3期构造作用,最大主压应力方位分别为335°、285°、44°;NEE向的正断层系是喜马拉雅运动期沿先存的同向优势构造剪节理面进一步发育而成,构成了区内特征性构造,控制了区内煤层空间赋存状况,其发育程度直接影响区内煤炭资源下一步勘查与开发进程。研究区东北部煤层埋藏深度适中,构造简单,是煤炭资源赋存条件最有利区,通过进一步勘查评价,有望成为韩城矿区重要的资源接续地之一。
陕北横山矿区延安组3-1煤层Sr和Ba的分布及赋存模式
王华, 杜美利, 张国涛, 李梅
2017, 45(2): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.002
浏览量:75 下载量:7
摘要:
煤中微量元素Sr和Ba的分布和赋存模式对研究煤层成煤古环境和煤炭的洁净利用有重要的意义。通过对横山5个矿区24个主采煤层煤样的工业分析、元素分析、矿物组成分析,采用相关性分析和逐级化学提取实验,研究该主采煤层中Sr和Ba的分布和赋存模式。研究发现,区内超过75%煤样属于特低灰煤;约96%的煤样全硫质量分数超过1%;主要的矿物成分为高岭石、黄铁矿和方解石。超过总分析煤样75%的样品中Sr和Ba富集,且在水平方向上Sr和Ba含量北部较南部更高。煤中Sr和Ba主要负载在天青石、重晶石、菱锶矿、碳酸钡矿、方解石和文石等矿物中。煤中Sr和Ba富集的主要原因是煤层中含有负载这两种元素的矿物。
淮南煤田山西组泥页岩微量元素地球化学特征及其意义
高德燚, 平文文, 胡宝林, 刘会虎, 徐宏杰, 程乔, 张萍
2017, 45(2): 14-21. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.003
浏览量:55 下载量:7
摘要:
泥页岩中微量元素特征对反演泥页岩形成时的沉积和古地理气候条件具有重要意义。采集淮南煤田山西组泥页岩样品,利用ICP-MS对泥页岩中微量元素进行了测试分析,探讨了研究区山西组泥页岩中微量元素的地球化学特征及其意义。结果表明,B、Cr、U、Ga、Li、Sn、Pb、Mo、Th、W等元素富集,Cd、Co、Cu、Ti、Zn、Sc、Ba、Mn、Ni、Sr等元素亏损;揭示淮南煤田山西组形成于温暖湿润和半咸水-高咸水的沉积环境中,沉积体系为开放型,体系内为弱氧化-还原环境,其中以弱还原-还原环境为主,且表现出从早期弱氧化到中后期的还原环境的演化特征;依据U/Th、Ni/Co、Sr/Cu、B/Ga、Sr/Ba、TOC等地球化学参数结果推测,盐度和氧化还原条件受到多种因素的影响,有机质的原始堆积量是影响山西组泥页岩中有机质含量的主要因素,而盐度和氧化还原条件影响有机质中各显微组分含量。研究区温暖湿润的气候和较为还原的环境为有机质的堆积和保存提供了有利条件,为页岩气的成藏提供了物质基础。
盘江地区晚二叠世成煤环境与煤储层特征
杨敏芳, 鲁静, 孙斌, 王金友
2017, 45(2): 22-26. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.004
浏览量:97 下载量:7
摘要:
贵州盘江地区是我国南方最大的煤炭工业基地之一,也是南方煤层气勘探开发的重要地区。为了揭示该区龙潭组各主力煤层聚煤环境与煤储层特征,应用煤岩学、沉积学等理论和方法,对各主力煤层的煤岩、煤质和古盐度等特征进行了分析,探讨了聚煤环境及其对主力煤层煤岩、煤质及煤储层物性的影响。结果表明,主力煤层显微组分以镜质组为主,镜惰比较高,镜惰比在垂向上呈现变小-变大-变小趋势;龙潭组下段的硫分质量分数高(>3%),而中上段硫分含量平均在1%左右。研究表明该区成煤环境可能经历了偏干燥-潮湿-偏干燥的演化过程,且降雨量充沛使成煤环境由咸化泻湖转为淡化泻湖。镜惰比和煤的灰分含量、孔隙度有较好的线性关系,说明成煤环境对煤岩、煤质及煤储层物性影响明显。
地质曲面“三维联动编辑”的一种实现方法
陈春梅, 李青元, 董前林
2017, 45(2): 27-31. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.005
浏览量:89 下载量:4
摘要:
为提高地质曲面建模的精确度和合理性,完善三维地质建模软件的平、剖面三维联动编辑功能,针对"地质工程师三维助手"建模软件中构建的不规则三角网模型,提出了三角网交换边算法,并在此软件中编码实现并验证了此算法的可行性。结果显示:三角网交换边算法在编辑二维和三维三角网的同时,能够联动编辑对应的等高线平面图和剖面图,并自动更新三角网的拓扑关系。
京西羊屎沟变质矿物组合及变质带
彭燕燕, 宋波涛, 刘路, 刘钦甫
2017, 45(2): 32-38. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.006
浏览量:53 下载量:5
摘要:
接触热变质带的划分对变质岩变质过程的研究提供了有力的依据。基于京西羊屎沟地区地层中变质矿物组合及其空间分布情况,对该区的接触热变质带进行划分,并分析变质作用的形成阶段。由于燕山期房山岩浆岩体侵入,使围岩发生不同程度的接触热变质作用,形成各种特征变质矿物。在特定岩石类型中,特征变质矿物有规律的组合。采用偏光显微镜透射法和X射线衍射分析,分为透辉石-透闪石带、二云母带、红柱石白云母带和绢云母带,表明距离岩体由近至远,岩石变质程度由高到低呈分带现象。伴随着岩浆侵入不同阶段形成不同的特征变质矿物,将接触热变质作用分为5个渐进的阶段。
鄂尔多斯盆地东缘泥质岩黏土矿物特征及其地质意义
李明培, 邵龙义, 董大啸, 鲁静, 李静琴
2017, 45(2): 39-44. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.007
浏览量:122 下载量:14
摘要:
为研究鄂尔多斯盆地东缘石炭-二叠纪古气候特征及其与成煤作用之间的关系,利用X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对研究区石炭-二叠系泥质岩中的黏土矿物组成及其环境意义进行分析。结果显示,区内泥质岩中黏土矿物主要以高岭石、伊利石/蒙皂石混层矿物为主,次为伊利石和绿泥石。黏土矿物的垂向组合特征表现为:高岭石在桥头剖面、扒楼沟剖面和成家庄剖面山西组,桥头剖面太原组底部、成家庄剖面太原组上部及本溪组中部含量偏高。伊利石在各个剖面的山西组中含量较高,绿泥石仅在山西组中上部、太原组下部含量较高。扫描电镜下黏土矿物晶体形态规则,未见明显磨蚀痕迹,伊利石结晶度为0.42°△2θ~0.63°△2θ,平均值为0.47°△2θ,结晶度较好,混层比相对质量分数平均值25.1%,表现为自生黏土矿物。根据自生黏土矿物的习性指出研究区古气候总体表现为温暖潮湿、间或在太原组早期和山西组中-晚期伴有短周期干冷气候。古气候与沉积环境两者相互印证指示聚煤作用强度的变化过程,是控制研究区内聚煤作用的关键因素。
煤层气 页岩气
井下高压水射流切割煤层增透效果数值模拟
孙四清, 郑凯歌
2017, 45(2): 45-49. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.008
浏览量:52 下载量:4
摘要:
针对井下高压水射流切割煤层增透技术,利用FLAC3D数值模拟软件,建立三维有限元模型,对不同煤体结构(软煤、硬煤)、切割深度和切割环数等因素的卸压增透效果进行数值模拟分析。模拟结果表明:在水力切割相同半径下,软煤的卸压范围约为硬煤的1.8倍,变形量约为硬煤的2.6倍;水力切割半径由0.5 m增至1 m时,煤体中应力降低为90%的区域和煤体变形量分别提高到1.56倍和1.66倍;相邻切割缝槽之间出现了交互影响,钻孔的卸压范围和煤体变形量显著增大,水力切割区域煤体呈现整体卸压状态。将数值模拟的卸压范围与理论公式计算结果进行了对比,二者之间的误差为0.46%~9.84%,表明采用数值模拟技术研究水力切割增透效果是可靠的。
寺家庄井田陷落柱对煤层气井产出水地球化学特征的影响
徐占杰, 刘钦甫, 宋璞, 姬景超, 毋应科
2017, 45(2): 50-54. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.009
浏览量:45 下载量:6
摘要:
根据产出水的矿化度、离子类型和离子质量浓度化验结果,采用水化学、单因子方差分析等方法,研究了寺家庄井田陷落柱对煤层气井产出水地球化学特征的影响,对陷落柱地区煤层气的勘探开发具有参考价值。寺家庄井田煤层气井产出水的平均矿化度为1 484 mg/L,属微咸水,HCO3-Na型。2014年4月和8月采集的井田北部煤层产出水样平均矿化度较南部高,陷落柱在井田北部较发育,蒸发作用较强,可能是导致井田北部产出水矿化度略高的原因之一。产出水矿化度随煤层气井排采时间增加略有增高且水型没有改变,说明寺家庄井田煤层气井在排水降压过程中地下水未得到及时补给。不同构造背景下煤层产出水的Na+浓度无显著差异,井田北部陷落柱区样品282位于次级向斜轴部且临近陷落柱,其Na+质量浓度最大,平均值达462 mg/L,归因于水动力条件弱且较强的蒸发作用。
澳大利亚加里里盆地煤层气控气因素及富集区预测
谷峰, 李乐忠, 俞益新, 苏展, 葛岩, 郝岩, 刘晓健
2017, 45(2): 55-61. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.010
浏览量:87 下载量:17
摘要:
加里里盆地为澳大利亚东部主要的含煤盆地,也是其煤层气勘探开发的主要区块。通过煤质特征、气源条件、构造演化、盖层条件和水文条件等对煤层气富集的主控因素和富集区进行研究。结果表明,该区煤质及生气能力相当,白垩纪中期煤层开始持续生气;白垩纪晚期的区域构造抬升使气藏遭到破坏;扇三角洲主扇体间的局部泥岩相对发育,可形成良好盖层;靠近盆地中心存在地层水滞留区,地层水矿化度高,氯化钙型为主,对煤层气保存有利,含气量和氮气组分也显示含气性变好。因此,良好局部盖层的发育和滞水环境是该区煤层气富集的主控因素;Hulton-Road构造东北、Marathon单斜以东区域及中部Berly突起以北部分区域煤层的富气条件好,是煤层气的富集区。
沁水盆地南部山西组煤储层产出水氢氧同位素特征
时伟, 唐书恒, 李忠城, 张松航
2017, 45(2): 62-68. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.011
浏览量:85 下载量:6
摘要:
水化学成分及特征对煤层气开发有重要指导意义。为研究沁水盆地南部柿庄南煤层气开发区块3号主采煤层的地下水径流与水化学特征,从该区采集了煤层气井排出水样,进行主要离子浓度及氢氧同位素测定,分析离子浓度与氢氧同位素的展布特征。同位素组成研究结果显示,3号煤层产出水均来自大气降水补给,表现出18O与D漂移的特点。研究区由东向西δD和δ18O值呈增大趋势,和Na+、K+、Cl-等离子浓度呈现出一定的正相关性,并与研究区由东向西水文径流区(氧化环境)到滞流区(还原环境)的过渡特征相符合,说明δD和δ18O值也可以作为判断煤层水径流条件与煤层气开发有利区的参考指标。
延川南地区水文地质条件及煤层气成藏
余林
2017, 45(2): 69-74. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.012
浏览量:37 下载量:12
摘要:
水文地质条件是煤层气富集、成藏以及产出过程中的重要控制因素。通过分析延川南地区水化学与水动力条件,结合排采数据,明确了延川南地区煤层的水文地质条件分布特征,研究其对煤层气含气性、成藏等影响,并划分出相应的成藏模式。研究结果表明,延川南地区2号煤层水属于碳酸氢钠型(NaHCO3)和氯化钙型(CaCl2),谭坪构造带以NaHCO3为主,矿化度较低,为4×103 mg/L左右,偏酸性,甲烷碳同位素分馏作用强,为-36‰左右,水头高普遍高于700 m;万宝山构造带以CaCl2型为主,矿化度较高,为4×104 mg/L左右,偏碱性,甲烷碳同位素分馏作用弱,为-32‰左右,水头高一般低于700 m。研究区存在3种水文条件:万宝山为高压封闭滞留区,谭坪为弱径流区,研究区中北部局部断层发育的渗流区。煤层气成藏模式主要为承压水动力和断层封堵复合型煤层气藏。
碎裂煤二维显微裂隙自动识别及信息提取
夏红欣, 屈争辉, 卢晨刚, 薛志文
2017, 45(2): 75-79. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.013
浏览量:65 下载量:2
摘要:
碎裂煤二维裂隙定量分析对构造复杂区煤储层渗透性、煤体强度有效预测有重要意义。针对2张分别取自不同变形程度碎裂煤的二维显微裂隙位图,基于MATLAB图像处理平台,经二值化、降噪和修复,编程实现裂隙自动识别,成功消除擦痕及大小不等杂斑干扰,识别裂隙与原裂隙趋于一致;然后在裂隙分割的基础上,实现了裂隙面积、长度、平均宽度及面裂隙率等参数的自动提取,并对2张位图获得的裂隙信息进行对比,结果与直观反映的裂隙发育程度一致。
阜康矿区煤的孔隙与裂隙特征
李月云, 江林华, 张大伟, 张玉贵
2017, 45(2): 80-84. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.014
浏览量:60 下载量:8
摘要:
煤的孔隙与裂隙是煤层气赋存的空间也是煤层气运移和产出的通道。在新疆阜康矿区三工、建江等7对矿井巷道煤层裂隙观测统计的基础上,采用宏观煤岩分析、显微煤岩分析、压汞实验与煤的孔隙结构分析等方法,研究阜康矿区煤层孔隙与裂隙特性,评价煤层气赋存特征与渗透性。结果表明:阜康矿区煤层孔隙发育以微孔和小孔为主,孔容和比表面积较大,有利于煤层气的吸附和解吸;裂隙发育具有非均质性,矿区西部裂隙最为发育,东部次之,中部不发育;煤岩组分中镜质组的增加会使微小孔增多,有利于煤层气的吸附;中孔孔容对孔隙度具有控制作用;阜康矿区煤层的孔隙率随着镜质体反射率的增大呈增大的趋势。研究结果对新疆阜康矿区煤层气的勘探开发具有一定的理论指导意义。
水文地质工程地质
蒙陕矿区地下水环境系统及采掘扰动
虎维岳, 赵春虎
2017, 45(2): 85-89,95. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.015
浏览量:34 下载量:12
摘要:
针对蒙陕矿区煤炭资源高强度开发与地下水为核心支撑的生态环境保护所面临的诸多问题,根据蒙陕矿区地质与水文地质结构特征,从地下水系统与水环境相关概念内涵及其相互依存关系出发,提出了地下水环境系统的概念;并从系统的空间结构特征、行为属性及其功能控制要素特征入手,将地下水环境系统细分为"结构控制层"、"水力驱动层"和"外围扰动层"3层结构;分析研究了不同结构层的功能、作用、主要组成要素及其状态表征指标,通过分析煤炭采掘活动与地下水环境系统相关结构要素的互馈机理,得出采煤活动通过对地下水环境系统中"结构控制层"的扰动进而导致"水力驱动层"的响应是诱发地下水环境系统演变的根本原因。
剪切速率对重塑饱和黏土强度影响试验
史卜涛, 张云, 胡磊, 吴吉春, 于军, 龚绪龙
2017, 45(2): 90-95. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.016
浏览量:70 下载量:3
摘要:
对不同干密度的重塑饱和黏性土进行直剪试验,探讨了剪切速率对重塑饱和黏性土剪应力-剪位移曲线的影响,分析了内摩擦角随剪切速率的变化关系。试验结果表明,干密度越小的重塑土,剪切速率对其内摩擦角的影响越明显。剪切速率主要影响剪切面附近的孔隙水压力,进而影响土体抗剪强度。剪切速率越大,剪切面周围超孔隙水压力越大,使土体总强度降低。在相同的法向应力下,不同剪切速率引起的剪切面周围孔隙水压力增量与抗剪强度差值成正比关系。当剪位移为7 mm时,剪切速率越大,土颗粒位移比较平直,剪切破坏面越平整。
成仁高速红层分布区开挖边坡变形特征及机制
钟雨奕, 苏海, 潘皇宋
2017, 45(2): 96-100. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.017
浏览量:108 下载量:5
摘要:
四川盆地红层分布广泛,其特殊的工程特性常导致严重的地质灾害。通过分析成仁高速文宫连接线边坡的变形破坏特征,得出边坡在开挖和降雨的影响下破坏机制为蠕滑-拉裂。进一步用FLAC3D进行数值分析,显示开挖卸荷和降雨影响导致滑坡灾害,其后缘发生拉裂破坏,并引发滑坡前部发生剪切滑移破坏。针对该类型的边坡,开挖后应对路堑以上部分及时采取加固措施,避免降雨入渗软化土体,加剧滑坡变形破坏。
青岛崂山路拓宽工程边坡加固稳定性研究
魏启炳, 刘志彬, 鲁洪强, 高俊启
2017, 45(2): 101-104,111. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.018
浏览量:55 下载量:3
摘要:
针对青岛崂山路拓宽工程中高陡岩质边坡加固问题,选择典型(C区)坡体,建立数值分析模型,基于强度折减法采用三维快速拉格朗日法(FLAC3D)对该边坡加固前后的稳定性进行了数值模拟。通过对计算边坡稳定性的3种失稳判据进行比较分析,选取特征点位移突变为失稳判据,确定了边坡加固前后安全系数的变化。基于现场实际监测数据,对加固后边坡的稳定状态和加固效果进行评价。对该边坡的数值分析及监测结果分析表明,边坡处于安全状态,加固工程取得了明显的效果。
煤和砂岩加载弹塑性损伤本构方程
王超, 袁旭朋, 汪开旺
2017, 45(2): 105-111. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.019
浏览量:66 下载量:4
摘要:
为了研究煤岩和砂岩在加载过程中的损伤对岩石力学性质的影响,分别对煤岩和砂岩做单轴和三轴全应力应变加卸载实验。进而构建岩石的损伤本构方程,实验结果表明:随着岩石损伤的增大,岩石的卸载弹性模量逐渐减小,塑性应变逐渐增加,表明岩石损伤属于弹塑性损伤;同时随着围压的增大,岩石的弹性模量随损伤的增加而下降的速率减小,表明岩石损伤主要引起岩石塑性应变的增加,岩石损伤破坏逐渐由脆性破坏向塑性破坏转变。假设岩石损伤速率符合威布尔统计分布规律,在此基础上构建煤岩损伤演化方程,通过实验和相关分析构建煤和砂岩弹塑性损伤本构方程。最后用构建的本构方程对实验曲线进行拟合,验证了弹塑性损伤本构方程的正确性。
粒子群算法改进及内变量本构模型参数反演
袁克阔
2017, 45(2): 112-117. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.020
浏览量:60 下载量:4
摘要:
为了研究深埋煤矿巷道通常存在长时间、大变形问题,拓展岩土工程反分析的手段,改善岩土工程反分析的效率和精度,首先基于自然选择、自适应变惯性权重、异步变化学习因子的策略改进了粒子群算法并完成了程序实现,通过Sphere和Rastrigrin两函数测试了改进算法的优越性;其次以Matlab软件为平台,联合大型有限元软件ABAQUS,编制了岩土反分析程序GeoPSOInverse.m;最后应用所编程序反演了以不可恢复应变为变量的、不显含时间的泥岩蠕变模型参数。结果证实:改进的粒子群算法在岩土工程参数反演计算中体现出了可靠的反演能力和很快的收敛速度,可进行复杂采矿工程的实践应用。
《工程岩体分级标准》在深部巷道围岩分级中的应用及分析
朱训国, 夏洪春, 王忠昶
2017, 45(2): 118-125. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.021
浏览量:72 下载量:5
摘要:
通过对新旧国标GB 50218-94、GB/T 50218-2014《工程岩体分级标准》相关内容的对比分析,指出了新国标的改进。在国标GB/T 50218-2014《工程岩体分级标准》岩体质量分级的基础上,提出了岩体基本质量指标BQ的简化计算方法,并绘制了岩体基本质量指标与岩石完整程度系数之间的关系,并建立了BQRcKv之间的关系表,通过图表结合可以较快地确定岩体基本质量等级。结论可为地下工程稳定性分析提供参考。
煤田物探
对瞬变电磁测深几个问题的思考(一)——瞬变电磁测深中偶极子源及其转换
陈明生
2017, 45(2): 126-130. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.022
浏览量:86 下载量:17
摘要:
偶极子源是电磁法研究的基本对象,是构成更复杂探测装置与资料解释的前提,也是电磁法勘探技术开发与创新的理论基础。从偶极子源的概念出发,导出了均匀大地表面上的主要偶极子源瞬变电磁场公式,并指明正垂直阶跃脉冲与负垂直阶跃脉冲激发的瞬变电磁场公式的异同,以加深认识。举例说明了相应于电性源与磁性源的场分量可根据电磁场的互易定理相互转换,便捷推导公式。重点阐述了由偶极子源的场强公式运用叠加原理可衍生更复杂的电磁场公式,诸如大回线源及其任意一点的瞬变电磁场公式,盘活了瞬变场的应用。
瞬变电磁合成孔径成像处理解释系统
张军
2017, 45(2): 131-136,142. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.023
浏览量:57 下载量:8
摘要:
瞬变电磁合成孔径成像数据处理解释软件,利用瞬变电磁小波变换预处理技术,微分电导成像及深度校正技术和脉冲压缩技术,结合合成孔径计算方法实现了对探测目标的解释和精细成像。该软件实现了从瞬变电磁原始数据到合成孔径成像成果图的计算和制作;通过图形的对比分析,提高了瞬变电磁解释分辨率。
镇泾地区延安组底界侵蚀谷地震特征及其与煤层和砂体的关系
杜辉, 周思宾, 蒲仁海, 代振龙
2017, 45(2): 137-142. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.024
浏览量:29 下载量:7
摘要:
鄂尔多斯盆地延长组沉积后期的侵蚀谷发育十分广泛。在盆地西南缘镇泾地区三维地震所做的延10底等t0图上可以识别出沿NE、NW延伸的主谷和沿NW、NE次谷体系。地震剖面上主谷为宽缓的不对称"U"形,次谷则呈相对窄"U"形和"V"形两种形态。通过钻井延9、延10砂厚、砂地比、煤厚、煤地比的统计对比并结合井与侵蚀谷的位置关系发现侵蚀谷内煤层有加厚趋势,但砂厚无明显变化。该区延9及延10的煤厚与对应层位的强振幅呈正相关,但振幅平面形态与侵蚀谷无明显关系,反映延安组发育煤层的沼泽环境形态和范围并不完全限定在古河谷内。侵蚀谷砂厚与弱振幅关系不明显,以往解释的延10时期SW-NE古流向及砂体展布与此次解释的主谷方向基本一致。
基于MEMS陀螺传感的测斜仪研制
屈召贵, 龚名茂, 汪光宅
2017, 45(2): 143-146,151. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.025
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摘要:
针对目前矿井钻探的钻孔轨迹测量存在高温、高能耗问题,提出了间歇供电的无缆存储式测斜仪。硬件上采用MEMS陀螺仪和加速度传感器,软件上采用抗干扰、误差修正、温度补偿等校正措施。可用于地质灾害监测的成孔测量并记录方位角、倾角、工具面角、孔深等姿态参数。测量后,由上位机读出数据,显示轨迹图形。经仿真与模拟测试,该测斜仪具有功耗低、体积小、测量精度高、稳定性好等优点。
基于GA-BP神经网络算法的高密度电法非线性反演
赵涛, 于师建
2017, 45(2): 147-151. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.026
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摘要:
高密度电法技术在煤矿地质灾害勘探中发挥着重要的作用。近年来,以BP(Backpropagation)神经网络为代表的一类非线性反演方法被广泛运用到高密度电法的反演中。针对BP神经网络方法在高密度电法反演中存在的易陷入局部极小、收敛缓慢、反演精度差等问题,将BP神经网络算法与遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA算法)联合演算,实现高密度电法的二维非线性反演。通过典型地电模型对该方法进行验证,结果表明遗传算法能有效优化BP神经网络的权值和阈值,提高了算法的全局寻优性。
探矿工程
煤矿井下用φ73 mm高韧性高强度钻杆的研制及应用
董萌萌
2017, 45(2): 152-156. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.027
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摘要:
针对常规外平钻杆在施工大直径定向长钻孔易发生断裂、弯曲黏扣等问题,分析其失效原因,优选了钻杆材料,研制出φ73 mm高韧性高强度钻杆(High Toughness and High Strength Drilling Pipe,HHDP)。通过性能检测和现场试验:钻杆整体抗扭能力达到20 kN·m,抗弯能力达到2°/3 m,施工大直径定向长钻孔时,千米扩孔进尺钻具事故率约0.26次/km,约为其他同规格钻杆的18%。
鄂尔多斯盆地东缘煤层气钻井实践与认识
邓钧耀, 张毅, 纪元, 宋一男
2017, 45(2): 157-162,168. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.028
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摘要:
为解决鄂尔多斯盆地东缘煤层气区块钻井过程中所遇到的裂缝性漏失、井壁坍塌、机械钻速低等实际难题,从地质条件入手,分析出困难所产生的特点与原因,采用室内分析与现场试验相结合的研究方法,提出相应处理措施。为提高整体开发效率,对丛式井组和井身轨迹进行优化,形成保持井壁稳定且降低储层损害的绒囊钻井液体系;对于裂缝性漏失,研制出准确测定漏点的5参数测试仪,在此基础上以封堵泥浆为重点研究对象,经实践形成针对不同漏失规模和漏速的封堵技术。目前,研究成果已成功指导该区500余口煤层气井的钻井工作。
深孔水力采矿碎岩与矿浆举升机具设计与试验
吴涛, 张云鹏, 陈明, 颜世艳, 杨晓伟, 熊远
2017, 45(2): 163-168. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.029
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摘要:
钻孔水力采矿技术作为一种新型非传统采矿方法,在开采易分散、疏松、多孔、弱胶结性等固体矿产时显示出独特的优点。基于钻孔水力采矿原理,主要对碎岩高压水枪工作原理和结构进行了研究,对矿浆举升系统等方面进行了优化设计,通过数值模拟分析和地表、孔内实物模型试验进行了设计验证,并研究了相应的钻孔水力采矿工艺,这些研究为未来深部固体矿产领域开发提供技术支撑。
聚丙烯酸钾钻井液在贵州镇隆煤矿钻探中的应用
朱斗圣, 王虎, 张承飞, 邓少东, 叶家松
2017, 45(2): 169-172. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2017.02.030
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摘要:
针对黔北镇隆煤矿勘探中钻遇由断层角砾和煤层叠加在一起的复杂地层,钻具难以通过的问题,综合分析了地层的特征和复杂程度,探讨采用聚丙烯酸钾钻井液进行护孔。通过对2个钻孔使用聚丙烯酸钾钻井液的探索试验,表明所采用的聚丙烯酸钾钻井液具有良好的性能,对孔壁的缩径垮塌有良好的抑制作用,可减少孔内事故发生率,满足了该矿区复杂煤系的钻探要求。