- 李焕同;莫佳峰;武玉良;曹代勇;李翔;李龙;
采用煤质化验、XRD、SEM等测试手段,分析煤的化学组分、结构特征、显微构造等特征,结合古应力估算值、古温度和应变速率等结果,探讨了湖南新化地区煤变形变质特征与构造环境的关系。结果表明:煤样的d_(002)值为3.36~3.39 nm,受天龙山构造挤压的局部应力场及叠加岩浆构造热的作用,煤逐渐转变为隐晶质石墨,结晶颗粒是由细小的鳞片组成的集合体,粒径集中在50~250 nm;石墨3R型含量随着煤化程度升高,石墨晶体开始增加,Rh相的数量减少;构造变形环境属于低温低围压高应变速率的浅层脆性–韧脆性构造域;天龙山岩体提供了构造热源,侧向挤压应力使寒婆坳向斜煤大分子结构有序化,层面间距减小,形成隐晶质石墨。
2017年04期 v.45;No.262 7-12+18页 [查看摘要][在线阅读][下载 5413K] [阅读次数：36 ] |[下载次数：183 ] |[网刊下载次数：30 ] |[引用频次：10 ] - 吴盾;张文永;朱文伟;周学年;丁海;赵志义;
在对淮南煤田太原组前期油气勘查工作调研的基础上,结合重大实物发现(油气显示层位和现场含气量测试),提出了针对山西组下伏地层的井下钻孔布设方案及其井身结构设计,并综合掌握实物发现地矿井地质构造资料,进一步提出了针对淮南煤田阜凤逆冲推覆构造带下盘系统(原地系统)太原组含煤岩系油气资源调查的地面探井布设方案及其井身结构设计。在此基础上,提出以"井下钻孔+地面探井"相结合的淮南煤田太原组非常规油气勘探开发技术。
2017年04期 v.45;No.262 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 6449K] [阅读次数：137 ] |[下载次数：218 ] |[网刊下载次数：33 ] |[引用频次：5 ] - 王静;曾凡桂;汤达祯;李松;孟艳军;
为了判断太原西山煤田物源区,并探讨物源区构造背景,运用砂岩单碎屑组分法、多碎屑组分法和重矿物组合法,综合分析了七里沟剖面二叠系下石盒子组底部骆驼脖子砂岩的特征。结果表明:骆驼脖子砂岩主要组分为石英和岩屑,石英占80%以上,岩屑占10%左右,长石极少见,体积分数小于1%,且石英和岩屑成因类型以岩浆岩型和变质岩型为主,沉积岩型含量较少;重矿物主要由锆石、磷灰石和金红石组成,揭示出物源区母岩类型为酸性岩浆岩,物源区为北面阴山古陆,砂岩组分的Dickinson三角图解表明,物源区构造背景为再旋回造山带。
2017年04期 v.45;No.262 26-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1873K] [阅读次数：45 ] |[下载次数：290 ] |[网刊下载次数：44 ] |[引用频次：4 ] - 李豪君;王兆丰;陈喜恩;赵龙;周大超;
为了实现液态CO_2相变致裂技术在低透气煤层强化消突领域经济高效消突的目的,在河南平煤十三矿进行了液态CO_2相变致裂穿层强化预抽煤层瓦斯试验,在致裂影响半径研究的基础上,通过数值模拟优化和现场验证的方法,对液态CO_2相变致裂技术布孔参数进行了研究。通过不同布孔方式、孔排间距等参数下的模拟和试验,研究结果表明:先致裂孔能为后致裂孔提供爆破自由面,使爆破易向自由面上发展,区域性致裂时为减弱自由面的影响,布孔方式上易采用线性程度低的梅花形布孔方式,合理的孔间距为0.5~0.6倍的单孔致裂有效影响半径。
2017年04期 v.45;No.262 31-37+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K] [阅读次数：44 ] |[下载次数：400 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：36 ] - 刘秋宏;
从构造和充填序列的角度分析了呼和湖凹陷下白垩统成煤环境,为该凹陷煤炭资源开发提供指导。呼和湖凹陷下白垩统主要经历伸展断陷和裂后热沉降断坳2个构造演化阶段。其中伸展断陷阶段可划分为初始张裂阶段、断裂强烈拉张阶段和断陷快速沉降阶段;裂后热沉降断坳阶段可划分为断坳转换沉降阶段和断坳沉降阶段。根据断陷盆地充填序列组合特征,将呼和湖凹陷下白垩统自下而上确定为底部粗碎屑冲积物段(Fm)、湖相细碎屑沉积段(Lm)、含煤碎屑岩段和湖相段(Cm–Lm)、湖相细碎屑沉积段(Lm)、含煤碎屑岩段和湖相段(Cm–Lm)和含煤碎屑岩段(Cm)类型。将构造演化和填充序列结合起来,探讨了南屯组二段、大磨拐河组二段和伊敏组的成煤环境。南屯组二段沉积时期,煤层主要发育在断陷湖盆沼泽长期稳定发育的滨湖地带和废弃的辫状河三角洲上。大磨拐和组二段沉积时期,凹陷为断坳浅水湖盆,北部聚煤作用主要发育在扇三角洲砂体上,南部聚煤作用主要发育在湖泊沼泽长期发育的滨湖地带。伊敏组沉积时期,凹陷全面淤浅,浅水洼地成为主要的聚煤场所。
2017年04期 v.45;No.262 38-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 816K] [阅读次数：47 ] |[下载次数：161 ] |[网刊下载次数：52 ] |[引用频次：6 ] - 陶振鹏;杨瑞东;程伟;罗睿;
运用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)分别对普安—晴隆矿区晚二叠世C17、C19、C22和C26号煤层中8个煤样和7个煤灰样进行微量元素含量的测试分析。结果表明,煤及煤灰中明显富集Li、Sc、V、Cr、Co、Ge、As、Nb、Mo、W、U等元素,且各元素在煤灰中更加富集,Nb、Zr、V、Ga和U等伴生金属元素的含量基本达到或超过了对应元素的边界品位或最低工业品位。煤中伴生元素的富集成因研究表明,V、Cr、Co、Nb和Zr等元素的富集主要受物源区峨眉山玄武岩风化碎屑物质供给的控制;U、S、Mo等元素的有限富集与海水作用有关;而受成煤期同沉积火山灰沉降的影响,煤中Li、Nb、Zr、Mo和U等微量元素表现出一致富集的特点;成煤期后的低温热液作用,使得各煤层,尤其是底部煤层(C19、C26)明显富集As、Mo、U和W等元素。综合分析认为,成煤期同沉积的火山灰沉降和成煤期后的低温热液作用是普安—晴隆矿区晚二叠世煤中伴生元素异常富集的主控地质因素。
2017年04期 v.45;No.262 44-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K] [阅读次数：44 ] |[下载次数：282 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ]
- 邢世平1;胡友彪1;吴亚萍1;范廷玉1;李文钧2
了解地下水化学特征及其形成作用对于快速识别矿井突水水源、防止矿井突水具有重要意义。在系统分析丰予井田水文地质条件的基础上，运用各常规离子与TDS（溶解性固体总量）的二次拟合曲线、Piper三线图、离子浓度变异系数、地下水Stiff图、TDS等值线图、Gibbs图以及离子比例系数图对各含水层的地下水水化学特征及形成作用进行分析。研究结果表明：各含水层的离子浓度变异系数均小于1，离子的分布比较稳定；山西组和太原组的水化学类型均为HCO<sub>3</sub>·Cl-Na+K·Ca，且Na<sup>+</sup>+K<sup>+</sup>与TDS浓度均较大，山西组和太原组是相对封闭的含水层，新生界和奥陶系的水化学类型为HCO<sub>3</sub>-Ca·Mg；水岩作用是影响各含水层化学成分的主要作用，碳酸盐岩溶解、硅铝酸盐溶解以及蒸发岩溶解是影响地下水化学成分的主要因素。
2017年04期 85-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K] [阅读次数：118 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：150 ] |[引用频次：0 ] - 韩琨;
通过对玛尔挡改线公路高边坡工程地质及水文地质条件调绘探查、岩层节理裂隙统计,采用赤平极射投影法对边坡进行稳定性分析。分析结果显示,高边坡整体处于稳定状态,但如果不采取防护措施,边坡岩土层经过长期的风化剥蚀,边坡局部会逐渐趋于欠稳定状态。根据该地区气候、环境及以往经验,提出采用锚拉式混凝土挡墙结合柔性防护网的生态防护措施对边坡进行防护,实施效果良好。
2017年04期 v.45;No.262 94-96+101页 [查看摘要][在线阅读][下载 872K] [阅读次数：40 ] |[下载次数：121 ] |[网刊下载次数：9 ] |[引用频次：3 ] - 杨建;梁向阳;丁湘;
蒙陕接壤区侏罗系深埋煤层开采过程中,掌握不同阶段矿井涌水量变化规律,是保障煤矿安全的关键。从含水层发育特征、巷道掘进进尺、采空区半径等方面开展了相关研究,结果表明:蒙陕接壤区煤层顶板导水裂缝带范围内的3层复合含水层,富水性差异较大,分别对巷道掘进阶段和工作面回采阶段涌水量影响较大。煤矿建井阶段,矿井涌水量随着巷道掘进进尺增加而增加,但单位进尺涌水量变化不大,平均涌水量为0.008 32 m~3/(h·m)。工作面回采前将钻孔水量降至5.0m~3/h以下,水压降至1.0 MPa左右,实现了顶板含水层静储量充分疏放目标。首采面和接续面回采阶段,矿井涌水量呈"阶梯式"平稳增加,矿井涌水量与采空区半径呈线性正相关关系。通过对侏罗系深埋煤层开采过程中矿井涌水量变化规律和影响因素的研究,可以为其他矿井建设和工作面回采提供安全保障和科学依据。
2017年04期 v.45;No.262 97-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 567K] [阅读次数：43 ] |[下载次数：246 ] |[网刊下载次数：33 ] |[引用频次：29 ] - 王效宾;胡俊;居俊;
为掌握水泥改良土杯型冻土壁的解冻规律,以南京地铁10号线过江隧道盾构出洞水平冻结加固工程为例,对水泥改良土杯型冻土壁融化温度场进行了三维数值模拟,并研究了导热系数、比热容、相变潜热等因素变化对融化温度场的影响规律。结果表明:冻结水泥土解冻速度受初始温度影响较小,受冻土位置影响较大;解冻过程中,冻土壁外侧1 m处的非冻结土温度先降后升,冻土壁外侧3~7 m处土体温度始终呈下降趋势;随着导热系数减小、相变潜热增大、比热容增大,解冻时间延长;比热容对冻结水泥土解冻过程的影响主要体现在升温阶段,相变潜热主要影响冻土相变阶段,导热系数既影响升温阶段又影响相变阶段。
2017年04期 v.45;No.262 102-106+111页 [查看摘要][在线阅读][下载 746K] [阅读次数：34 ] |[下载次数：282 ] |[网刊下载次数：19 ] |[引用频次：18 ] - 吕玉广
为有效管理和利用矿井长期积累的大量水化学数据，介绍了基于Microsoft Excel的数据管理方法。该方法既方便水化学特点分析，也有利于质量标准化建设，设计的数据表可作为模板供生产单位防治水技术人员使用。通过应用实例说明了水化学数据在防治水工作中的重要性，同时，也证明传统简单分析方法仍是常用且有效的方法。
2017年04期 107-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K] [阅读次数：100 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：144 ] |[引用频次：0 ] - 代革联;薛小渊;许珂;牛超;杨韬;
在全面分析韩城矿区地质与水文地质条件的基础上,应用相关因素分析方法,提出研究区煤层底板奥灰含水层突水的指标体系,并以多个典型煤矿为例,重点分析了受奥灰含水层威胁最严重的11号煤层底板突水的影响因素;构建了有效隔水层厚度、褶皱规模、含水层富水性、断层规模4个评价指标;采用脆弱性指数评价方法对11号煤层底板突水的危险性进行了分区。
2017年04期 v.45;No.262 112-117+125页 [查看摘要][在线阅读][下载 2730K] [阅读次数：73 ] |[下载次数：421 ] |[网刊下载次数：28 ] |[引用频次：21 ] - 陈军;董少春;尹宏伟;任永乐;姚素平;
以淮南潘一矿塌陷积水区为例,分析测试了塌陷积水区12个采样点水样中的7种重金属元素(Cr、Cd、Zn、Cu、Pb、Ni和Fe)的含量,采用美国环保局(USEPA)推荐的水环境健康风险评价模型,对重金属由食入途径进入人体所引起的健康风险进行评估和分析。研究发现,研究区水体中重金属致癌风险值为(5.06~8.06)×10~(–6)/a,根据我国环境保护部推荐的健康风险标准,存在健康风险。其中,Cr的致癌风险占总致癌风险的98.52%。非致癌健康风险值在10~(–10)/a的数量级,健康风险不明显,而非致癌健康风险的贡献大小顺序为,Cu>Pb>Fe>Cr>Cd>Ni>Zn。其中,Cu的贡献率最大,占非致癌总风险值的48.62%。同时还发现,研究区的重金属致癌风险占总健康风险的99.99%,这表明该区域总的水质健康风险几乎全部由致癌风险构成,而致癌风险中又几乎由Cr组成。
2017年04期 v.45;No.262 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 3595K] [阅读次数：51 ] |[下载次数：271 ] |[网刊下载次数：48 ] |[引用频次：8 ] - 叶万军;刘忠祥;杨更社;赵志鹏
土体内部由于所处环境差异会造成水分场的不均匀分布，为了探究不同影响因素下重塑黄土水分迁移的规律，配置不同干密度、初始含水率水平的重塑土样，在不同温度梯度、不同温度水平下进行重塑黄土水分迁移室内试验，分析在4种不同因素变化下黄土体内部水分场的变化规律及机理。结果表明：土样两端施加的温度梯度越大，水分迁移速率就越快，温度势是引起土体内部水分迁移的主要驱动力；土样的干密度越大，基质势越大，同时渗透系数越小，阻碍了水分的迁移，故水分迁移速率越慢；当土样含有较大的含水率时，由于渗透系数较小，造成迁移速率较小，当土样初始含水率较小时，由于总土水势较小，造成迁移速率较小，当初始含水率在一定范围内时，其迁移速率较快；在土样两端施加的温度水平越低，导致总土水势越大，故水分迁移速率越快。
2017年04期 126-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 344K] [阅读次数：107 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：155 ] |[引用频次：0 ]
- 陈明生1;许洋鋮2
首先给出瞬变电磁（TEM）场卷积计算式，并将关断电流变化率函数看成冲击函数，垂直阶跃脉冲激发的场分量看成输入信号，卷积结果就是任意形状关断电流的TEM响应。把电流激发脉冲看成是许多垂直阶跃函数的叠加，通过叠加这些阶跃函数的响应求得任意电流脉冲激发的瞬变电磁响应。当已知TEM场的实测值和关断电流形状，就可按编程的方法计算全期视电阻率。文中给出了2个斜坡关断电流激发的电偶极源TEM垂直磁场算例，一个为均匀半空间的响应及其全期视电阻率，另一个为三层K型地电断面的响应及其全期视电阻率。
2017年04期 131-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K] [阅读次数：77 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：120 ] |[引用频次：0 ] - 李仕为1;2;张宏伟1;荣海1;康震1
为了对近直立特厚煤层冲击地压进行防治，采用地面岩柱深孔爆破方法对煤层间岩柱进行预裂爆破，并采用地面EH-4探测法和井下瞬变电磁探测法对爆破前后岩柱体的物理力学结构进行探测，对卸压效果进行分析。EH-4探测表明，深孔爆破后岩柱结构破坏明显，在+550~+650 m水平范围时，岩柱体的电阻率等值线由近直立向近水平发育，视电阻率值主要集中在150~250 Ω·m，明显高于未爆破区域；井下瞬变电磁探测表明，深孔爆破后岩柱裂隙增大，探测区域前方20~90 m，视电阻率值从爆破前的25~86 Ω·m增加到爆破后的84~216 Ω·m，出现高阻异常区域。深孔爆破后岩柱破碎效果较好，岩柱体内积聚的弹性能得到释放，卸压效果明显，有效降低了冲击地压发生的危险性。
2017年04期 135-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 2262K] [阅读次数：121 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：127 ] |[引用频次：0 ] - 杨臣明;
通过AVO(Amplitude Versus Offset)反演可直接求取煤层气储层的弹性参数,指导储层的评价工作。在介绍Gray近似方程的基础上,应用该方程进行了三参量AVO反演方法的研究,直接计算出了煤层气储层的密度、体积模量和剪切模量;依据煤层气富集区3个弹性参数的特征,对比求取3个弹性参数剖面后,圈定出煤层气富集区;最后,通过模型和实例分析,验证该方法的可行性。
2017年04期 v.45;No.262 141-143+148页 [查看摘要][在线阅读][下载 2224K] [阅读次数：51 ] |[下载次数：129 ] |[网刊下载次数：65 ] |[引用频次：1 ] - 燕斌;
矿用随钻轨迹测量系统的工具面向角和倾角通常采用加速度传感器实现测量,然而由于传感器制作工艺、探管机械加工以及装配等因素使得工具面向角和倾角的测量出现误差。为了修正上述系统误差,首先介绍了随钻轨迹测量系统及其工作原理,进而分析了加速度传感器的误差产生,并建立了MEMS加速度传感器的误差模型;提出了一种基于三十六位置的加速度标定方法,并对其进行相应的测试。实验结果表明:建立的加速度误差模型在随钻轨迹测量系统中,倾角精度为0.2°,工具面向角精度为0.2°,且倾角和工具面向角之间相互影响较小,能够满足实际煤矿井下钻探工艺的精度需求。
2017年04期 v.45;No.262 144-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 761K] [阅读次数：28 ] |[下载次数：279 ] |[网刊下载次数：18 ] |[引用频次：24 ] - 刘志民;韩雷;张伟杰;吴淼;
在掘进工作面上设计多点电流源双频激电法探测电极布置方式,根据稳定电流场性质,建立多点电流源电场线微分方程,基于变步长四阶五级Runge-Kutta-Felhberg算法,对微分方程组进行求解。定义探测电场空间立体角和电场线边界角概念,分析探测电场平均电流密度随主屏流比系数及距掘进断面距离变化规律,确定聚焦效应探测时主屏流比系的取值范围。同时改变约束屏流比系数和主屏流比系数,分析探测电场偏转角的变化规律及对其影响的主要因素,确定偏转效应探测时约束屏流比系数的取值范围。工业性试验表明:利用该方法进行超前扫描探测,根据视幅频率和视电阻率异常激电效应参量变化规律,能够有效识别工作面前方围岩地质构造特征及低阻含水异常体的方向,但含水异常体距工作面的准确距离和含水量的大小尚需进一步研究。
2017年04期 v.45;No.262 149-156+162页 [查看摘要][在线阅读][下载 2492K] [阅读次数：41 ] |[下载次数：126 ] |[网刊下载次数：23 ] |[引用频次：5 ]
- 王桦;郝世俊;莫海涛;
随着气举反循环钻进技术及配套设备的不断发展和完善,其应用日益广泛,用于煤矿勘探开发领域时,确定合理的工艺参数十分关键。基于气举反循环钻进双壁钻具系统结构特点,依据牛顿第二定律求解出气举反循环钻进中岩屑被举升排出的临界速度模型,然后根据能量守恒定律,考虑压缩气体的沿程损失和局部阻力损失,建立了气举反循环钻进的启动风压模型。用Matlab对模型进行计算,分析发现井深、气液混合器的下入深度、沉没比和钻井液密度都对启动风压有影响。计算结果为确定合理的启动风压奠定了基础,为空压机的合理选配提供了依据,对保证良好的钻进效果具有重要意义。
2017年04期 v.45;No.262 157-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K] [阅读次数：85 ] |[下载次数：198 ] |[网刊下载次数：18 ] |[引用频次：12 ] - 周云1;2;张绍和1;2
针对现有浅孔取心单管钻具结构简单，在浅孔复杂地层中钻进易出现取心率低，钻孔过程中无法护壁而导致孔壁坍塌，土样窜层及隔水、护心不力等问题，研制了一种适用于浅孔复杂地层的<i>φ</i>110型绳索取心钻具。为适应浅孔复杂地层钻探的需要，在打捞器中设计了一种连接杆式的安全脱卡机构，并增加了加重机构，得到了加重质量的理论公式。在内管总成中，改进了弹卡定位机构，删去了到位报信机构和岩心堵塞机构，并将普通绳索取心钻头替换为超前侧喷钻头，大大缩短了钻具的长度。推导了内管下落速度的理论公式，采用ABAQUS对绳索取心钻具的易损件——悬挂环和座环的损坏机理进行了分析。现场试验表明，该<i>φ</i>110型绳索取心钻具能完成浅孔复杂地层的钻探，并能有效地保护孔壁，提高岩心采取率。
2017年04期 163-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1240K] [阅读次数：86 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：161 ] |[引用频次：0 ] - 周云;张绍和;
针对现有浅孔取心单管钻具结构简单,在浅孔复杂地层中钻进易出现取心率低,钻孔过程中无法护壁而导致孔壁坍塌,土样窜层及隔水、护心不力等问题,研制了一种适用于浅孔复杂地层的Φ110型绳索取心钻具。为适应浅孔复杂地层钻探的需要,在打捞器中设计了一种连接杆式的安全脱卡机构,并增加了加重机构,得到了加重质量的理论公式。在内管总成中,改进了弹卡定位机构,删去了到位报信机构和岩心堵塞机构,并将普通绳索取心钻头替换为超前侧喷钻头,大大缩短了钻具的长度。推导了内管下落速度的理论公式,采用ABAQUS对绳索取心钻具的易损件——悬挂环和座环的损坏机理进行了分析。现场试验表明,该Φ110型绳索取心钻具能完成浅孔复杂地层的钻探,并能有效地保护孔壁,提高岩心采取率。
2017年04期 v.45;No.262 163-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 449K] [阅读次数：127 ] |[下载次数：185 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] - 张彪;张遂安;董银涛;孙延明;杜谣;
对煤层气径向钻井过程中钻井管柱系统压耗和高压水射流破岩机理进行分析,列出了钻井管柱系统各部分磨阻系数的计算公式和喷嘴射流动力公式。通过理论分析与室内试验,提出了煤的水力冲击破碎压力与其物理力学参数之间的关系式,以及水力冲蚀速度与无因次冲击压力之间的关系。结果表明:通过加权平均值法计算得到的临界破碎压力与实际值吻合良好;在3~8倍临界破碎压力下,冲蚀速度约为无因次冲击压力的0.4倍。根据文中压力预测步骤,对现场作业进行压力预测,得到的井口压力预测结果比实际施工压力低3~5 MPa。
2017年04期 v.45;No.262 170-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 349K] [阅读次数：40 ] |[下载次数：161 ] |[网刊下载次数：18 ] |[引用频次：4 ]