煤田地质与勘探

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潘松圻, 庄新国, 王小明, 张杰, 唐辉

2013, 41(6): 1-6. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.001

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摘要:
运用层序地层原理，通过岩心和测井资料的综合分析，对新疆准东煤田西黑山勘查区西山窑组进行了层序地层研究，识别出3个体系域-）-低位、湖扩和高位体系域，并进一步进行了高频层序单元的划分。在层序地层格架的约束下，分析了西山窑组沉积体系的配置关系，识别出辫状河三角洲和湖泊沉积体系，进而细分为4个亚相和8个微相类型。同时，对煤岩样品进行了煤质分析和显微组分定量统计，确定了研究区煤相类型主要为潮湿森林沼泽相和干燥森林沼泽相。该区煤相的垂向演化规律受湖平面升降变化所控制，而湖平面的升降受层序地层格架的约束，在不同体系域中湖平面的变化控制泥炭沼泽的发育，从而决定了煤质煤相的演化规律。

矿井小断层延伸长度的多元线性回归预测模型

邱梅, 施龙青, 滕超, 徐东晶, 孙祺, 刘磊

2013, 41(6): 7-10. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.002

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摘要:
矿井小断层普遍存在且错综复杂，对煤层开采影响很大。根据黄河北煤田赵官井田7号煤层小断层资料，选取断层走向延展长度、断层落差和断层倾角3个因素，运用多元回归分析方法，建立了7号煤层NE、NEE和NW向小断层延伸长度的预测模型。实际应用表明，该模型的预测精度较高，比较符合实际情况。

赤城煤田地质构造及其控煤作用

马永辉

2013, 41(6): 11-14. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.003

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摘要:
赤城煤田侏罗系中统延安组中赋存丰富的煤炭资源。研究该区地质构造及其控煤作用，对今后的煤炭资源勘查有一定的指导意义。本区煤系及煤层的分布规律受基底构造、同沉积构造及后期构造活动的改造等综合作用的控制，受其影响，该区煤系及煤层以NW-SE向的条带状分布于梁龙背斜两翼和赤城向斜的次级凹陷内，分布范围和埋藏深度受断层、褶皱等次级构造的控制，使煤系和煤层大致呈北部浅、南部深、东部浅、西部深的特点。因此，梁龙背斜的两翼和赤城向斜的次级凹陷是今后找煤的重点区域。

田岗断层产状的确定方法

秦显臣, 孙祥畅, 班训海, 郑波波, 黄进进

2013, 41(6): 15-18. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.004

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摘要:
搞清断层赋存状态对矿井安全生产至关重要。针对目前以范围表示方法确定断层产状存在精度不足的问题，山东崔庄煤矿通过在井下施工断层探孔，探明了田岗断层地质层位关系等情况，并运用平面投影法和矿体几何要素较准确地确定了田岗断层的产状要素，包括断层倾角、断层落差和断层走向等，从而取代了通常对断层产状较模糊的范围表示法。本研究方法原理简单，易于掌握，其计算结果比原有地质资料更加准确可靠。

CO₂分压条件下煤中矿物质溶解度数值模拟

李全中, 倪小明, 王延斌, 高莎莎

2013, 41(6): 19-21,42. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.005

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摘要:
查明煤中矿物质在不同温度和CO₂分压条件下溶解度变化规律，能为注入CO₂过程中煤储层渗透率分析提供重要依据。借助水文地球化学模拟软件PHREEQC对在不同温度和CO₂分压条件下煤中各矿物的溶解度进行了水化学模拟，得出不同温度和CO₂分压条件下矿物质溶解度的变化规律。结果表明：在无CO₂分压时，随着温度的升高各矿物的溶解度增加；当溶液中CO₂分压增加到一定程度时，随着温度的升高各矿物的溶解度降低（石英除外）；在温度相同时，随着CO₂分压的增加，所有矿物（石英除外）溶解度均增加，方解石的溶解度随着CO₂分压的升高呈现出迅速增加的趋势，其他矿物随着CO₂分压的升高，溶解度增加的速率较为缓慢。

沁水盆地煤层气富集单元划分

徐刚, 李树刚, 丁洋

2013, 41(6): 22-26. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.006

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摘要:
通过分析研究影响沁水盆地煤层气富集的构造动力条件、热动力条件和水动力条件，进而以沁水盆地形成的构造动力条件为基础，结合热动力条件和水动力条件，对沁水盆地煤层气富集单元进行划分。研究结果表明：沁水盆地可以划分为4个地质构造单元、9个煤层气富集区，并通过可采性评价，确定了2个煤层气开发有利区和3个较有利区；煤层气富集是构造动力条件、热动力条件和水动力条件综合作用以及时空匹配的结果，这3个条件的合理配置才能形成煤层气开发的有利区块。

页岩气储层特征及测井评价方法

谢小国, 杨筱

2013, 41(6): 27-30. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.007

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摘要:
为准确分析页岩气储层特征及其测井评价方法，在大量国内外文献调研基础上，综合已有的地质、测井资料，详细分析了页岩气储层的矿物成分、有机质特征、物性特征和储集特征等，提出了从含气页岩识别、页岩生烃潜力评价及含气页岩储集参数评价等三方面开展页岩气测井评价工作。对页岩气储层特征及其测井评价方法进行分析总结，可为页岩气的勘探开发提供技术支持。

韩城地区煤储层孔渗应力敏感性及其差异

吕玉民, 汤达祯, 许浩

2013, 41(6): 31-34. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.008

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摘要:
以韩城煤层气区块3号、5号和11号煤层为例，进行不同围压条件下的煤心孔渗实验，探讨了该区煤储层物性与应力之间的耦合关系，建立了相应的数学模型。结果表明，煤心孔渗随围压的增加而不断下降，渗透率应力伤害远强于孔隙度应力伤害，但各煤层的应力敏感性各不相同：在实验围压从4.14 MPa（600 psi）增加到12.42 MPa（1 800 psi）条件下，11号煤层孔渗应力敏感性最强，孔隙度应力伤害达76.5%，渗透率应力伤害达93.3%；3号煤层孔渗应力敏感性最弱，孔隙度应力伤害38.5%，渗透率应力伤害77.9%；5号煤层孔渗应力敏感性较强，孔隙度应力伤害约45%，渗透率应力伤害达83.9%。分析认为，裂隙发育状况是造成各煤层间孔渗应力敏感差异的主要原因。从实验数据的拟合情况看，幂函数模式比指数函数模式更能准确地获取测试围压范围内的孔渗内插值。

煤层气裸眼洞穴完井造成的应力集中带与煤粉产出的关系

王庆伟, 曹代勇, 王佟

2013, 41(6): 35-37. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.009

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摘要:
通过对煤层气洞穴完井周围应力分布特征分析，基于弹性理论基础，建立了极限平衡方程，进而推出因造穴而产生的应力集中带峰值点至洞穴壁的距离R。从材料力学理论和施工作业统计观测实据出发，解释了煤层气洞穴井中应力集中带R值与煤粉产出量之间的关系：即同等地质环境下，煤层气开采地质参数若无大的差异时，则煤层气裸眼洞穴完井煤粉产出量的多少与应力集中峰值点距井壁值R的绝对值大小呈正相关关系。由此证实了"应力状态改变导致煤基质破裂是煤粉产生的可能原因"，该认识对于煤层气工业生产具有一定的实际意义。

超大综采工作面开采地表层含水性自修复研究

张建民, 杨峰, 李能考, 何瑞敏

2013, 41(6): 38-42. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.010

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摘要:
研究超大综采工作面开采对地表层（0~15 m）含水性影响规律是确定生态修复策略的基础。针对西部风积沙区大规模高强度煤炭开采的特点，采用时移高分辨率探地雷达探测方法进行了开采全周期（采前-采中-采过-趋稳后）观测，获得了基于现代ARMA谱分析的风积沙区地表层含水率反演方法。研究表明：研究区内地表层含水性与地下潜水含水层没有直接的水力联系；风积沙区超大综采工作面开采对地表层起到"疏松"作用，对含有粘土隔水层区域的含水性影响不显著，而对不含隔水层区域的含水性影响相对较强；地表层含水性自修复周期小于一个自然年，而大气降水是提升和修复地表层含水性的重要外因。

华北隐伏型煤矿地下水水化学演化多元统计分析

陈陆望, 殷晓曦, 刘鑫, 桂和荣

2013, 41(6): 43-48,52. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.011

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摘要:
为了阐明采动影响下华北隐伏型煤矿地下水化学演化规律，选取淮北煤田任楼煤矿为研究示范，运用系统聚类与主成分分析法对任楼煤矿不同时期的四含、煤系、太灰与奥灰含水层地下水水样的常规水化学指标（K⁺+Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-、HCO₃^-与CO₃^2-）开展多元统计分析，从而划分不同水化学类型，进而揭示地下水化学形成条件。研究结果表明：地下水"脱硫酸"程度揭示系统逐渐封闭，受采动影响逐渐减弱；"硬化"程度揭示系统逐渐开放，受采动影响逐渐增强；"咸化"作用贯穿于"脱硫酸"与"硬化"作用过程中。而且，地下水因受采动与"咸化"作用影响，"脱硫酸"与"硬化"作用程度表现几乎相反的变化趋势。

综合考虑宏微观复合损伤的节理岩体本构模型

张吉宏, 刘红岩

2013, 41(6): 49-52. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.012

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摘要:
针对目前节理岩体损伤本构模型中仅考虑节理等宏观缺陷造成的损伤，而没有考虑岩块中微裂纹等微观损伤的不足，提出了综合考虑宏微观损伤的节理岩体本构模型。其中微观损伤模型采用基于应变强度理论和岩石微元强度服从Weibull分布假定的统计损伤模型，把其应用于被节理切割而成的岩块。而宏观损伤模型主要基于连续介质力学原理，把节理对岩体性质的劣化作为损伤来考虑。在考虑节理传压及传剪系数的基础上，提出了综合考虑宏微观复合损伤的节理岩体本构模型。算例表明宏观节理的存在大大削弱了岩体的强度，降低了其刚度，增大了其柔性。所提出的模型能够较好地反映宏微观两类损伤对岩体应力-应变关系及强度的影响，较为合理。

基于小波包变换的不同强度煤样的声发射特性

高保彬, 李回贵, 王晓蕾, 于水军, 李林

2013, 41(6): 53-57. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.013

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摘要:
为了研究在单轴压缩下不同强度煤样的声发射特征，利用RMT-150C型岩石力学伺服试验系统和CDAE-1型声发射检测仪，对硬煤、中硬煤和软煤煤样进行实验研究。为了解决煤样在声发射实验中存在的各种信号干扰和信号处理方面的问题，运用小波包变换对煤样的声发射信号进行了分解、去噪和重构。研究结果表明：经过处理之后的声发射信号能够更清晰地反映硬煤、中硬煤和软煤煤样在单轴压缩下失稳破坏的变化特征。软煤、中硬煤和硬煤的声发射信号特征各不相同，随着煤样强度的增加，煤样失稳破坏时声发射累计能量和累计计数逐渐减小，煤样在受力过程中声发射能量和计数的峰值也逐渐减小，并且在峰值处释放的能量也逐渐减小。

彬长矿区软底巷道变形特征及影响因素分析

刘会彬

2013, 41(6): 58-60. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.014

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摘要:
通过对蒋家河煤矿ZF1404工作面巷道变形特征的分析，初步总结出了彬长矿区巷道变形的影响因素：应力场的不均衡分布为控制因素；软岩底板、厚度不均、埋深较大和倾角较小为内在因素；矿山压力、顶板淋水和软岩遇水膨胀为直接因素；采动影响为间接因素。变形严重区位于赵坡向斜轴部及两侧。结合实际生产过程中采取的巷道维护措施，认为合理规划采掘布局和采掘接替、合理留设护底煤、不同区段采取不同的支护措施、及时抽排工作面涌水等治理措施能有效防止软底巷道变形，确保该工作面正常安全生产，具有一定的借鉴意义。

逐阶段安全提高巨厚松散含水层下煤层开采上限研究

王虎, 岳建华, 姜志海, 孙红卫

2013, 41(6): 61-63,67. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.015

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摘要:
为最大限度回收煤炭资源，安全缩小防水煤柱，针对淮北矿区煤层普遍上覆巨厚第四系松散含水层，煤层顶板不稳定情况，淮北刘东煤矿把提高开采上限工作分为防水、防砂两个阶段推进。首先通过研究分析西三采区第四系底部含水层和黏土隔水层等水文地质资料，确定西31000工作面第四系底部含水层为弱富水性，水体采动等级为Ⅱ级；然后通过数值模拟、物理模拟和对比分析等方法研究开采后的覆岩破坏高度，并与井下实际观测值进行对比，确定西31000工作面采后导水裂缝带的发育高度为41.3 m；据此提出了安全、合理的防水开采上限高度。安全回采后，成功解放呆滞储量22万t，为下一步进行防砂安全开采打下了良好的基础。

地震勘探中多炮远程控制系统设计

郑万波, 吴燕清, 胡运兵, 康厚清

2013, 41(6): 64-67. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.016

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摘要:
针对现有矿井地震勘探超前预测数据采集过程中多采用人工放炮，操作时间长、安全隐患多等缺点，依据国家及行业相关规程规定，采用TCP/IP和EDSL混合组网传输技术、嵌入式控制技术，设计了一种具有远程多炮控制、盲炮集中处理和环境瓦斯浓度监测功能的系统。经过测试，该系统可以有效减少因前方地质情况不明诱发的次生灾害，简化了操作流程，提高了生产效率。

地球物理技术在页岩气勘探开发中的应用和前景

刘伟, 贺振华, 李可恩, 张固澜, 容娇君, 马钊, 高君褀

2013, 41(6): 68-73. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.017

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摘要:
我国页岩气勘探开发技术还处于探索阶段，对页岩气的研究主要集中在页岩气的成藏模式、地质特征等方面。针对地球物理技术在页岩气勘探和开发中所能发挥的作用及页岩气勘探和开发对地球物理方法提出的新要求，简述了我国页岩气资源分布及美国页岩气的勘探开发情况；从页岩气资源评价参数出发，系统地阐述了地球物理方法在页岩气勘探和开发中能解决的一些问题；提出了针对页岩气的地球物理方法的发展建议。

关于频率电磁测深几个问题的探讨(四)——对频率电磁测深静态效应问题的再探讨

陈明生

2013, 41(6): 74-77. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.018

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摘要:
频率电磁测深属电磁法，同样存在静态效应问题。在前人研究的基础上，根据静态效应的概念与特征，提出用电磁场边界条件直接阐明其产生机理与表现特征，由此可以更好地解释视电阻率在双对数坐标上沿其坐标轴平移的方向与幅度。又根据视电阻率曲线在双对数坐标的平移性，指出利用与斜率不变性相关的方法做静态效应校正是有效的，例如相位法。最后补充说明了几个概念问题，以期更好地理解静态效应问题。

CSAMT探测中电场Ex全区视电阻率定义及应用

冯兵, 王珺璐, 周祥文, 王玉

2013, 41(6): 78-82. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.019

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摘要:
讨论了CSAMT电场x方向全区视电阻率定义及应用。采用积分方法将多个电偶极子叠加，获得双极源电磁场，均匀半空间的计算结果表明该方法是可行的。通过对二、三层电性断面的视电阻率计算，并与卡尼亚视电阻率、波区视电阻率对比，说明了该方法的优越性。实测CSAMT资料的计算结果表明，用电偶极子定义的CSAMT电场Ex方向全区视电阻率较好地反映了电性断面的特征。该方法对CSAMT深部探测具有实用价值，对于简化野外工作方法、减轻野外数据采集的强度及解决卡尼亚视电阻率的近场源问题具有重要意义。

巷道直流电阻率法超前探测三维数值模拟

鲁晶津, 吴小平

2013, 41(6): 83-86. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.020

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摘要:
针对巷道直流电阻率法超前探测的三维数值模拟，应用代数多重网格快速算法对二次场的有限差分问题进行求解。将均匀全空间板状体数值结果与解析解对比，最大误差不超过0.28%。模拟结果表明，巷道空腔对测量结果存在一定影响，采用比值曲线消除该影响，修正后的视电阻率极值与理论值误差为2.4%。进一步研究受旁侧影响的前方异常识别方法，可通过在不同巷道面进行定点源测量或掘进过程中的定点测量来识别旁侧影响，达到准确探测前方异常的目的。

PPTS-1压力传递型泥页岩渗透性测试系统

胡郁乐, 罗光强, 杨国巍, 刘狄磊

2013, 41(6): 87-89. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.021

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摘要:
井壁失稳一直是困扰油气勘探开发的难题，而泥页岩渗透性是评价泥页岩井壁稳定性的重要指标之一。介绍了一套基于LabVIEW软件平台的PPTS-1压力传递实验系统平台，采用岩心分析法和压力传递测试技术精确测试泥页岩的渗透率。实验结果表明，该实验平台操作简单，性能稳定，测试精度高，为井壁稳定性深入研究提供了支撑。

煤系复杂地层钻探护壁浆液研究与应用

韩建, 隆威, 郑克清

2013, 41(6): 90-92. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.022

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摘要:
基于护壁材料对浆液的流变性和失水及造壁性的影响，通过室内试验，研究了适用于煤系复杂地层的护壁浆液——膨润土-高聚物浆液。采用正交试验法得出护壁浆液的优化配方：5%膨润土+0.3% SM植物胶+0.04%聚丙烯酰胺（PAM）+1%腐植酸钾（KHm）。将这种高聚物低固相泥浆用于现场试验，在煤系复杂地层的钻探护壁中取得了良好的效果。

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2013年第41卷第6期

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