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构造煤变形过程中矿物及元素响应——以朱仙庄矿8号煤为例 被引量:5
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作者 程国玺 姜波 +2 位作者 刘和平 刘杰刚 宋昱 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期985-995,共11页
煤变形过程中矿物及元素的响应特征是构造煤研究的一个新领域,并可能为煤与瓦斯突出预测提供新的方法和手段。在淮北朱仙庄矿8号煤Ⅱ832工作面不同类型构造煤扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(IC... 煤变形过程中矿物及元素的响应特征是构造煤研究的一个新领域,并可能为煤与瓦斯突出预测提供新的方法和手段。在淮北朱仙庄矿8号煤Ⅱ832工作面不同类型构造煤扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等实验测试的基础上,分析了煤构造变形过程中矿物及元素的响应特征,并探讨了其迁移聚集模式。结果显示,随着构造变形的增强,煤中矿物由完整的层片状破碎为残斑状,矿物薄膜甚至随煤体发生揉皱变形,同时由单矿物独立分布变为多矿物相互混杂,韧性变形煤中矿物种类及含量均有显著增加;煤中不同种元素对构造变形的敏感程度不同,可划分为脆性变形敏感型元素(主要包括Ca,Mg,Zn,Mn,Sb,Hg等元素)、韧性变形敏感型元素(主要包括Si,Al,K,Rb,Th,Cu,Th,Cu,Cr和REE元素等)和稳定或复杂变化型元素3类;结合不同类型构造煤结构及其应力应变环境的差异,将构造煤中矿物和元素迁移聚集概括为动力变质作用驱动、裂隙充填和韧性变形混合流变等3种模式。动力变质作用主要影响煤中有机元素及与有机质相关的元素类型;构造裂隙的发育及热液流体的充填导致了脆性变形煤中碳酸盐矿物、低温热液型硫化物矿物及相应元素的富集;韧性流变作用使得煤中黏土矿物及相应元素在韧性变形煤中相对富集。 展开更多
关键词 构造煤 矿物和元素 敏感元素 迁移聚集模式 朱仙庄矿
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构造煤中有机显微组分变形差异的力学及分子结构本质
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作者 侯晨亮 姜波 +3 位作者 李明 宋昱 刘和武 程国玺 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1633-1646,共14页
煤体微观变形的非均质性对煤层气赋存、运移产出具有重要影响,其中有机显微组分变形差异是煤体微观变形的关键,当前对有机显微组分变形差异性与其力学性质及分子结构之间的内在联系研究仍相对薄弱。以构造煤中有机显微组分变形差异性特... 煤体微观变形的非均质性对煤层气赋存、运移产出具有重要影响,其中有机显微组分变形差异是煤体微观变形的关键,当前对有机显微组分变形差异性与其力学性质及分子结构之间的内在联系研究仍相对薄弱。以构造煤中有机显微组分变形差异性特征研究为基础,借助原生结构煤的高温高压变形物理模拟试验验证原位温度-应力条件下有机显微组分的变形规律,结合有机显微组分的原位纳米力学参数和分子结构特征等测试结果,阐释了构造煤中有机显微组分变形差异的力学及分子结构本质。结果表明:壳质组的分子结构松散、稳定性低、可抵抗的应力最小,表现出的硬度和弹性模量也最小,相同温度、应力载荷作用下蠕变位移最大,构造应力作用下易发生韧性弯曲变形;镜质组的分子结构相对紧密、稳定性较高、可抵抗应力较大,其硬度和弹性模量较大,相同温度、应力载荷作用下蠕变位移较小,构造应力作用下多出现脆性破裂变形;相比而言,惰质组的分子结构最为紧密、稳定性最高、可抵抗应力最大,其硬度和弹性模量最大,等同温度、应力载荷作用下蠕变位移最小,相同构造应力作用下产生的脆性破裂变形要弱于镜质组。 展开更多
关键词 构造煤 微观变形 有机显微组分 力学性质 分子结构
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矿井构造预测及其在瓦斯突出评价中的意义 被引量:29
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作者 姜波 李明 +1 位作者 程国玺 李凤丽 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2306-2317,共12页
矿井构造是制约煤炭生产的最重要因素之一,不仅直接影响到煤矿生产效率,同时对矿井瓦斯突出和突水等严重威胁煤矿安全生产的地质灾害具有重要的控制作用。因此矿井构造预测与评价不仅是煤矿生产中亟待解决的实际问题,也是一个重要的科... 矿井构造是制约煤炭生产的最重要因素之一,不仅直接影响到煤矿生产效率,同时对矿井瓦斯突出和突水等严重威胁煤矿安全生产的地质灾害具有重要的控制作用。因此矿井构造预测与评价不仅是煤矿生产中亟待解决的实际问题,也是一个重要的科学难题。本文较为系统地评述了我国矿井构造预测以及矿井构造对瓦斯赋存与突出的控制作用的研究现状,并以阳泉矿区新景矿为例阐释了依据区域地质背景-矿井构造-煤体变形特征-构造煤发育及其瓦斯特性进行瓦斯赋存与突出预测的研究思路、内容与技术方法。研究表明,20世纪80年代以前矿井构造研究以定性评价和预测为主;20世纪90年代至21世纪初,矿井构造预测从定性的描述到定量评价取得了实质性的进展,但近年进展较为缓慢,指出基于地质实际的数理方法、地球物理探测和计算机技术的多源信息融合预测理论与方法是矿井构造定量预测和评价重要发展方向;分别从断裂、褶皱和层滑构造等方面阐释了瓦斯赋存与突出的构造控制的研究现状,指出目前多限于某些特定因素或静态的分析,而以矿井构造预测为基础,深入剖析矿井构造控制下的不同类型构造煤的发育、演化及分布规律,揭示不同类型构造煤的瓦斯地质特征是瓦斯突出预测的发展趋势;新景矿的实例剖析表明,EW向与NNE—NE向褶皱叠加复合独具特色的矿井构造对构造煤发育和瓦斯赋存具有关键控制作用,揭示了瓦斯非均质性分布的构造动力学机制。 展开更多
关键词 矿井构造 预测 瓦斯突出 评价 新景矿
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黔西土城向斜构造煤发育模式及构造控制 被引量:10
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作者 李明 姜波 +2 位作者 刘杰刚 朱鹏 程国玺 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1565-1571,共7页
构造复杂区构造煤发育及其分布规律是煤层气勘探与甜点区评价的重要研究内容之一。在野外构造系统观测和矿井构造特征分析的基础上,结合矿井井下煤体结构观测与构造煤发育特征分析,探讨了黔西土城向斜的构造特征及其对构造煤发育的控制... 构造复杂区构造煤发育及其分布规律是煤层气勘探与甜点区评价的重要研究内容之一。在野外构造系统观测和矿井构造特征分析的基础上,结合矿井井下煤体结构观测与构造煤发育特征分析,探讨了黔西土城向斜的构造特征及其对构造煤发育的控制机理。研究表明:土城NW向弧形断褶带具有"弧形断褶组合,基底断裂控制,局部变形强烈,变形衰减迅速"的构造变形特征,而土城向斜为一NW向延伸的短轴开阔斜歪向斜,向斜内部构造分异显著,可以进一步划分为NE翼单斜弱变形区、SW翼陡立强变形区和NW部构造复杂区;依据构造煤发育及其分布对构造的响应特征,提出了土城向斜构造煤发育的10种地质模式,并进一步将其归纳为褶皱成因型和断裂成因型两大类型,其中褶皱成因型构造煤发育普遍、类型较为单一,是煤体结构垂向分异的主导因素;断裂成因型构造煤分布较为局限,但常发育强变形构造煤、且构造煤变形序列相对较为完整。 展开更多
关键词 黔西 土城向斜 构造煤 发育模式 构造控制
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煤缩合芳环应力响应:对无烟煤石墨化的启示 被引量:4
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作者 宋昱 姜波 +5 位作者 王猛 李凤丽 程国玺 侯晨亮 冯光俊 全方凯 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4336-4351,共16页
浅层次(<5 km)滑脱构造中剑鞘褶皱的发现预示着脆性变形域中同样发育有煤层韧性剪切带,且其结构-构造特征和伴生石墨矿化现象已被人们所认识,然而对于煤大分子缩合芳环应力响应特征则知之甚少,且缺乏实验论证及理论分析。以原生结构... 浅层次(<5 km)滑脱构造中剑鞘褶皱的发现预示着脆性变形域中同样发育有煤层韧性剪切带,且其结构-构造特征和伴生石墨矿化现象已被人们所认识,然而对于煤大分子缩合芳环应力响应特征则知之甚少,且缺乏实验论证及理论分析。以原生结构无烟煤的高温高压变形实验,高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)以及X射线衍射(XRD)分析为主要研究方法,分析次高温条件下(<300℃)应力(~200 MPa)和应变速率(1×10^(-5)~1×10^(-7)s^(-1))对煤中缩合芳环结构有序性的影响,揭示不同应力状态和应变速率条件下煤缩合芳环的结构有序化演化规律及其对无烟煤石墨化成矿的启示。结果表明,高构造应力和低应变速率使得无烟煤大分子缩合芳环长度生长,定向性增强;2者对缩合芳环结构有序性的影响最为显著。煤中缩合芳环弯曲程度随着差异应力和静水压力的升高而升高,随着应变速率的降低而升高;堆叠程度则随着差异应力的升高和应变速率的降低而略微升高,对静水压力和温度的变化不敏感。XRD结果显示缩合芳环碳网间距随着构造应力的升高和应变速率的降低而逐渐降低,与HRETM的表征结果一致。实验结果表明除温度之外,高差异应力和低应变速率是无烟煤大分子基本结构单元有序化增强的关键因素。作为上地壳力学性质最为软弱的岩层,煤大分子缩合芳环应力响应特征研究对于无烟煤石墨化成矿作用有重要启示作用。 展开更多
关键词 无烟煤石墨化 煤缩合芳环 碳网间距 构造应力 应变速率 多层次滑脱
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甘南州春小麦引种试验初报 被引量:1
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作者 蒲辉 胡芳菊 +2 位作者 程国玺 丁耀录 吴伟才 《甘肃农业科技》 2007年第8期30-31,共2页
在甘南州夏河县王格尔塘乡洒索麻村对引进的6个春小麦新品种(系)进行了比较试验,结果表明,品系97174-1、9414-9、941-1综合性状优良,折合产量分别为4583.3、4166.7、4083.3 kg/hm2,分别较对照品种临麦30号增产22.2%、11.1%、8.9%,抗白... 在甘南州夏河县王格尔塘乡洒索麻村对引进的6个春小麦新品种(系)进行了比较试验,结果表明,品系97174-1、9414-9、941-1综合性状优良,折合产量分别为4583.3、4166.7、4083.3 kg/hm2,分别较对照品种临麦30号增产22.2%、11.1%、8.9%,抗白秆病和白粉病,轻感条锈病,生育期110 d左右,适宜在大夏河沿岸种植。 展开更多
关键词 甘南州 春小麦 引种 试验
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