非均厚特厚煤层开采高位组合悬臂板结构运动致灾机制

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作者 朱卫兵 郭春雷 +3 位作者 罗讯 柴发英 谢建林 柴毅 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第12期1-10,共10页

非均厚特厚煤层开采会显著影响采场顶板破断结构形式,进而对工作面矿压显现造成极大影响。为了揭示甘肃某矿深部特厚煤层开采顶板大能量事件发生机理,采用数值模拟、物理模拟、钻孔探测及内部岩移监测方法,研究了非均厚特厚煤层开采顶... 非均厚特厚煤层开采会显著影响采场顶板破断结构形式,进而对工作面矿压显现造成极大影响。为了揭示甘肃某矿深部特厚煤层开采顶板大能量事件发生机理,采用数值模拟、物理模拟、钻孔探测及内部岩移监测方法,研究了非均厚特厚煤层开采顶板破断结构形式及致灾机制。结果表明:40 m累计采厚区域的裂隙发育高度远大于20 m采厚区域,导致后者上方易形成高位组合悬臂板结构,确定该结构破断运动是造成顶板灾害发生的主要原因,并得到了模拟结果的验证。根据4个地面钻孔钻进过程中的冲洗液漏失及掉钻情况,发现首采4 m厚油页岩解放层的裂隙发育高度仅为75 m,位于亚关键层2底界;煤二层20,40 m采厚区域的裂隙发育高度分别为289,504 m,大致位于亚关键层4和主关键层底界,揭示了不同采厚区域顶板采动裂隙发育差异,进一步证实了高位组合悬臂板结构的客观存在。结合ZY1地面钻孔内部岩移光纤断点高度变化与大能量事件之间的关联,明确了高位组合悬臂板破断结构运动引发采场强矿压显现的致灾机制。研究结果可为类似非均厚煤层赋存或特厚煤层分层开采条件下的工作面安全高效生产提供参考。 展开更多

关键词 非均厚开采 特厚煤层 组合悬臂板 顶板灾害 深部开采 内部岩移监测 关键层

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浅埋深厚硬基岩综放工作面覆岩运移破坏规律研究 被引量：1

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作者 常云博 薛吉胜 +3 位作者 郑立永 马金奎 高新建 朱有彬 《煤炭工程》 北大核心 2024年第6期144-151,共8页

为揭示浅埋厚煤层综放工作面顶板来压及覆岩运移特征,在五家沟矿15304工作面辅运巷内施工钻孔,现场重探顶板岩层分布及关键层位置,并对来压期间的顶板不同层位的裂隙发育特征及破断位置进行监测,分析工作面支架工作阻力分布规律。结果表... 为揭示浅埋厚煤层综放工作面顶板来压及覆岩运移特征,在五家沟矿15304工作面辅运巷内施工钻孔,现场重探顶板岩层分布及关键层位置,并对来压期间的顶板不同层位的裂隙发育特征及破断位置进行监测,分析工作面支架工作阻力分布规律。结果表明:顶板关键层控制工作面覆岩运移及工作面矿压显现,关键层破断引起覆岩剧烈运动及采场剧烈来压,采空区覆岩垮落以规则的弧线状向上发育,其中由顶板中间底部向上部、两端逐渐递减,覆岩破坏形态易形成“马鞍形”。由于亚关键层厚度及强度较大,导致15304工作面推进90 m时亚关键层才发生破断引起初次来压,周期来压过程中导水裂隙带逐步向上发育到主关键层附近,厚硬关键层阻断了顶板裂隙继续向上发育。该工作面初次来压步距90 m,周期来压来压步距22 m;覆岩垮落带最大发育高度为44 m左右,导水裂缝带最大发育高度为58 m。 展开更多

关键词 浅埋煤层 覆岩运移 厚关键层 覆岩“两带” 矿压监测

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厚硬火成岩的关键层复合效应及致灾机理分析 被引量：3

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作者 舒龙勇 邓志刚 +1 位作者 常未斌 孔胜利 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第7期37-41,共5页

以杨柳煤矿发生的2号地面钻井喷水-瓦斯事故为实例,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了2层厚硬火成岩的相互组合关系,研究了厚硬火成岩下保护层开采覆岩裂隙演化特征和地面钻井发生喷水-瓦斯事故的原因。结果发现:火成岩附近的... 以杨柳煤矿发生的2号地面钻井喷水-瓦斯事故为实例,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了2层厚硬火成岩的相互组合关系,研究了厚硬火成岩下保护层开采覆岩裂隙演化特征和地面钻井发生喷水-瓦斯事故的原因。结果发现:火成岩附近的煤体存在着大量的热解气孔,煤层吸附瓦斯能力增强,因厚硬火成岩的存在,控制了其上覆岩层的运动,弯曲带内存在裂隙与离层长期不闭合的区域,成为水和瓦斯的富集区和运移通道;当厚硬火成岩突然发生强度失稳时,瞬间释放大量弹性应变能,诱导了地面钻井喷水-瓦斯事故的发生。基于此研究结果,提出了厚硬火成岩下复合动力灾害的防治对策。 展开更多

关键词 厚硬火成岩 突出煤层 关键层 致灾机理 动力灾害

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乌东煤矿坚硬岩层注水软化与效果评价研究 被引量：3

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作者 杨长德 李金波 +2 位作者 张伟光 李春阁 王鹏 《煤炭工程》 北大核心 2018年第11期51-53,共3页

为解决急倾斜煤层开采过程近直立顶底板岩层破坏导致冲击地压现象,针对急倾斜岩层的危险性,在其内部开凿工艺巷,采用高压注水方法对岩层进行弱化处理,并采用微震监测和PASAT-M探测手段进行弱化效果的观测和统计。结果表明:高压注水改变... 为解决急倾斜煤层开采过程近直立顶底板岩层破坏导致冲击地压现象,针对急倾斜岩层的危险性,在其内部开凿工艺巷,采用高压注水方法对岩层进行弱化处理,并采用微震监测和PASAT-M探测手段进行弱化效果的观测和统计。结果表明:高压注水改变了岩体的内部结构,使岩体初始强度降低;微震监测发现注水后岩柱高能事件减少,低能事件增加,能量积累程度降低,减小冲击危险性; PASAT-M探测显示在高压注水的作用下岩体内部高应力区峰值降低,低应力区峰值上升,但总体应力集中系数减小。注水软化对降低直立岩层应力集中具有明显效果,能够有效地缓解或防治直立岩层冲击地压的发生。 展开更多

关键词 坚硬岩层 注水软化 急倾斜特厚煤层 应力集中 岩层弱化 微震

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近距离煤层开采冲击地压防治技术研究 被引量：3

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作者 刘鹏 曲延伦 刘宝亮 《中国煤炭》 北大核心 2015年第12期40-43,共4页

南屯煤矿的3_上、3_下煤层间距2～13 m,3上煤层开采中受巨厚红层初次断裂影响引发强矿震,并诱发采场形成冲击灾害,且在3_下煤层开采中仍发生强矿震。分析了开采3_下煤层上覆岩层的冒落和移动规律,得出3_下煤层采动引发矿震的机理。依据... 南屯煤矿的3_上、3_下煤层间距2～13 m,3上煤层开采中受巨厚红层初次断裂影响引发强矿震,并诱发采场形成冲击灾害,且在3_下煤层开采中仍发生强矿震。分析了开采3_下煤层上覆岩层的冒落和移动规律,得出3_下煤层采动引发矿震的机理。依据矿震诱发冲击机理,通过采取优化采面开采布局、减小采动对冲击危险区扰动和优化巷道支护体参数等措施,有效地保证了被解放层采场的作业安全,实现了安全开采。 展开更多

关键词 近距离煤层开采 被解放层 巨厚岩层 矿震 冲击地压

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登封煤田庞窑详查区煤岩层对比与沉积环境分析 被引量：4

6

作者 杨延伟 刘文斌 +3 位作者 孙东甫 杨崇科 阎昆 刘心宁 《中州煤炭》 2014年第1期90-92,99,共4页

煤岩层对比工作是研究煤系地层层序、煤田地质构造、煤层厚度变化、煤层赋存规律的基础工作,是煤田地质勘探工作的主要任务之一。登封煤田区内广泛发育石炭—二叠纪含煤岩系,早二叠世山西组为主要含煤地层。为指导勘探施工,提高勘探质量... 煤岩层对比工作是研究煤系地层层序、煤田地质构造、煤层厚度变化、煤层赋存规律的基础工作,是煤田地质勘探工作的主要任务之一。登封煤田区内广泛发育石炭—二叠纪含煤岩系,早二叠世山西组为主要含煤地层。为指导勘探施工,提高勘探质量,在野外进行岩心编录的基础上,针对登封煤田庞窑详查区内的岩心柱状图采用沉积相、标志层、煤层等多种方法对含煤岩系的煤岩层进行了综合对比既指导了登封煤田庞窑详查区内的施工,加快了勘探速度,且有助于整个登封煤田成煤环境的研究及相邻井田的煤岩层对比。 展开更多

关键词 登封煤田 煤岩层对比 沉积环境

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浅埋深工作面覆岩“悬臂梁-铰接岩梁”结构的提出与验证 被引量：10

7

作者 任艳芳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期1-8,共8页

浅埋深煤层开采后,受其特殊的地质赋存条件影响,覆岩中无法形成完整“三带”,所形成的承载结构也不能稳定存在,结构失稳后形成浅埋深煤层特殊的顶板来压特征。以浅埋煤层特殊的顶板破断及运动特征为基础,通过相似模拟和离散元模拟2种方... 浅埋深煤层开采后,受其特殊的地质赋存条件影响,覆岩中无法形成完整“三带”,所形成的承载结构也不能稳定存在,结构失稳后形成浅埋深煤层特殊的顶板来压特征。以浅埋煤层特殊的顶板破断及运动特征为基础,通过相似模拟和离散元模拟2种方法探索浅埋深长壁工作面岩层破断运动特征及覆岩结构形式,提出浅埋深工作面覆岩中“悬臂梁-铰接岩梁”组合岩层结构,其中,基本顶破断后形成铰接岩梁结构,承担其自身及“悬臂梁”下方软弱岩层载荷,并受悬臂梁断裂下沉载荷影响,其失稳载荷通过直接顶作用于工作面支架上;基本顶上部岩层形成悬臂梁结构,承担其自身及覆盖松散层载荷,其断裂下沉步距要大于“铰接岩梁”失稳步距;两级岩层结构所处层位不同,其形成与失稳活动共同影响回采空间。结合典型浅埋深工作面的矿压及地表下沉规律实测结果,对所提出的“悬臂梁-铰接岩梁”组合结构进行了验证。通过对“悬臂梁-铰接岩梁”两级岩层结构受力状态进行分析,得到“悬臂梁”断裂下沉而引起“铰接岩梁”结构在煤壁处出现滑落失稳是造成浅埋深长壁工作面顶板沿煤壁切落、形成压架事故的根本原因,是影响工作面安全回采的顶板载荷主要来源,并以此为基础提出浅埋深条件下工作面切顶灾害的控制原则。 展开更多

关键词 浅埋煤层 悬臂梁-铰接岩梁 岩层结构 支架围岩关系

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注浆加固深度对底板岩层变形影响分析 被引量：2

8

作者 李见波 尹尚先 王钢 《煤炭工程》 北大核心 2021年第11期108-112,共5页

为了更好地进行底板注浆加固设计,开展了近奥灰特条件下加固深度对底板岩体变形影响研究。结合矿井地质条件构建了采动作用下奥灰顶部风化岩层影响下底板岩层的基本形态,分析了注浆加固对不同层位岩层的作用效果。建立数值模型进行验证... 为了更好地进行底板注浆加固设计,开展了近奥灰特条件下加固深度对底板岩体变形影响研究。结合矿井地质条件构建了采动作用下奥灰顶部风化岩层影响下底板岩层的基本形态,分析了注浆加固对不同层位岩层的作用效果。建立数值模型进行验证。计算结果表明,奥灰顶部岩层被风化时,岩层变形在垂向上存在明显的突变点,布置监测点的位移曲线在形态表现为三段。当设计底板加固深度14m时监测点位移值小于岩体不加固时的位移值,位移减小6.2%;当设计加固奥灰顶部风化岩层时,位移值小于设计加固深度14m时位移值,且位移减小明显。开采见方时所有监测点位移曲线分为三段型和两段型,随着加固深度增加,三段型向两段型转变,一定程度上注浆加固深度越大注浆效果越好。 展开更多

关键词 特厚煤层 岩体破坏 注浆设计 奥灰岩 风化岩层

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浅埋煤层大采高工作面覆岩结构分析及支护设计 被引量：6

9

作者 张书敬 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第10期20-22,26,共4页

针对东圪堵煤矿浅埋深、薄基岩大采高工作面现状,利用3DEC数值模拟软件对该矿上覆岩层结构进行了模拟分析,并对工作面支护进行了合理设计。结果表明:东圪堵煤矿大采高工作面开采过程中,在采高4.0m、基岩厚度30m以上时,上覆岩层可形成稳... 针对东圪堵煤矿浅埋深、薄基岩大采高工作面现状,利用3DEC数值模拟软件对该矿上覆岩层结构进行了模拟分析,并对工作面支护进行了合理设计。结果表明:东圪堵煤矿大采高工作面开采过程中,在采高4.0m、基岩厚度30m以上时,上覆岩层可形成稳定的承压结构,对工作面开采是有利的;工作面液压支架工作阻力7400kN以上时,可以有效控制顶板;大采高工作面支架选型合理,开采过程中顶板未出现台阶下沉现象,基本顶来压时顶板未出现压死支架现象。 展开更多

关键词 浅埋煤层 覆岩结构 工作面支护设计 3DEC模拟分析 关键层

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顺发井田综合勘查施工中煤岩层对比

10

作者 于春景 梁奉奎 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2009年第2期134-137,共4页

采用地震与钻探综合地质剖面定构造形态、测井曲线组合特征定层位;钻探岩性及标志层特征定深度,用这种综合岩煤层对比方法指导勘查施工行之有效。

关键词 煤岩层对比 岩性标志层 测井曲线 地震波

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用煤岩层对比法寻找断失煤层

11

作者 杨宝金 黄哲会 《煤炭技术》 CAS 2006年第10期106-107,共2页

通过实例说明生产过程中,用煤岩层对比法寻找断失煤层的方法、步骤,取得了良好的技术经济效果。

关键词 煤岩层对比 断层 断失煤层

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近距离煤层覆岩移动相似材料模拟 被引量：8

12

作者 郭从军 南存全 王东 《金属矿山》 CAS 北大核心 2015年第1期10-15,共6页

为了研究近距离煤层覆岩移动和离层发育规律,通过相似材料模拟试验,模拟了近距离煤层下行开采时覆岩移动过程;应用数字图像相关法对位移测点进行测量,获得了测点位移数据;应用聚类分析对测点进行分类,得出受采动影响的三带的具体范围。... 为了研究近距离煤层覆岩移动和离层发育规律,通过相似材料模拟试验,模拟了近距离煤层下行开采时覆岩移动过程;应用数字图像相关法对位移测点进行测量,获得了测点位移数据;应用聚类分析对测点进行分类,得出受采动影响的三带的具体范围。分析了测点的位移过程,得出测点位移特点具有连续性和突变性;采动影响范围的扩展特点为横向扩展、纵向延伸;下煤层开采时岩层最大位移点滞后工作面的距离缩短;上煤层开采时的离层量转化为下煤层开采时的垮落量。分析了离层扩展,得出离层扩展方向为横向扩展、纵向延伸,经历了发育—扩张—突变—闭合的过程;发现行、列测线离层率曲线均呈双驼峰状。对行测线,分析了离层率曲线成因和峰值点大小关系、位置变化,得出上部岩层相对下部岩层峰值点内错,峰值点位于断裂线附近,波谷位于采空区中部;对于列测线离层率曲线,得出峰值点为离层位置,峰值点左侧为离层闭合区,右侧为离层发育区,峰值点右侧波谷为关键层位置,峰值点随煤层开采不连续右移,具有跳跃性。给出了来压时刻的判别方法,发现采动影响区测点位移曲线上存在外包络线;给出关键层的识别方法,得出下煤层开采时关键层位置上移。 展开更多

关键词 近距离煤层 覆岩移动 聚类分析 数字图像相关 离层 关键层

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近距离煤层坚硬顶板上行开采可行性论证与实践 被引量：3

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作者 岳军文 刘义新 +1 位作者 李峰 高凯 《中国煤炭》 北大核心 2015年第11期44-47,共4页

鉴于上行开采影响因素复杂,根据新疆龟兹矿业西井近距离煤层坚硬顶板等具体地质采矿条件,首先基于传统的比值判别法、"三带"判别法、数理统计法和围岩平衡法的初步判别,再进一步通过井下探测、相似模拟和数值模拟及工程类比... 鉴于上行开采影响因素复杂,根据新疆龟兹矿业西井近距离煤层坚硬顶板等具体地质采矿条件,首先基于传统的比值判别法、"三带"判别法、数理统计法和围岩平衡法的初步判别,再进一步通过井下探测、相似模拟和数值模拟及工程类比等方法,论证了上行开采的可行性。结果表明:尽管上下煤层层间距近,不能满足比值判别法中采动影响倍数的要求,但鉴于层间坚硬岩层的控制作用,该矿上行开采是可行的。现场开采实践证实了上行开采也是可行的。 展开更多

关键词 煤炭开采 上行开采 近距离煤层 坚硬层间岩层 可行性研究

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基于微震监测的特厚煤层综放开采覆岩运移规律研究 被引量：2

14

作者 王云峰 《山东煤炭科技》 2023年第12期118-122,127,共6页

为研究斜沟煤矿23103工作面浅埋特厚煤层综放开采的覆岩破断运移特征,采用高精度微震监测系统,监测三维空间范围覆岩破裂发生的位置及释放能量。监测结果表明:覆岩低层位范围内,微震事件发生密集。高位岩层破裂时,同步伴有低位岩层破裂... 为研究斜沟煤矿23103工作面浅埋特厚煤层综放开采的覆岩破断运移特征,采用高精度微震监测系统,监测三维空间范围覆岩破裂发生的位置及释放能量。监测结果表明:覆岩低层位范围内,微震事件发生密集。高位岩层破裂时,同步伴有低位岩层破裂事件的发生,表明了高位岩层破断失稳,易造成下赋低位岩层的同步破断失稳,并进一步对工作面矿压产生影响。基于微震监测的覆岩破断失稳规律研究,为矿井矿压控制及顶板灾害预控提供了科学依据。 展开更多

关键词 特厚煤层 岩层破裂 微震监测 运移规律

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浅谈勘探阶段的岩煤层对比 被引量：1

15

作者 谷烨真 《山东煤炭科技》 2016年第7期152-153,155,共3页

如何运用岩煤层对比分析技术对勘探地区的岩煤层特性和分布特点进行分析,是勘探阶段岩煤层对比工作的重点。本文通过对勘探阶段的岩煤层对比方法的改进研究,提出联合标志法,有效地提高了勘探阶段的岩煤层对比效率和精度。

关键词 岩煤层 对比方法 联合标志法

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云南大河矿区中深部一矿后备区主采煤层对比探讨

16

作者 黄永元 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2012年第7期238-240,共3页

文章以岩相～旋回分析方法为基础,经煤岩、煤质等验证,具体采用煤岩层组合规律、标志层、煤质、煤层顶底板及测井曲线等特征进行对比,为矿区勘探及今后矿井开采具有一定的指导意义。

关键词 主采煤层 标志层 层位对比

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山体煤层回采巷道承载层概念的提出和应用验证

17

作者 樊胜强 鲁伟杰 秦征远 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第8期70-73,共4页

我国西南地区,山体赋存煤层埋藏深度和基岩厚度变化大、冲积层薄。煤层巷道稳定性受山体赋存特征影响大,是目前亟需研究解决的重大课题。在分析总结前人研究成果的基础上,运用理论分析、数值模拟和现场实测等方法,对山体赋存煤层回采巷... 我国西南地区,山体赋存煤层埋藏深度和基岩厚度变化大、冲积层薄。煤层巷道稳定性受山体赋存特征影响大,是目前亟需研究解决的重大课题。在分析总结前人研究成果的基础上,运用理论分析、数值模拟和现场实测等方法,对山体赋存煤层回采巷道进行了分析研究,提出了山体赋存煤层回采巷道承载层的概念,分析研究了承载层存在的条件、稳定性影响因素以及承载层在工程实践中的效果验证。 展开更多

关键词 山体赋存煤层 回采巷道 承载层 围岩控制

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利用模拟测井曲线在复杂地区的岩、煤层综合对比

18

作者 张美杰 《煤炭技术》 CAS 2002年第10期57-59,共3页

介绍地层变化复杂 ,无明显对比标志地区如何利用模拟测井曲线进行岩、煤层综合对比。

关键词 模拟测井曲线 煤层 煤层 砂体 标志层

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双鸭山盆地东瓮泉区城子河组岩煤层对比研究

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作者 张晓晴 康玉国 王彦霞 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第6期122-124,共3页

针对城子河组含煤特征,利用寻找局部标志层,煤层自身结构及间距,煤层组合特征,地球物理性质等方法对东瓮泉区进行了详细的煤层对比,建立了准确适当的对比方案,以期对整个双鸭山盆地煤炭富集规律、控煤构造的研究等提供详实的对比依据,... 针对城子河组含煤特征,利用寻找局部标志层,煤层自身结构及间距,煤层组合特征,地球物理性质等方法对东瓮泉区进行了详细的煤层对比,建立了准确适当的对比方案,以期对整个双鸭山盆地煤炭富集规律、控煤构造的研究等提供详实的对比依据,对邻区未来进行勘探施工,具有精准的指导意义。 展开更多

关键词 双鸭山盆地 东瓮泉 城子河组 岩煤层对比

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丰城安源组岩煤层特征与对比

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作者 肖玉如 祝强 肖臬莹 《江西煤炭科技》 2021年第2期167-170,共4页

经对姜坪矿区安源组紫家冲、三家冲段煤系的岩煤组合、可采煤层特征、古地理环境、标志层、化石、岩煤物性特征的综合对比,对比可靠,其对比方法可推广应用于相同成煤环境、构造下的丰城矿区安源煤系。

关键词 岩煤层 对比 可靠 安源组 丰城矿区

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