巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带演化特征及发育高度预测方法

1

作者 李怀展 孙兢超 +4 位作者 郭广礼 唐超 郑辉 张连贵 孟凡贞 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期289-300,共12页

巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带发育高度对陕蒙弱胶结矿区煤炭生产安全与地下水资源保护具有十分重要的意义。研究发现该矿区上覆白垩系岩层具有厚度大、强度低、结胶性差且节理不发育等特点,然而该地区煤炭开采时覆岩破坏剧烈导水裂隙带发... 巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带发育高度对陕蒙弱胶结矿区煤炭生产安全与地下水资源保护具有十分重要的意义。研究发现该矿区上覆白垩系岩层具有厚度大、强度低、结胶性差且节理不发育等特点,然而该地区煤炭开采时覆岩破坏剧烈导水裂隙带发育较高,裂采比达到30左右,严重威胁矿井生产安全。如何精准预测巨厚弱胶结覆岩导水裂隙发育高度,已成为巨厚弱胶结矿区煤炭安全高效开采的关键之一。基于此,以石拉乌素矿区某工作面为研究背景,利用UDEC数值模拟软件结合实测数据,探究了巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带演化特征,得出了巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带整体形态呈“△”特征,与东部呈“马鞍形”特征具有显著差异,且其形态及发育高度受采高、弱胶结岩层厚度和位置等因素影响,巨厚弱胶结覆岩对导水裂隙带发育形态及高度有较显著的控制作用。在此基础上,采用板理论建立了巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带发育高度预测模型,并在石拉乌素矿区进行了应用,验证了构建模型的有效性和准确性。 展开更多

关键词 弱胶结覆岩 覆岩裂隙发育形态 导水裂隙带高度 预测模型

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葫芦素煤矿上覆岩体运移规律及“上三带”发育高度

2

作者 吴访 苏士杰 +2 位作者 姜坤 郝英豪 王超勇 《中国矿业》 北大核心 2024年第S02期283-288,共6页

为研究大采宽条件上覆岩体运移与离层空间发育规律及“上三带”的关系,以内蒙葫芦素煤矿21406工作面与21101工作面为研究对象。采用多种方法如理论预测、建立模型进行数值模拟、钻探取芯观测岩性与裂隙发育、注水测量漏失量与窥视等方... 为研究大采宽条件上覆岩体运移与离层空间发育规律及“上三带”的关系,以内蒙葫芦素煤矿21406工作面与21101工作面为研究对象。采用多种方法如理论预测、建立模型进行数值模拟、钻探取芯观测岩性与裂隙发育、注水测量漏失量与窥视等方法研究了回采面开采后上覆岩层移动与变形规律与“上三带”发育关系。21406工作面位移呈“中间大、两边小”的分布态势,其运动速度先增加后减小,并在推过钻孔138 m处取得极大值;工作面推过138~178 m的范围内,为离层演化和发育的核心区间,并在322 m开始减弱并发生闭合;离层空间分布在距离煤层约260 m向上区域。21101工作面随着推进距离的增加,裂隙发育范围由“拱形”逐步演化为“马鞍形”,其发育的高度在推进80 m时达到61.6 m的最大值;注水实测导水裂隙带高度为65.39 m,裂采比为22.54倍。离层空间含水层发育在煤层上方260 m以上,远离导水裂隙带范围。本文研究结果为离层注浆与顶板疏放水提供了较为扎实的设计依据。 展开更多

关键词 葫芦素煤矿 采动覆岩体运移 覆岩离层 上三带 导水裂隙带

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采动应力影响下覆岩导水裂隙带发育规律研究

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作者 张康 《能源与节能》 2024年第8期61-63,282,共4页

为进一步了解山西A矿15105工作面覆岩导水裂隙带发育规律,基于该工作面工程地质概况,进行相似模拟试验分析,结合声发射技术与钻孔窥视技术进行研究。研究发现:该工作面覆岩破断具有较显著的非对称性,且裂隙带的主要分布方式为“梯形”+... 为进一步了解山西A矿15105工作面覆岩导水裂隙带发育规律,基于该工作面工程地质概况,进行相似模拟试验分析,结合声发射技术与钻孔窥视技术进行研究。研究发现:该工作面覆岩破断具有较显著的非对称性,且裂隙带的主要分布方式为“梯形”+“倒V形”;工作面上方岩层500 mm范围内易发生声发射事件;导水裂隙带随“梯形”上顶边及右腰线的延升呈现扩展状态;钻孔窥视发现,裂隙带发育高度约为41.72 cm,所对应的实际高度约为83.44 m。 展开更多

关键词 采动应力 覆岩 导水裂隙带 发育规律

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掘进巷道过风氧化带支护参数优化设计研究

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作者 田海波 彭杨皓 +3 位作者 张衡 田利波 刘海军 贾晓宇 《建井技术》 2024年第4期35-43,共9页

针对甜水堡煤矿1302工作面回风巷道在掘进至315m时,由于受到上覆岩层风氧化带影响,导致顶板较破碎、成型较差以及锚杆锚固力达不到设计要求而引起巷道易发生冒顶事故的难题,现场运用钻孔窥视技术对1302工作面回风巷道顶板围岩裂隙发育... 针对甜水堡煤矿1302工作面回风巷道在掘进至315m时,由于受到上覆岩层风氧化带影响,导致顶板较破碎、成型较差以及锚杆锚固力达不到设计要求而引起巷道易发生冒顶事故的难题,现场运用钻孔窥视技术对1302工作面回风巷道顶板围岩裂隙发育情况进行观测分析,并掌握了1302工作面回风巷道围岩裂隙发育时空演化规律。基于巷道顶板岩层叠加支护作用机理,对已采用的支护方式进行优化设计,并采用数值模拟和工业性试验对支护效果进行了验证。研究结果表明:在圆弧拱断面巷道中,采用长短锚索加钢筋梯梁“3-3-3”布置方式可以有效地控制1302工作面回风巷道顶板破碎围岩。该研究成果可为类似巷道的支护设计提供理论及实践依据。 展开更多

关键词 钻孔窥视技术 裂隙发育 围岩松动圈 长短锚索 巷道支护

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半胶结中低强度围岩导水裂缝带发育特征 被引量：34

5

作者 魏久传 吴复柱 +5 位作者 谢道雷 尹会永 郭建斌 肖乐乐 智宏峰 翟所宏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期974-983,共10页

为获得半胶结中低强度围岩条件下巨厚浅埋煤层开采导水裂缝带高度及发育特征,以榆神矿区金鸡滩煤矿101工作面与转龙湾煤矿23103工作面为例,分别采用地面钻孔探测(岩芯工程地质编录、冲洗液漏失量观测及钻孔电视系统)与井下探测(钻孔双... 为获得半胶结中低强度围岩条件下巨厚浅埋煤层开采导水裂缝带高度及发育特征,以榆神矿区金鸡滩煤矿101工作面与转龙湾煤矿23103工作面为例,分别采用地面钻孔探测(岩芯工程地质编录、冲洗液漏失量观测及钻孔电视系统)与井下探测(钻孔双端封堵测漏法)对采空区上覆岩层导水裂缝带高度及形态进行了现场探查,采用相似材料模拟和数值模拟对不同开采煤层厚度的导水裂缝带演化规律及发育高度进行了研究。根据现场实测和模拟结果,结合其他相似条件的矿井实测数据,对导水裂缝带发育高度与煤层采厚的关系进行了拟合分析。研究表明:大跨度工作面导水裂缝带发育高度与煤层采厚为二项式关系,随采厚增加,导水裂缝带高度增大,但增大趋势变缓;导水裂缝带发育形态为平顶拱形,在工作面推进距离与工作面斜长近于相等时,"裂隙拱"在垂向上不再扩展,此时导水裂缝带高度达到最大。 展开更多

关键词 半胶结中低强度围岩 导水裂缝带 现场实测 模拟分析 发育特征

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巷道围岩破坏发育规律诊断研究 被引量：4

6

作者 谭云亮 刘传孝 韩宪军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第z1期62-66,共5页

采用数值仿真和地质雷达探测方法 ,系统地研究了不同围岩结构、不同采深、不同采动影响条件下巷道围岩破坏发育的形态 ,并给出破坏范围预测表达式 。

关键词 围岩 破坏发育 诊断

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缝洞型碳酸盐岩油藏不同开发阶段孔洞的作用 被引量：8

7

作者 修乃岭 熊伟 高树生 《石油地质与工程》 CAS 2007年第3期52-54,共3页

针对溶洞为主的溶洞-裂缝型碳酸盐岩油藏特征,在分析储层特征和缝洞组合模式的基础上,初步探讨了缝和洞的流动机理、储集空间连通关系,最后讨论了不同开发阶段不同缝洞组合模式下,孔洞的不同作用。

关键词 碳酸盐岩 溶洞 裂缝 组合模式 连通程度 开发阶段

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塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏不同开发阶段井网构建 被引量：6

8

作者 昌琪 耿甜 《石油地质与工程》 CAS 2020年第4期64-68,共5页

依托塔河油田地球物理识别成果及地质认识,结合现场针对性的开发对策,开展了碳酸盐岩缝洞型油藏不同开发阶段储量分布特征及相应的井网构建研究。结果表明,在油井依靠天然能量开发阶段,重点是依据区带地球物理识别成果,总结不同岩溶背... 依托塔河油田地球物理识别成果及地质认识,结合现场针对性的开发对策,开展了碳酸盐岩缝洞型油藏不同开发阶段储量分布特征及相应的井网构建研究。结果表明,在油井依靠天然能量开发阶段,重点是依据区带地球物理识别成果,总结不同岩溶背景缝洞发育的地质规律,规划好基础井网,最大限度地提高控制储量;注水开发阶段,需要尽可能地提高水驱波及范围,强化断裂裂缝精细识别,结合现场认识的动态连通关系,部署调整完善井网,构建注采关系,提高储量的水驱动用程度;提高采收率三采阶段,重点根据水驱后剩余油类型、分布特征以及主控因素,有针对性地选择相应的技术手段,开展剩余油挖潜,提高采收率。 展开更多

关键词 碳酸盐岩 缝洞型油藏 开发阶段 剩余油 井网构建

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采动影响下断层活化机理及影响因素分析 被引量：21

9

作者 于秋鸽 张华兴 +2 位作者 张玉军 邓伟男 张刚艳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期18-30,共13页

为了研究断层活化机理及影响因素,考虑断层水的作用,根据断裂力学建立了断层带岩体原始裂隙损伤发育力学模型及断层带岩体滑移力学模型,根据此模型分析了断层活化的机理,并得到影响断层活化的因素主要有断层带岩体水平应力和垂直应力的... 为了研究断层活化机理及影响因素,考虑断层水的作用,根据断裂力学建立了断层带岩体原始裂隙损伤发育力学模型及断层带岩体滑移力学模型,根据此模型分析了断层活化的机理,并得到影响断层活化的因素主要有断层带岩体水平应力和垂直应力的比值λ、断层带岩体是否含水、断层带岩体弹性模量E、断层带泊松比μ、断层倾角θ1、断层带岩体内摩擦角φ、断层带岩体黏聚力c等。同时,以断层露头处台阶下沉值的大小为断层活化程度判别标准,利用FLAC 3D内置FISH语言进行编程验证了以上因素对断层活化的影响。研究结果表明:①当λ<1时,随着λ的增加,断层带岩体原始裂隙越不容易扩展,断层活化的可能性降低;当λ>1时,随着λ的增加,断层带岩体原始裂隙越容易扩展,断层活化的可能性增加。②=2\*GB3当断层带岩体含有水时,水压的存在不仅导致断层带岩体原始裂隙容易扩展,同时水还对断层带岩体滑移具有润滑作用,增加了断层活化的可能性。③随着E的增加,断层带岩体原始裂隙越不容易扩展,断层活化的可能性降低;随着μ的增加,断层带岩体原始裂隙越容易扩展,断层活化的可能性增加。④断层露头处的台阶下沉值取决于断层带岩体滑移量和采动影响下断层露头处的正常下沉值,随着θ1的增加,断层带岩体滑移量可能减小,但是采动影响下断层露头处的正常下沉值急剧增加导致断层露头处的台阶下沉值增大,断层活化的可能性增加。⑤随着φ,c的增加,断层带岩体原始裂隙越不容易扩展,断层带岩体越不容易滑移,断层活化的可能性降低。研究结果为分析断层活化机理及断层露头处建筑物和构筑物的保护提供借鉴。 展开更多

关键词 断层活化 影响因素 裂隙损伤发育 断层带岩体滑移 断层带岩体性质 开采沉陷

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冀中坳陷深层碳酸盐岩储层天然裂缝发育特征与主控因素 被引量：27

10

作者 肖阳 刘国平 +6 位作者 韩春元 朱姜伟 周从安 吕文雅 高园 曾联波 马学峰 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期33-42,共10页

早古生界奥陶系碳酸盐岩储层是冀中坳陷深层油气勘探的重要领域,裂缝是影响该类储层油气富集和单井产能的主要因素之一。为了指导该区的油气勘探部署,根据野外露头、岩心、薄片和成像测井等资料,对奥陶系碳酸盐岩储层天然裂缝的发育特... 早古生界奥陶系碳酸盐岩储层是冀中坳陷深层油气勘探的重要领域,裂缝是影响该类储层油气富集和单井产能的主要因素之一。为了指导该区的油气勘探部署,根据野外露头、岩心、薄片和成像测井等资料,对奥陶系碳酸盐岩储层天然裂缝的发育特征和裂缝发育的控制因素进行了研究,并结合生产数据资料和勘探成果,探讨了天然裂缝发育的非均质性对油气产量分布差异的影响。研究结果表明:(1)冀中坳陷深层奥陶系碳酸盐岩储层发育构造裂缝、成岩裂缝、溶蚀裂缝和风化裂缝等4种类型,其中构造裂缝是该区天然裂缝的主要类型,走向多为NNE—SSW向,以高角度和垂直裂缝为主,多未充填,开度小于30μm,裂缝线密度介于1.6～3.0条/m,主要为3期形成,不同期次之间相互切割限制;(2)天然裂缝的发育程度主要受岩性、构造和层厚等3个因素控制——白云岩比石灰岩天然裂缝更发育,泥岩裂缝发育程度较差,断层附近和断层上盘天然裂缝更发育,裂缝发育程度与岩层厚度关系密切,随着岩层厚度的增加,层控构造裂缝密度呈幂函数递减;(3)在不同凹陷、不同构造带以及同一构造带的不同构造部位,天然裂缝的非均质性极强,油气产量差异较大。结论认为,该研究成果为该区深层奥陶系碳酸盐岩储层的油气勘探开发提供了地质依据。 展开更多

关键词 冀中坳陷 深层 奥陶纪 碳酸盐岩 储集层 天然裂缝 发育特征 控制因素 油气产量

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采动覆岩全场变形演化过程分布式光纤监测研究 被引量：7

11

作者 朱磊 古文哲 +2 位作者 柴敬 马哲 秋丰岐 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第1期39-46,共8页

以龙王沟煤矿61601综放工作面为背景,采用分布式光纤传感技术,研究了覆岩变形分布式光纤监测方法,分析了光纤应变曲线变化与采场覆岩变形、破坏、移动过程的对应关系,探讨了采场覆岩导水裂隙带高度和岩层破断角动态发育过程及机理。研... 以龙王沟煤矿61601综放工作面为背景,采用分布式光纤传感技术,研究了覆岩变形分布式光纤监测方法,分析了光纤应变曲线变化与采场覆岩变形、破坏、移动过程的对应关系,探讨了采场覆岩导水裂隙带高度和岩层破断角动态发育过程及机理。研究结果表明:光纤应变曲线的变化揭示了各回采阶段上覆岩层的变形过程,曲线的形态主要与光纤和工作面的相对位置以及关键层破断过程有关;垂直光纤应变曲线呈台阶状,凸台位于“三带”交界处,其位置变化代表垮落带和裂隙带高度发育过程;水平光纤应变曲线在模型两侧破断线位置呈双峰状,间距不断变化,表明岩层破断角在采动过程中是动态变化的;通过光纤应变曲线获得导水裂隙带和岩层破断角的动态发育过程,导水裂隙带最终发育至地表,开切眼侧和工作面侧岩层破断角分别为67.6°和65.8°。试验结果可为类似条件下采场覆岩变形移动规律的研究提供参考。 展开更多

关键词 相似模型试验 覆岩变形场 动态发育过程 导水裂隙带 岩层破断角 BOTDA

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含煤岩系裂缝发育区综合识别方法 被引量：1

12

作者 郭银玲 杜文凤 李冬 《煤炭技术》 CAS 2018年第10期153-156,共4页

为了提高煤系地层非常规天然气储层富集区的预测效果,实现砂岩气、页岩气、煤层气"三气"的共采,对裂缝发育区进行预测。采用叠后地震反演方法,综合对煤系地层反应敏感的自然伽马测井曲线,对煤系地层岩性进行划分,刻画出泥页... 为了提高煤系地层非常规天然气储层富集区的预测效果,实现砂岩气、页岩气、煤层气"三气"的共采,对裂缝发育区进行预测。采用叠后地震反演方法,综合对煤系地层反应敏感的自然伽马测井曲线,对煤系地层岩性进行划分,刻画出泥页岩、砂岩及煤层的空间展布特征;基于蚁群算法和相干算法等地震属性,通过多属性色彩融合的方法,对"三气"储层裂缝发育区进行识别,结合岩性划分结果,实现了烃源岩层裂缝发育情况预测。该方法可以为非常规天然气资源预测及"三气"有效开采提供理论基础。 展开更多

关键词 含煤岩系 属性融合 蚁群算法 裂缝发育区

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裂缝型火山岩油藏成藏规律研究与应用 被引量：5

13

作者 潘有军 李道阳 +2 位作者 董庆明 徐赢 杜春梅 《天然气与石油》 2016年第5期45-49,8-9,共5页

ND火山岩油藏为裂缝孔隙型油藏,认识成藏规律和裂缝分布对井位部署和有效开发极为重要。通过解剖ND火山岩轴部裂缝发育区所有单井,发现高产井的出油层段均位于断裂破碎面之上,断裂破碎面作为油气运移的通道和储集空间、加之上覆相对塑... ND火山岩油藏为裂缝孔隙型油藏,认识成藏规律和裂缝分布对井位部署和有效开发极为重要。通过解剖ND火山岩轴部裂缝发育区所有单井,发现高产井的出油层段均位于断裂破碎面之上,断裂破碎面作为油气运移的通道和储集空间、加之上覆相对塑性地层和相适应的低压系统匹配成的保存条件,轴部区为断裂破碎带成藏。为了提高钻井成功率和有效开发ND火山岩油藏,依据火山岩地层中断裂等同于裂缝的研究成果,借助用于识别断裂系统的相干体属性这一简单技术来识别裂缝发育区。采用等比例划分窗口技术,进而提取相干振幅属性,得出的裂缝发育区与高产井区十分吻合,表明该技术是预测致密火山岩裂缝发育区的一种有效技术手段。通过对失利井的分析,得出具有良好的封存条件是裂缝型火山岩油藏成藏的关键因素之一。并对裂缝不发育区采用水平井大型体积压裂开发动用技术,取得较好效果。 展开更多

关键词 ND火山岩 断裂破碎带 成藏规律 裂缝识别 挖潜剩余油 水平井开发

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胜利露天煤矿爆破工程孔网参数确定 被引量：1

14

作者 耿昊 肖兵 《露天采矿技术》 CAS 2017年第3期23-25,30,共4页

针对胜利露天煤矿工程实际,通过对爆破裂隙区半径的计算,确定合理的爆破孔网参数,优化孔内装药结构,降低大块产生的几率。

关键词 爆破 大块 孔网参数 裂隙区

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基于RFPA的覆岩裂隙场发育高度计算

15

作者 霍小泉 寇义民 范智海 《陕西煤炭》 2020年第6期52-55,共4页

覆岩破坏变形所形成的裂隙是瓦斯积聚、矿井水害等事故发生的主要原因之一。为了探究采动过程中覆岩裂隙场的发育高度的有效计算方法,以铜川玉华煤矿2403工作面为研究对象,采用RFPA数值模拟和理论经验公式计算的研究方法,对覆岩裂隙演... 覆岩破坏变形所形成的裂隙是瓦斯积聚、矿井水害等事故发生的主要原因之一。为了探究采动过程中覆岩裂隙场的发育高度的有效计算方法,以铜川玉华煤矿2403工作面为研究对象,采用RFPA数值模拟和理论经验公式计算的研究方法,对覆岩裂隙演化过程进行分析。结果表明,采用数值模拟所得出的两侧裂隙带发育高度为58 m,与经验公式得出的43.1~54.3 m基本吻合,认为数值模拟方法能够作为预测裂隙带发育高度的有效手段,并提供了一条解决井下开采问题的新思路。 展开更多

关键词 综放开采 覆岩裂隙带 发育高度 数值模拟

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