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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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复杂构造变形区断控裂缝发育分布模式 被引量：1
2
作者 鞠玮 杨慧 +3 位作者 侯贵廷 宁卫科 李永康 梁孝柏 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期130-138,共9页
天然裂缝是油气重要的储集空间和渗流通道。在复杂构造变形区,裂缝明显受断层影响控制,但其规律和模式尚不清晰。为此,本次研究以库车坳陷为例,通过现场地质观测、成像测井裂缝解译和理论分析,计算断控裂缝系数,揭示走滑断层、逆冲断层... 天然裂缝是油气重要的储集空间和渗流通道。在复杂构造变形区,裂缝明显受断层影响控制,但其规律和模式尚不清晰。为此,本次研究以库车坳陷为例,通过现场地质观测、成像测井裂缝解译和理论分析,计算断控裂缝系数,揭示走滑断层、逆冲断层控制复杂构造变形区天然裂缝的规律,提出断控裂缝发育分布模式。结果表明:(1)逆冲断层对天然裂缝产状和发育程度均具有明显的控制作用,裂缝密度与距断层距离呈现负指数关系,距断层由近及远可以划分为断层强控制裂缝带、断层弱控制裂缝带和区域裂缝带。(2)走滑断层包括调节走滑断层和逆冲走滑断层。调节走滑断层与地层走向近垂直或大角度斜交,发育断层控制裂缝带,其受断层规模影响显著;逆冲走滑断层与地层走向近平行或者小角度斜交,天然裂缝主要局限于断层带内,沿断层走向断裂带宽度发生变化。(3)定义断控裂缝系数(K),即断层强控制裂缝带宽度与断层断距(滑距)的比值,通过分析,库车坳陷逆冲断层K值为1.50~1.80,走滑断层K值为0.125~0.150。研究成果对复杂构造变形区油气勘探开发具有理论和实践指导意义。 展开更多
关键词 裂缝发育分布模式 断控裂缝系数 走滑断层 复杂构造变形区 库车坳陷
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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
3
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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半胶结中低强度围岩导水裂缝带发育特征 被引量：34
4
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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碳酸盐岩裂缝储层精细建模及其数值模拟 被引量：10
5
作者 崔泽飞 熊晓军 +1 位作者 龚思宇 李良泉 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第26期177-180,共4页
为了有效地进行碳酸盐岩裂缝储层的地震波场数值模拟,提出了一种碳酸盐岩裂缝储层的精细建模技术,该技术包含裂缝发育带位置的准确设定和裂缝发育带物性参数的准确设定两项内容。首先基于三维叠后地震资料的裂缝检测资料和根据地震层位... 为了有效地进行碳酸盐岩裂缝储层的地震波场数值模拟,提出了一种碳酸盐岩裂缝储层的精细建模技术,该技术包含裂缝发育带位置的准确设定和裂缝发育带物性参数的准确设定两项内容。首先基于三维叠后地震资料的裂缝检测资料和根据地震层位资料建立背景地层模型,建立包含裂缝发育带的碳酸盐岩裂缝储层模型;然后,基于流体因子分析的基质矿物体积模量反演方法,采用Hudson模型准确地计算裂缝发育带的等效物性参数。渤海某区的碳酸盐岩裂缝储层建模的实例表明,提出的碳酸盐岩裂缝储层精细建模技术能准确地建立研究区的裂缝储层模型,其得到的地震波场特征与井旁地震响应特征一致,可以有效地总结研究区裂缝储层的地震波场响应特征;并应用于指导后续的储层预测。 展开更多
关键词 碳酸盐岩 裂缝发育带 Hudson模型 数值模拟
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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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采动影响下断层活化机理及影响因素分析 被引量：23
7
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：28
8
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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京津冀协同发展区活动构造与地壳稳定性 被引量：7
9
作者 王惠卿 谭成轩 +11 位作者 丰成君 戚帮申 王继明 杨为民 张春山 张鹏 孟静 杨肖肖 王士强 易冰 孙明乾 孟华君 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1322-1341,共20页
京津冀协同发展区是中国东部规划的战略开发区之一,也是华北地区主要的活动构造区,新构造活动强烈,活动断裂发育,地震频发,具有潜在的地质安全隐患问题。基于张家口地区、雄安新区及邻区、北京及关键构造部位调查研究结果,结合已有研究... 京津冀协同发展区是中国东部规划的战略开发区之一,也是华北地区主要的活动构造区,新构造活动强烈,活动断裂发育,地震频发,具有潜在的地质安全隐患问题。基于张家口地区、雄安新区及邻区、北京及关键构造部位调查研究结果,结合已有研究成果,系统分析了京津冀协同发展区主要活动断裂几何学、运动学和动力学特征及其工程地质、地质灾害特征,采用ArcGIS平台的空间分析功能,初步完成了京津冀协同发展区地壳稳定性评价。研究结果表明,京津冀协同发展区发育邢台-河间-唐山、石家庄-通州NNE向构造带和张家口-渤海NWW向区域性活动构造带,其中全新世活动断裂11条,晚更新世活动断裂16条,第四纪断裂23条;冀北及冀东南地区现今构造应力场最大水平主应力方向为近EW向,而太行山东缘南段为NNE向,北段为NW向;NNE向活动断裂带总体表现为顺时针扭动正断活动,倾向SE,NWW向活动断裂带晚更新世以来具有明显的活动性,整体表现为反时针扭动正断活动,倾向SW。京津冀协同发展区地壳稳定性总体较好,不稳定区及次不稳定区主要分布在邢台、唐山、延怀盆地和全新世活动断裂带内,利于重要城镇和重大工程规划建设。研究成果将为京津冀协同发展区宏观发展战略提供地质支撑。 展开更多
关键词 京津冀协同发展区 活动断裂 地应力 实时监测 工程地质岩组 地质灾害 区域地壳稳定性 地质调查工程
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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：10
10
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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