丁集矿地温分布规律及其异常带成因研究

摘要

我国是个煤炭资源大国，煤炭在能源结构中占据着重要的比重和地位，但是随着开采深度的不断加深，矿井的热害问题日益突出，严重影响着煤矿工人的身体健康和煤矿的安全开采。为了更好的研究地温的分布规律以及地温场的控制因素，本文选取安徽淮南丁集矿为研究对象，采集矿区的岩石样本，以矿区收集的近似稳态孔的温度数据为基础，对简易测温孔进行校正，对全矿区的地温分布规律以及地温场的控制因素做系统的分析。
　　1.从大地热流值的结果分析，丁集大地热流值为71.496mW/m2大于安徽省平均大地热流值68.66 mW/m2。
　　2.对丁集矿地温梯度垂直上的变化特征进行分析，丁集矿区地温温度随深度的增加而增加，呈现良好的线性相关性，拟合程度高达98％，具有传导型增温特点。
　　3.对丁集矿的各测温孔的资料分析，得出丁集矿各钻孔测温深度在716～1045m，井底温度值在37.52～52.47℃，地温梯度值为2.33～4.02℃/hm，全区平均地温梯度值为3.31℃/hm，为正异常区，增温率为30.2m/℃。
　　4.通过对煤系地层地温梯度变化特征的分析，得出随着煤层深度的增加，煤层的平均地温梯度呈现增长的趋势。
　　5.通过对丁集矿的热害深度作系统的分析，划分了一二级热害的区域，并得出潘集背斜从北向南，热害温度等深线的深度越来越深，井田北部深度差异较大，南部变化较为平缓。
　　6.通过GMS软件，建立矿区三维地温场模拟，分析主采煤层的等温图、各剖面线的温度立体图、同深度的地温分布图，分析和研究它们的温度变化规律。从各主采煤层的等温图可以得出，丁集矿同一煤层，南部煤层的温度高于北部的煤层，在浅部煤层中潘集背斜温度高于附近温度的现象较深部煤层明显。从各剖面线的温度立体图、同深度的地温分布图上可以得到地温异常带受到潘集背斜的影响更为显著。
　　7.结合丁集煤矿的岩性组合、地质构造形态、岩石放射性含量、岩浆岩活动、地下水活动等方面，探讨丁集矿井田温度变化原因及影响因素，对指导开采工作具有一定的指导作用。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题和研究意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文研究内容及方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 主要测试与试验内容

1．4 论文工作概况及工作量

2 丁集矿区概况

2．1 矿区的地理概况

2．1．1 矿区的地理位置和交通

2．1．2 矿区的地形与水系

2．1．3 矿区的气候与气象

2．1．4 矿区的地震概况

2．2 矿区的地质概况

2．2．1 区域地层与构造

2．2．2 区域与井田水文地质概况

2．3 煤层

2．3．1 煤层的含煤性

2．3．2 煤层的可采性

3 矿区测温孔校正

3．1 测温孔分类

3．2 简易测温曲线的近似稳态矫正方法

3．3 简易测温孔井底温度校正

3．4 简易测温孔各水平温度校正

4 样品测试与研究

4．1 样品采集与测试

4．1．1 采样点布置原则

4．1．2 样品采集

4．1．3 样品处理

4．1．4 样品测试

4．2 丁集矿热物性参数研究

4．2．1 丁集矿岩石热扩散率

4．2．2 丁集矿大地热流值

5 丁集矿地温梯度及地温区划

5．1 丁集矿地温梯度变化规律

5．1．1 地温钻孔分布概况

5．1．2 地温梯度概念

5．1．3 地温梯度垂向变化特征

5．1．4 煤系地层地温梯度变化特征

5．2 丁集矿地温区划

5．2．1 矿井热害的界定

5．2．2 丁集矿地温区划

6 矿区三维地温场模拟

6．1 模拟软件简介

6．2 几何模型的建立

6．3 模型结果分析

6．3．1 模型结果分析

6．3．2 钻孔实测温度与模型结果对比

7 丁集矿地温变化的因素探讨

7．1 岩性组合对地温的影响

7．2 地质构造对地温的影响

7．3 岩石放射性元素对地温的影响

7．4 岩浆岩活动对地温的影响

7．5 地下水活动对地温的影晌

8 结论及不足之处

8．1 结论

8．2 不足

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果