煤层顶底板

摘要： 黔北地区的煤系地层顶底板为灰岩,顶板三叠系下统夜郎组玉龙山段长兴组和底板茅口组距煤层较近,距离不超过30m,深度在300~500m间。因此,采用高密度和其他方法不能满足深度要求,采用可控制人工场源的地球物理方法解决此问题。该方法信号强度大,野外采集数据质量高、重复性好,随机干扰、场源和地形影响小,可在强干扰区开展工作;同时其解释与处理方法简单、解释剖面横向分辨率高,具有不受高阻层屏蔽等优点。

摘要： 鄂尔多斯盆地晋西挠折带南端上古生界以陆相、海陆交互相碎屑岩为主,自下而上发育石炭系本溪组、二叠系太原组、山西组、石盒子组和石千峰组,山西组和太原组各发育一套厚的煤层,煤层顶底板岩性复杂,储层有效性和流体性质识别困难。本文针对测井评价难点,分析煤层顶底板岩性灵敏曲线并研究了岩性精确判别方法;常规测井资料和阵列声波测井资料结合形成了气层识别方法;细分层位确定储层物性下限。综合利用测井资料形成了一套目标区块煤层顶底板岩性及储层有效性和流体性质识别方法,取得良好地质应用效果。

摘要： 随着煤炭开采深度的增加,深部复杂条件下开采的水害问题日益严重.复杂条件下煤层回采过程顶底板破坏动态监测对于工作面突水预测、采煤方法改进等具有重要意义.本文基于并行电法监测技术,结合双模式电极数据采集方式,同时在采煤工作面进行煤层顶、底板全空间地电场特征监测研究,获得了煤层围岩顶底板采动前后电阻率及自然电位同步响应特征.研究表明:顶底板跨孔电阻率监测动态变化可以显示孔间电阻率随采煤工作面逐步推进的动态变化情况,可有效表征顶底板破坏带发育范围,同时顶板垮落造成的电阻率变化程度大于底板破裂引起的电阻率变化程度;自然电位数据可分辨顶、底板岩层及裂隙张合形态、以及破裂程度,研究区域内顶板自然电位值明显高于底板自然电位值,且顶板的破裂引起的自电位变化强度明显大于底板破裂引起的自电位变化.采用多参数对煤层顶底板采动破坏进行同步动态监测,对保障采动工作面安全回采具有现实应用价值.

摘要： 为了更好地在实际生产中识别煤层顶底板位置和对采掘有威胁的地质构造,验证钻孔雷达在煤矿井下探测的有效性,笔者根据时间域有限差分原理,基于gprMax2 D软件对煤矿井下钻孔雷达数据进行了模拟.建立了多频多煤层厚度的水平钻孔模型、多倾角下的倾斜钻孔模型、正断层模型、裂隙带模型、陷落柱模型和夹矸模型并得到相应数值模拟结果.结果表明,钻孔雷达能够识别顶底板位置并有效发现异常地质体;雷达中心频率在50～600 MHz时能够得到较好的探测结果且分辨率随频率升高而升高;斜钻孔对于顶底板识别影响较小;断层、裂隙带、陷落柱和夹矸等在数值结果中显示出了各自的特点,这些特点在实际生产中可为雷达剖面解释提供参照.总体上看,利用钻孔雷达对煤矿井下顶底板界面和特殊构造进行探测是可行的.

摘要： 为评价煤层顶底板岩石对煤层水力压裂裂缝的影响,取煤及煤层顶底板岩芯开展岩石力学参数测试,获取煤和岩石抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等力学参数.将测试的岩芯深度归位至常规测井深度,测井响应标准化处理后,标定岩芯纵波时差、电阻率、自然伽玛值.分析煤、岩石力学参数与声波时差、电阻率、自然伽玛值的拟合关系,构建了基于多测井响应的岩石力学参数预测模型.采用预测模型计算煤、岩石力学参数及比值,评价煤层与顶底板岩石力学性质差异.结果表明:研究区顶板岩石弹性模量一般是煤层的6倍以上,抗压强度一般是煤层的5倍以上;底板局部岩石弹性模量和抗压强度是煤层的5倍以上.煤层水力压裂裂缝容易控制在顶板之内,不易控制在底板之内,在研究区东南部,水力压裂裂缝容易窜至顶底板.

摘要： 煤矿在巷道掘进过程中顶底板事故频发,对矿井的安全生产造成了极大影响.纳林河二号煤矿作为一对新建矿井,面临更为严峻的顶底板稳定性问题.通过岩石质量指标(RQD),岩体质量系数法(Z值)和岩体质量指标法(M值)对主采的3-1上煤和3-1煤顶底板稳定性进行了评价,然后分析了矿井面临的其他开采地质条件.研究结果表明:3-1上煤层顶板属于不稳定型顶板,其底板属于极软-松软(Ⅰ～Ⅱ)型底板;3-1煤层顶板以不稳定型为主,局部为中等稳定型顶板,底板属较软(Ⅲa)型底板;其他开采地质条件综合评定为中等类型.通过对矿井的工程地质条件和其他开采条件分析,为煤层安全开采、巷道支护和管理提供了依据.

摘要： 为了研究矿井开采对煤层顶底板的影响,采用理论分析的方法,分析了矿井开采对煤层顶板的影响、矿井开采对煤层底板的影响,首先研究了矿井开采对顶板影响范围、计算了首采层开采对上覆岩层的塌陷范围;然后,研究了矿井开采对底板破坏范围,以新田煤矿4号煤层工作面为例,研究得出:采空区对上覆岩层影响形成的塌陷盆地最大边缘为采空区外9.748m;1401工作面回采对底板最大破坏深度71 m.研究为类似工程条件的开采对煤层顶底板影响范围提供理论依据.

摘要： 为了解河南省二1煤层及其顶底板中稀土元素含量及分布特征,评价煤系稀土元素资源潜力,对河南省11个煤田主要生产矿井进行刻槽取样,取得全层样品244个,采用ICP-MS法对样品中的稀土元素含量进行分析测试.研究结果表明:全省二1煤层中稀土元素含量的平均值为119.75 mg/kg,其顶板平均含量为333.80 mg/kg,底板为328.49 mg/kg;各煤田煤中稀土元素含量差别较大,荥巩煤田最高为261.80 mg/kg,永夏煤田最低为78.74 mg/kg,相差的3.3倍;其含量变化受沉积环境控制,具有西高东低、南北波动特点;陕渑煤田和荥巩煤田部分二1煤层稀土元素有综合回收利用的价值.

摘要： 煤层气为自生自储型气藏,其保存条件直接决定了煤层气的富集特点.从沁水盆地樊庄区块612口生产井的顶底板岩性、埋深等与煤层含气量的分布关系入手,对煤层气富集的影响因素及机理进行了探讨,认为:1、良好的封盖条件可以减缓煤层气的散失,但当储层压力低于顶底板的突破压力时,顶底板将不再是煤层气富集的主控因素;2、煤层的埋深与含气量呈正相关关系,埋藏深度越深,顶底板的封盖性也就越好;3、断层的发育破坏了顶底板的封盖性,造成断层附近煤层气的散失.樊庄区块煤层顶底板与其含气量的关系说明,在断层不发育的区域,顶底板泥岩厚度大、突破压力高和一定的埋深有利于煤层气的保存.

摘要： 本文介绍了利用地震多属性(波阻抗、电阻率、速度、密度、孔隙率)反演预测煤层顶底板赋水性的机理、方法、流程.本次工作虽取得一定的效果，但其成果用于指导煤矿防治水工作还有较大的差距，还需要从方法、算法、处理等多方面不断完善。

摘要： 地震反演技术是利用三维地震资料,以已知地质规律和钻井、测井资料为约束,对地下岩层物理结构和物理性质进行求解的过程.目前,地震反演技术已广泛应用于解释煤层厚度、煤层分叉、煤层冲刷等，并就利用地震资料反演煤层顶底板岩性进行了讨论.

摘要： 在煤田勘探中,关于煤层顶底板岩性的预测是十分重要的.本文通过论述基于模型的波阻抗反演数据体并提取沿层波阻抗切片的方法,结合钻井、测井等先验地质信息,分析煤层顶底板沿层波阻抗变化,得到煤层顶底板岩性及其变化趋势.并利用山西寺河矿区实际的地震数据和地质信息制作工区的波阻抗反演数据体,并在此基础上做沿目的煤层顶底板的切片,从而分析出目的煤层顶底板岩性的变化趋势及其稳定性,为以后的安全开采提供参考与帮助.

摘要： 随钻探层测距雷达是一种安装在钻头附近,实时测量钻具径向到地层分界面距离的随钻测量仪器.本文以煤层气钻井为研究对象,该系统可应用于测量煤层气水平井钻井过程中钻具距煤层顶底板的距离,有助于指导施工人员控制钻头始终穿行在煤储层中的最佳位置,以便最大限度地提高煤储层的钻遇率和煤层气的采收率.本文提出了一种基于高频电磁波在地层中传播与反射机理的随钻探层测距雷达技术,并重点对测量原理、测量方法、测距系统等方面进行了研究,并通过室内实验进行验证.

摘要： 在东胜煤田区域采用TEM法对煤层顶底板含水层进行勘探,结合已知水文孔单位涌水量,结果表明该法不仅能圈定相对富水区范围,而且还能推测富水区内单位涌水量.通过对工作区内后续的16个水文孔的观察与研究，15个水文孔的单位涌水量与圈定的含水层的富水性相吻合，而测定最后1个水文孔水质浓度偏大，推测为局部泥岩过多，阻碍了地下水的连通性，从而影响了该水文孔的单位涌水量。这证明了TEM法在对顶底板含水层富水性评价中的可行性该区构造简单，地层倾角小于20。但是大多数工区内构造复杂，水文地质条件多样，地形起伏多变，再加上TEM法本身的“覆盖效应”和“体积效应”，所以在对TEM后期资料解释过程中要综合全面分析，确定主要因素和次要因素，才能保证成果的可靠。

摘要： 临淄区朱台勘查区岩浆岩普遍发育,对煤层煤质及平面分布有较大影响,都断层落差大于lOOOm。本区岩浆岩普遍发育，侵入层位包括二叠系和白垩系，由于岩浆岩对煤层的烘烤和接触变质作用，使煤层煤质发生较大变化。勘查区面积约60. 39km2。因此分析岩浆岩的侵入层位及层数，岩浆来源及通道以及岩浆岩的岩性及侵入时代,对正确划分各煤层煤质类型、不同煤类的分布及准确估算各煤类资源储量等具有十分重要的意义.而岩浆侵入到煤系地层中温度相当高，煤是可燃性有机岩，对温度的反映最敏感，最容易被岩浆侵入。岩浆侵入煤层顶底板一部分变为天然焦，一部分被岩浆烘烤变质成无烟煤、贫煤、1/2中粘煤。岩浆侵入煤层时，呈岩床状大片侵入，释放大量的热能，煤层埋藏较深，受热时间长，热量不易散发，高温岩浆使煤层发生热分解，同时释放大量气体，从而使煤层干流成焦或改变原来的物理、化学和工艺性能，丧失工业价值。根据煤质有关规范，9和10-2煤属于中灰分、低挥发分、中高全硫、高发热量和低磷，10-1煤为中灰分、低挥发分、中硫和低磷。岩浆侵入煤层使灰分和硫分含量增加，从而使煤质变差。

摘要： 本文从松散层水文地质条件和煤层顶底板的工程地质特征着手,分析了影响提高上限开采的含、隔水层的补、径、排条件,确定留设安全煤岩柱类型和高度,综合分析了提高上限开采的可行性.

摘要： 岱庄矿井针对本矿地质构造及煤层顶底板岩性，结合松动圈理论合理确定了支护参数。但由于回采巷道围岩压力主要表现在顶板上，两帮围岩压力相对较弱，为节省投资、降本降耗，改革工作面顺槽两帮支护，研制并应用套接锚杆，降低了支护成本，取得了明显的经济效益。

摘要： 巴愣井田为侏罗纪煤田,岩石质量较差,易发生煤层顶板冒落、底板软化变形等工程地质问题.本文利用钻探资料,结合土工试验、岩石物理力学性质试验资料和岩石RQD值统计,对矿井工程地质特征进行了综合分析研究,为矿井设计、施工和开采提供了可靠的工程地质参数.

摘要： 本发明公开了一种基于地震地质工程一体化的煤层顶、底板注浆方法，包括以下步骤：S1三维地震解释；S2速度模型构建；S3时深转换；S4地质模型构建；S5注浆工程部署；S6注浆工程部署优化，本发明适用于煤炭防治水技术领域，基于地震地质工程一体化的理念，从地震解释出发，依次完成速度场构建、时深转换、建立地质模型以及注浆工程部署工作，基于地质认识指导了工程实践，基于工程实践增强了地质认识，两者循环迭代优化了注浆工程的部署方案，提高了注浆工程中钻井的中靶率和在目的层内的跟层率，增强了注浆工程的治理效果。与此同时，获得了高精度地质模型，为煤炭资源的安全高效开发提供了保障。

摘要： 本发明属于煤矿瓦斯治理类技术领域，公开了一种松软煤层底板穿层沿顶梳状钻孔全程瓦斯抽采方法，即采用底板穿层沿顶梳状钻孔冲孔‑压裂‑冲孔增透煤层抽采瓦斯，具体步骤包括：首先在底板巷施工穿层钻孔进入煤层顶板，沿顶布置水平顺层钻孔，同时每隔25‑30m施工向下分支压裂钻孔，进入煤层底板2m；其次对分支煤孔实施水力冲孔，同时排出煤渣，逐渐增加注水压力，实现阶段封孔，启动煤层水力压裂，注水压力25MPa‑30MPa，达到目标压力和时间后停止压裂，降低注水压力再冲孔；重复以上步骤，完成全部分支钻孔增透工作；最后连接抽放管实施煤层全程瓦斯抽采。本发明适用于松软煤层，可以大幅度增加煤层透气性，降低煤层的瓦斯压力和含量，提高煤层瓦斯治理效果。

摘要： 本发明公开了一种基于多地质因素的煤层顶底板动力分区评价方法，包含以下具体步骤：第一步：确定影响煤层顶底板动力分区的因素并将各个影响因素细划分为不同类型，影响因素包括：煤层顶板岩石组合、煤层底板岩石组合、煤层埋深、构造复杂程度、顶板垂向压强、岩层抗压强度；第二步：矿区动力区块的划分；第三步：影响因素及其类型的赋值；第四步：权重计算；第五步：分别绘制矿区的顶板动力分区图和底板动力分区图；第六步：绘制顶底板动力分区综合分布图。本方法考虑了多种地质因素对煤层顶底板动力影响，可准确地预测煤层顶底板动力分区，能够大大减少了煤层顶底板安全事故，为实现矿山安全生产提供了有利的保障。

摘要： 本发明公开了一种煤层顶底板含氢流体灾害的监测预警方法，先获得顶底板岩层多个岩心，然后综合使用低场核磁共振技术、高压压汞法和电法仪对该位置的多个岩心进行测试，从微观层面上揭示煤层顶底板岩层的孔隙结构分布及水源空间分布特征；通过微震在线监测技术获得顶底板岩层破坏带发育及能量释放过程；采用深度学习方法将上述测试手段的各个岩心数据输入BP神经网络进行训练，使BP神经网络建立各个测试手段数据之间关系的数据模型，即构建流‑固‑力耦合模型，从而在后续未探测区域中仅需采用上述测试手段其中之一，进而获取该区域单一或几个独立数据输入该数据模型后，即能对未探测区域顶底板岩层的含氢流体的情况及灾害孕育程度进行预警提示。

摘要： 本发明公开了一种面向综采装备时空运动学的煤层顶底板路径虚拟规划方法，通过Unity3d软件建立固有煤层顶底板；利用物理引擎实现综采装备和煤层顶底板的真实接触，构建综采装备和煤层顶底板的时空运动学关系，利用mesh组件动态生成单循环煤层顶底板，刮板输送机和液压支架随着采煤机的引领进行协同推进；利用MATLAB和机器学习算法对煤层顶底板轨迹进行预测，并利用无人机携带探测设备对下循环煤层顶底板轮廓进行探测，并对离散点连续化处理；将无人机探测的数据与预测的数据进行融合得到下循环煤层顶底板虚拟规划路径。通过本发明，能够避免对煤层顶底板的轨迹预测的盲目性，实现对下循环煤层顶底板的预测和工作路径的规划。

摘要： 本发明涉及一种煤矿井下利用钻孔雷达探测煤层顶底板界面的方法，方法包括：采集雷达波信号；根据雷达波信号，形成时间域钻孔雷达剖面；获取工作面钻孔距离顶、底板煤层界面距离；根据工作面钻孔距离顶、底板煤层界面距离以及雷达波信号，确定顶、底板反射波同相轴；根据顶、底板反射波同相轴以及时间域钻孔雷达剖面，确定顶、底板对应的时间域雷达剖面；根据顶、底板对应的时间域雷达剖面，形成顶、底板对应的界面图像。本发明的方案，根据顶、底板反射波同相轴以及时间域钻孔雷达剖面，确定顶、底板对应的时间域雷达剖面；根据顶、底板对应的时间域雷达剖面，形成顶、底板对应的界面图像，实现了高准确性和高安全性的煤层顶、底板界面探测。

摘要： 本发明属于煤层气抽采技术领域，具体涉及一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，采用一组底板U型井和一口顶板L型井联合抽采目标碎软煤层的煤层气，底板U型井由底板L型井和垂直井组成；施工时先施工垂直井，再施工底板L型井，底板L型井的水平段位于目标碎软煤层的底板下方，底板L型井的水平段下山钻进并沟通垂直井，最后在底板L型井的井眼内钻进顶板L型井，顶板L型井的水平段位于目标碎软煤层的顶板上方，顶板L型井的水平段下山钻进至距垂直井预设距离处终孔；在底板L型井的水平段上间隔设置作业段，作业段包括中间的压裂段和前后的底板射孔段；在顶板L型井的水平段上设置顶板射孔段；垂直井排水，顶板L型井采气。

摘要： 本发明公开了一种煤层顶底板含氢流体灾害的监测预警方法，先获得顶底板岩层多个岩心，然后综合使用低场核磁共振技术、高压压汞法和电法仪对该位置的多个岩心进行测试，从微观层面上揭示煤层顶底板岩层的孔隙结构分布及水源空间分布特征；通过微震在线监测技术获得顶底板岩层破坏带发育及能量释放过程；采用深度学习方法将上述测试手段的各个岩心数据输入BP神经网络进行训练，使BP神经网络建立各个测试手段数据之间关系的数据模型，即构建流‑固‑力耦合模型，从而在后续未探测区域中仅需采用上述测试手段其中之一，进而获取该区域单一或几个独立数据输入该数据模型后，即能对未探测区域顶底板岩层的含氢流体的情况及灾害孕育程度进行预警提示。

摘要： 本发明公开了一种煤层顶底板含水岩层水平孔超前注浆改造方法，基于在煤系地层含水岩层中预裂造缝‑注浆减水的思想，利用地面或井下水平定向钻对煤系地层含水岩层进行钻孔爆燃预裂，使原生裂隙相互连通成网或增加次生裂隙数量，提高岩层可注性，然后采用耗水浆液进行劈裂注浆，使得浆液填充进裂隙中，实现含水岩层的减水改造，从而消除煤层回采过程中含水岩层地下水突(涌)的威胁。

摘要： 本实用新型属于煤层气抽采井技术领域，具体涉及一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的井身结构；包括一组底板U型井和一口顶板L型井；底板U型井由底板L型井和垂直井组成，垂直井上构造有井眼洞穴，底板L型井的水平段位于目标煤层的底板下方，底板L型井的水平段下山钻进与井眼洞穴相连；顶板L型井从底板L型井的竖直段钻入、水平段位于目标煤层的顶板上方，顶板L型井的水平段下山钻进至距垂直井预设距离处终孔；底板L型井的水平段上间隔设置有作业段，作业段包括中间的压裂段和前后的底板射孔段；顶板L型井的水平段上设置有顶板射孔段，顶板射孔段与作业段空间内错开；垂直井排水、顶板L型井采气，提高了碎软煤层煤层气抽采量。