基本信息
- 項目名稱：
- 基于地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境的煤層復雜性評價研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 煤層賦存狀態(tài)對礦井采掘巷道的布置、回采工藝、工作面的單產(chǎn)、回采率等有很重要的影響。不同賦存狀態(tài)的煤層具有不同的復雜度，所以可以通過研究煤層的復雜度來研究煤層的開采技術(shù)。我國煤層的穩(wěn)定復雜程度定性分類方法一直采用蘇聯(lián)“煤及油頁巖勘探規(guī)范”的半定量的方法，將煤層分為穩(wěn)定型、較穩(wěn)定型、不穩(wěn)定型、極不穩(wěn)定型四個級別，對煤層穩(wěn)定性只規(guī)范了概略性的評價，缺少量化概念。
- 詳細介紹：
- 煤層的復雜性受諸多因素的影響和控制，總體分為幾何類因素和安全類因素兩類，幾何類因素屬于不可控因素，安全類因素屬于可控因素，不可控因素對煤層的復雜性影響占主導地位。幾何類因素主要包括煤層賦存的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、煤層傾角、煤層厚度變化、煤層頂?shù)装鍡l件、含夾矸層數(shù)及厚度、巖溶塌陷及巖漿侵入、埋藏深度等；安全類因素主要包括水文環(huán)境、瓦斯等級、煤層自燃發(fā)火性、煤塵爆炸性、煤層硬度、地質(zhì)力學環(huán)境。地質(zhì)構(gòu)造是引起煤層賦存狀態(tài)復雜的重要因素之一，對煤層的形態(tài)、傾角和厚度的變化影響很大，對煤田的勘探及煤層的開采影響很大。不同的大地構(gòu)造單元、不同的構(gòu)造形式、不同的構(gòu)造規(guī)模及密度，對煤層地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、煤層的疊加和改造作用有著不同影響，所以對煤層的復雜性的影響程度不同。 通過研究影響煤層復雜性的關(guān)鍵因素--地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境對煤層復雜性的影響，分析地質(zhì)構(gòu)造對煤層復雜程度的影響，使煤層復雜性分類定量化，探討煤層復雜性定量分類的方法和理論，實現(xiàn)煤層復雜性定量評價結(jié)果指導不同復雜度煤層采煤方法的選擇，地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境對煤層復雜性的影響主要從斷層和褶曲這兩方面分析。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 我國煤層賦存狀態(tài)千姿百態(tài)，不同賦存狀態(tài)的煤層具有不同的復雜程度，所以對不同煤層進行復雜度評價，對指導其選擇相應的采煤方法和提高開采效率具有重要的意義。在對我國不同礦區(qū)煤層賦存條件分析的基礎上，確定了影響煤層形態(tài)的關(guān)鍵因素——地質(zhì)構(gòu)造對煤層復雜性的影響，探討地質(zhì)構(gòu)造對煤層復雜性影響的定量評價方法。通過建立地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境對煤層復雜性定量評價指標體系，提出基于地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境的煤層復雜性評價方法。
科學性、先進性及獨特之處
- 1．首次通過“復雜度”來分定量的評價煤層的復雜程度； 2．煤層復雜度評價值，可以為采區(qū)或工作面采煤方法的選擇提供依據(jù)，實現(xiàn)采煤方法選擇的科學化； 3．提出了基于地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境的煤層復雜性評價方法，實現(xiàn)了煤層復雜性的定量評價
應用價值和現(xiàn)實意義
- 我國是以煤炭為主要能源的國家，煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展對我國經(jīng)濟的發(fā)展和能源安全至關(guān)重要。我國煤層賦存狀態(tài)千姿百態(tài)，不同賦存狀態(tài)的煤層具有不同的復雜度，需要不同的采煤方法和回采技術(shù)，所以對不同煤層進行復雜度評價，對指導其選擇相應的采煤方法和提高開采效率具有現(xiàn)實意義。通過研究煤層復雜性評價指標體系，建立煤層復雜性評價方法，提出不同復雜度煤層的規(guī)劃和開發(fā)建議，對實現(xiàn)我國煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
學術(shù)論文摘要
- 在對我國不同礦區(qū)煤層賦存條件分析的基礎上，確定了影響煤層復雜性的因素。以影響煤層形態(tài)的關(guān)鍵因素——地質(zhì)構(gòu)造對煤層復雜性的影響，探討地質(zhì)構(gòu)造對煤層復雜性影響的定量評價方法。通過對地質(zhì)構(gòu)造的特征的多級定量劃分，建立地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境對煤層復雜性定量評價指標體系，提出基于地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境的煤層復雜性評價方法。 建立了基于地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境的煤層復雜性定量評價體系，結(jié)合模糊數(shù)學建立了煤層復雜性評價模型，應用層次分析法確定了各評價指標的權(quán)重向量，實現(xiàn)了煤層復雜性的定量評價。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 立題正確，研究范圍準確，研究方法科學合理，研究內(nèi)容翔實，研究結(jié)論具有重要的實踐應用價值，實現(xiàn)了煤層復雜性的定量分析，研究水平總體上達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 1 國外對煤層復雜性評價研究現(xiàn)狀 （1）國外煤層厚度變化方面的研究現(xiàn)狀 地質(zhì)統(tǒng)計學20世紀50年代由Krige提出，后經(jīng)法國地理數(shù)學家Georges Matheron和南非采礦工程師D.G Krige發(fā)展完善。它基于隨機場區(qū)域性變量理論，以區(qū)域化變量為基礎，以變異函數(shù)為基本工具，研究那些在空間分布上既具有隨機性又具有結(jié)構(gòu)性的自然現(xiàn)象的科學。 （2）國外煤層頂?shù)装宸€(wěn)定性方面的研究現(xiàn)狀 Truman和Horne(1982)已開始嘗試將此類研究成果用于指導生產(chǎn)，查明了影響煤礦頂板巖層穩(wěn)定性的主要沉積地質(zhì)因素有沖刷與凸頂、滑面、擦痕、夾薄煤層的砂頁巖互層等，并發(fā)現(xiàn)煤層頂板巖層在垂向和橫向上的厚度和巖性變化很大，在礦井煤炭開采過程中頂板冒落、老頂來壓和巖煤層突出往往發(fā)生在老頂砂巖與頁巖的過渡部位。 （3）國外地質(zhì)構(gòu)造對煤層復雜性影響的研究現(xiàn)狀 聯(lián)邦德國在魯爾區(qū)采用構(gòu)造成因解析法、槽波地震等方法對工作面前方構(gòu)造及頂板穩(wěn)定性進行分析預測，均取得了良好的效果。 2 國內(nèi)對煤層復雜性評價研究現(xiàn)狀 （1）國內(nèi)煤層厚度變化對煤層復雜性影響的研究現(xiàn)狀 我國對煤層穩(wěn)定性的分類方法是沿用蘇聯(lián)“煤及油頁巖勘探規(guī)范”中提出的劃分方案，采用經(jīng)典統(tǒng)計法計算煤層可采性指數(shù)和煤厚變異系數(shù)，從而分析煤層厚度的穩(wěn)定性和變化程度，并將煤層穩(wěn)定性程度分為穩(wěn)定、較穩(wěn)定、不穩(wěn)定、極不穩(wěn)定四類。 （2）國內(nèi)煤層頂?shù)装宸€(wěn)定性對煤層復雜性影響的研究現(xiàn)狀 國內(nèi)一些學者從含煤地層沉積環(huán)境入手，在分析煤層及其頂板形成，頂板巖體沉積條件的基礎上，按不同沉積模式分別建立了區(qū)域性沉積模式與頂板穩(wěn)定性關(guān)系，對頂板穩(wěn)定性進行了成功預測。 （3）國內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造對煤層復雜性影響的研究現(xiàn)狀 張先塵，朱建明等從采礦的角度出發(fā)，研究了影響開采的重要地質(zhì)因素及其評價函數(shù)，應用模糊數(shù)學和灰色系統(tǒng)理論方法，建立了煤層地質(zhì)條件開采工藝性評價的數(shù)學模型，并以一些礦井的煤層塊段為實例進行了評判，得出了可比的統(tǒng)一綜合評判指標，為我國緩傾斜、傾斜煤層地質(zhì)條件時開采的適合程度提供了定量的評價方法。
