【摘 要】
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煤矿工作面废弃后,上覆下伏岩层中仍分布有大量的煤系气资源。为了研究废弃工作面各区带煤/岩层孔裂隙发育特征,估算废弃工作面煤系气资源量,本次以山西晋城矿区岳城煤矿1302废弃工作面为例,基于数值模拟研究,划分了煤系气储存空间各区带范围,物理模拟研究了各区带煤、泥页岩和砂岩的孔裂隙特征,通过对原煤/岩和破裂煤/岩进行高压压汞分析,对比分析了原煤/岩和碎裂煤/岩的孔隙特征的差异性,提出了废弃工作面不同区
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煤矿工作面废弃后,上覆下伏岩层中仍分布有大量的煤系气资源。为了研究废弃工作面各区带煤/岩层孔裂隙发育特征,估算废弃工作面煤系气资源量,本次以山西晋城矿区岳城煤矿1302废弃工作面为例,基于数值模拟研究,划分了煤系气储存空间各区带范围,物理模拟研究了各区带煤、泥页岩和砂岩的孔裂隙特征,通过对原煤/岩和破裂煤/岩进行高压压汞分析,对比分析了原煤/岩和碎裂煤/岩的孔隙特征的差异性,提出了废弃工作面不同区带煤系气资源量的计算模型,评价了岳城煤矿1302废弃工作面煤系气资源量。研究结果表明:(1)废弃工作面煤系气储气空间可划分为应力集中区(Ⅰ区)、穿层裂隙发育区(Ⅱ区)、离层裂隙发育区(Ⅲ区)、重新压实区(Ⅳ区)和底板裂隙区(Ⅴ区)五个区带;(2)不同区带煤、泥页岩和砂岩的孔裂隙特征不同,其中Ⅱ区穿层裂隙发育程度最高,煤系气渗透性最好,是废弃工作面煤系气资源开发的潜力区;(3)煤、泥页岩和砂岩初始孔隙度比值为1:0.66:0.57,孔裂隙弹性形变的压缩系数比值为1:0.36:0.5,煤、泥页岩和砂岩碎裂后的孔隙体积均不同程度地减小,平均孔隙度衰减率比为1:0.49:0.67;(4)废弃工作面煤系气资源评价流程划分为地质背景及矿井资料调查、评价模型选取、影响区区带划分及体积计算、关键参数获取和资源评价及验证5个阶段;(5)采用“直接加法”计算模型估算了岳城煤矿1302废弃工作面煤系气资源总量为1.15×10~6m~3,I、II、III、IV和V区占比分别为0.74:0.11:0.03:0.03:0.09,具有较大的开发潜力。论文研究成果对于废弃工作面各区带煤/岩层孔裂隙发育特征分析及煤系气资源评价具有指导作用。该论文有图44幅,表16个,参考文献150篇。
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