煤中裂隙形成机制-概述说明以及解释
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煤层中的孔隙和裂隙?
煤层内存在有孔隙和裂隙两个系统,即双孔隙系统。
被裂隙分割成的煤块体称煤岩基块。
由于双孔隙系统的存在,煤中气体的运移有两种机制,即在基块中的扩散,以及在裂隙系统中的渗透。
煤孔隙结构指煤层所含孔隙的大小、形态、发育程度及其相互组合关系。
表征煤孔隙结构的基本参数是:孔径、比孔容、比表面积、孔隙度和中值孔径等。
①煤比孔容(specific pore volume of coal)——单位质量煤中孔的容积,常以厘米3/克或毫升/克为单位。
在煤变质过程中,大孔和中孔的比孔容在总比孔容中所占比例有减少趋势,而微孔的比孔容所占比例有增加趋势。
②煤比表面积(specific surface area of coal)——单位质量煤中孔隙的表面积,常以米2/克为单位。
煤中孔径小于10纳米的微孔的比表面积在总比表面积中占有的比例最大。
按传统概念,煤裂隙可分为内生裂隙和外生裂隙两种成因类型。
*本成果受 973 国家重点基础研究发展规划项目 中国煤层气成藏机制及经济开采基础研究 (2002CB11700)资助。
作者简介:单学军,1972年生,在读博士研究生;从事油气田开发工程研究。
地址:(102249)北京市昌平区府学路。
电话:(010)89734959。
E m a i:l x jshan 998@yahoo 煤层气井压裂裂缝扩展规律分析*单学军1张士诚1李安启2张劲1(1.石油大学石油天然气工程学院 2.中国石油勘探开发研究院廊坊分院)单学军等.煤层气井压裂裂缝扩展规律分析.天然气工业,2005;25(1):130~132摘 要 煤层中含有大量优质清洁的煤层气,通常使用水力压裂技术才能正常生产。
由于煤层中含有大量天然裂缝,所以压裂时压裂液滤失严重、裂缝扩展极其复杂。
因此,了解煤层气井压裂的裂缝扩展对于指导高效开采煤层气具有重要作用。
通过统计分析中国石油在华北地区的5个试验区块的压裂施工资料,发现煤层压裂中地层破裂压力梯度集中在0.0144~0.053M P a /m 之间,施工压力普遍较高。
使用井温测试法和大地电位测试法测量了煤层裂缝的方位和高度,分析发现:压裂后的煤层裂缝一般都穿越其上下隔层,最大时裂缝的高度超过压裂层厚度的4倍;裂缝的长度大部分为50~70m,形状基本以垂直裂缝为主,也有垂直裂缝和水平裂缝共生的情况,少数压裂井出现单翼垂直裂缝。
裂缝方向存在着随机性,但在某方向上出现的概率较大,说明裂缝扩展是地应力、局部地层构造和煤层割理共同作用的结果。
主题词 煤成气 压裂 裂缝 测试 井温 大地电位煤层气是与煤层伴生、以吸附状态储存于煤层内的一种非常规天然气,其中C H 4含量大于95%,是一种优质洁净的气体能源!1∀。
我国煤层气资源十分丰富,资源量达30#1013~35#1013m 3,煤层渗透率大多小于50#10-3m2!2∀。
此种渗透率的油层,在油田的实际生产中,虽然具有工业油流,但一般要进行压裂改造才能正常生产!3∀。
煤矿井下混凝土裂缝成因与控制摘要:煤矿井下混凝土砌碹工程较多,主要工程包括:井筒、中央变电所,中央水泵房、主副水仓、机头硐室以及煤仓等。
混凝土砌碹工程在施工期间容易出现蜂窝、麻面、裂缝等一些质量问题,其中混凝土裂缝是困扰工程技术人员的主要技术难题。
现结合多年来工程实践经验,就混凝土裂缝的危害、产生的原因、控制措施及处理方法作简要探讨。
关键词:井下混凝土工程;裂缝危害;裂缝原因;控制措施;处理方法中图分类号 tu528 文献标识码:a文章编号:1 混凝土裂缝的危害性(1)混凝土内出现的裂缝按深度的不同,分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。
贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝,它切断了结构的断面,破坏结构的整体性和稳定性。
而深层裂缝部分地切断了结构断面,如不及时采取措施可能发展为深层裂缝。
(2)混凝土裂缝可能危及结构安全,因为结构的最终破坏往往是从裂缝开始的,也是结构破坏的先兆。
有些裂缝的出现造成工程渗漏,影响正常使用;有些裂缝造成保护层剥落,严重损害工程的耐久性,缩短工程服务年限。
2混凝土裂缝产生的原因2.1设计方面1)钢筋设计参数不合理(包括:钢筋数量、直径)。
2)混凝土的收缩:未充分考虑混凝土的收缩变形。
收缩是混凝土的主要特性,对混凝土的性能有很大影响。
2.2材料质量1)粗细骨料含泥量大,造成混凝土收缩增大。
骨料粒径小,颗粒配级不良,容易造成混凝土收缩增大,诱导裂缝产生。
2)混凝土外加剂和掺和料选择不当或掺量不当,增加了混凝土收缩。
3)水泥品种:矿渣硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥收缩大。
4)水泥等级及混凝土强度等级:水泥等级越高,水泥越细,早强越高,对混凝土开裂影响越大;混凝土强度等级越高,混凝土脆性越大,易开裂。
2.3混凝土配合比1)设计水泥品种及等级选用不当。
2)配合比中水灰比大。
3)水泥用量比例大,掺水量高,坍落度大,收缩大,易开裂。
2.4施工现场及养护1)现场浇筑混凝土时,振动棒振捣或插入不当、深度不够,漏振、过振或振动棒抽插过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,易产生裂缝。
The influence of zero time holding quenching temperature onthe 20M nV steel 's strength and hardnessLI An -ming 1,YANG Hong -bao 2,LI Zhang -dong 1,NAN Hong -yan 1(1.Dept .of Mech .E ng .of JI T ,Jiaoz uo 454000,China ;2.Heavy Mechinery Pla nt ,Jiaoz uo 454000,China )A bstract :The regularity of effect of heating temperature and tempering temperature on 20MnV steel 's hardness and strength in zero time holding quenching has been researched by the orthogonal reg ressive principle .The experiment results have show n that the quenching tem perature has remarkable on its hardess and tensile strength .When the quenching tem perature is raised properly ,the 20M nV steel 's streng th and hardness in zero time holding quenching are higher than that of the conventional 880℃quencging .Key words :zero time holding ;quench ;tensile strength ;hardness(本文责任编校 宫福满)国家自然科学基金项目“华北地区煤中裂隙的类型与成因”简介由我院苏现波副教授承担的国家自然科学基金项目“华北地区煤中裂隙的类型与成因”已于2001年通过国家自然科学基金委员会的验收.该项目以我国目前煤层气勘探开发活动相对集中的华北中西部地区为研究区,以这些地区石炭-二叠系的主要煤层为研究对象,对煤中裂隙的类型、成因进行了系统研究.通过宏观、微观超微观测,结合岩石力学实验和有机溶剂刻蚀实验,提出了一套系统的煤中裂隙的分类方案,澄清了以往分类的混乱现象.将煤中裂隙区分为割理、外生裂隙和继承裂隙3类,并进一步区分出7型.界定了各类、型裂隙的概念;对煤中各类、型裂隙的成因进行了深入探讨.指出割理成因于煤体基质收缩张力、流体压力和构造应力的共同作用.这3种力的作用程度不同,造成了割理的几何形态的差别和空间组合的多样性;该项目的研究不仅证实了Ammosov 与Laubach 发现的割理密度与煤级的2种关系的存在,还发现了割理密度与煤级存在一种新的关系.该项目首次发现割理的闭合存在2种机制:次生显微组分(渗出沥青质体)充填和胶合.前者主要发生在低煤级阶段,后者则发生在高煤级阶段。
各种裂隙的知识点总结一、裂隙的基本概念裂隙是指岩石或岩层中发育的狭窄裂缝或空隙,裂隙的宽度一般小于1米。
根据裂隙的形成方式和空间分布特征,可以分为节理裂隙、构造裂隙、溶蚀裂隙、破碎裂隙等多种类型。
裂隙的发育状况对岩石的渗透性、可采性、稳定性等工程性质有着重要的影响,因此,在岩土工程、地质灾害防治、自然资源开发等方面具有重要的意义。
1. 节理裂隙节理是岩石中呈规则排列的裂隙或断层面,其形成是受到岩石的各向异性和变质构造等因素的影响。
节理裂隙具有一定的连续性和规则性,通常沿着一定的方向排列,其宽度和间隔不一,对岩体的稳定性和工程性质具有重要的影响。
2. 构造裂隙构造裂隙是由于地质构造活动引起的岩石裂缝或裂隙,包括断裂、褶皱等形成的裂隙。
构造裂隙的形成与地质构造运动密切相关,通常具有一定的空间分布规律,对地质构造和岩体稳定性有着重要影响。
3. 溶蚀裂隙溶蚀裂隙是由于地下水的溶蚀作用引起的岩石裂缝或空隙,其形成与溶岩、溶洞等地质作用密切相关。
溶蚀裂隙通常具有一定的空间分布规律,对地下水活动和地质灾害有着重要影响。
4. 破碎裂隙破碎裂隙是由于岩石的破碎和破裂引起的裂隙或空隙,其形成与地质应力、岩石破碎性等因素有关。
破碎裂隙通常具有高度的不规则性和分散性,对岩土工程和地下水活动有着重要影响。
以上是裂隙的基本概念和分类,裂隙的形成机制和地质意义将在后文中进行详细介绍。
二、裂隙的形成机制裂隙的形成主要受到岩石的物理性质、地质构造和地表地下水活动等因素的影响,其形成机制有着多种复杂的地质学原因。
1. 岩石的物理性质岩石的物理性质包括岩石的强度、硬度、韧性、密度等方面的特征,这些特征决定了岩石在地质构造和外力作用下的变形和破裂情况。
不同类型的岩石具有不同的物理性质,其裂隙发育情况也有所不同。
2. 地质构造地质构造运动是裂隙形成的重要原因之一,断裂、褶皱等地质构造活动会导致岩石的破裂和变形,进而形成构造裂隙。
地质构造的活动性和强度对裂隙的形成有着重要的影响。
浅谈煤矿断层的认识及过断层的方法[ [ XX:1009-914X(20XX)44-0056-01一、断层形成原理与煤矿掘进过断层的关系在煤矿掘进的过程中,当矿井围岩受力超过其强度后,岩体开始破裂,破裂之初出现微裂隙,裂隙逐步进展、相互联合,便形成一条破裂面,这时破裂面两盘相互的滑动便形成了断层面,其中又分为正断层、逆断层和平移断层。
正断层是指上盘推动下盘向上移动,同时下盘也助力上盘向下移动,两者分离边界压力而产生了断层;逆断层中由于二者相互挤压,致使上盘向上而下盘向下,背离开来形成断层,平移断层是两者相反方向平移造成的断层。
目前,随着煤矿矿井开采深度逐渐增加,煤矿掘进工作面临着越来越复杂的地质条件,掘进过断层成为了掘进工XX必不可缺的一项任务。
只有充分认识断层形成原理和掌握掘进过断层的方法、具备高素养的安全意识才能够平稳长久的做好煤矿掘进工作。
二、断失煤层推断方法(1)、当断层较小,小于巷道高度或煤厚,断失煤层在巷道揭露时,能直观确定断失煤层位置。
(2)、若断层落差大于巷道高度或煤厚不能揭露断失煤层,可通过以下方法推断:①利用煤岩层对比法,寻找断失煤层,判定断层产状。
根据巷道揭露的煤层顶板情况,确认揭露岩石为煤层顶板或底板,从而判定断失煤层位置。
②标高对比法,利用前方及附近标高与迎头标高对比判定煤层产状及煤层位置。
③钻探法,通过向巷道顶底板打钻,探明断失煤层及产状。
三、巷道过断层主要施工方法1、过小断层的方法(1)、平巷过断层当水平巷道遇到断层时,一般采纳巷道拐弯方法寻找断失煤层。
.如水平巷道掘进到h点时,煤突然丢失,经推断是一条倾向断层。
出现该情况应先确定迎头岩层是煤层顶板还是底板。
如为煤层顶板巷道穿过断层后应向顶板方向拐弯。
b.如遇斜交断层,以正断层为例。
考虑到断层带附近压力大、水或瓦斯等因素不紧贴断层施工,巷道穿过断层进入另一盘10~15m后,再平行断层走向掘石门寻找另一盘。
(2)、倾斜巷道过断层当上、下山巷道遇断层时,一般采纳改变巷道坡度的方法寻找断失的煤层。
煤层中裂隙的分类煤层中的裂隙是煤矿开采和煤储层地质研究中的重要问题之一。
裂隙对煤层的渗透性、稳定性和采矿效果都有着重要影响。
不同类型的裂隙具有不同的性质和特点,分类研究可以帮助矿工和地质学家更好地了解和处理煤层中的裂隙问题。
本文将介绍几种常见的煤层中裂隙的分类。
1. 结构性裂隙结构性裂隙是由于地壳运动和构造变形引起的,通常与断层、褶皱和岩层滑动有关。
这种裂隙具有一定的规则性和连续性,常呈近似平行的走向和倾角。
结构性裂隙对煤层的渗透性和稳定性有着重要影响,矿工在进行开采时需要注意结构性裂隙的分布和走向。
2. 应力性裂隙应力性裂隙是由于地下应力变化引起的,通常与煤层的压力和变形有关。
这种裂隙呈现出断裂的形态,不规则分布,常呈交错状。
应力性裂隙对煤层的渗透性和稳定性也有着重要影响,矿工在进行开采时需要注意应力性裂隙的分布和走向。
3. 田园性裂隙田园性裂隙是由于煤层古地应力释放和煤层内部变形引起的,通常与煤层的压缩和胀缩有关。
这种裂隙呈现出类似鱼鳞状的形态,分布较为均匀,常呈平行排列。
田园性裂隙对煤层的渗透性和稳定性同样有着重要影响,矿工在进行开采时需要注意田园性裂隙的分布和走向。
4. 煤层内部裂隙煤层内部裂隙是煤层内部存在的裂隙,通常与煤的成熟度和矿物组成有关。
这种裂隙呈现出网状或多次分叉的形态,分布较为复杂,常呈随机排列。
煤层内部裂隙对煤层的渗透性和采矿效果有着重要影响,矿工在进行开采时需要注意煤层内部裂隙的分布和走向。
5. 水系性裂隙水系性裂隙是由于水的侵蚀和溶解作用引起的,通常与煤层的水文地质条件有关。
这种裂隙呈现出分布较为集中的形态,通常与河流、湖泊或水源有关。
水系性裂隙对煤层的渗透性和水文地质条件有着重要影响,矿工在进行开采时需要注意水系性裂隙的分布和走向。
总结起来,煤层中的裂隙主要可以分为结构性裂隙、应力性裂隙、田园性裂隙、煤层内部裂隙和水系性裂隙。
不同类型的裂隙具有不同的性质和特点,对煤层的渗透性、稳定性和采矿效果都有着重要影响。
深部开采多场耦合含瓦斯煤宏细微损伤机理及裂隙动态演化规律1. 引言在煤矿深部开采过程中,瓦斯是一个重要的安全隐患,它不仅会引起煤矿瓦斯爆炸,还会导致矿井顶板的破坏和岩爆等问题。
因此,研究深部开采多场耦合含瓦斯煤的宏细微损伤机理及裂隙动态演化规律对于保障矿井的安全运营具有重要意义。
2. 多场耦合含瓦斯煤开采的背景深部开采多场耦合含瓦斯煤是指在深部煤矿开采过程中,存在多种场耦合效应:包括瓦斯-煤体-岩石的耦合效应、瓦斯-顶板-煤柱的耦合效应、岩层结构的变形和煤体损伤等。
这些场耦合效应的交互作用对于矿井的安全运营和瓦斯排放具有重要影响。
3. 宏观损伤机理宏观损伤机理是指在深部开采过程中,矿井的岩石结构和煤体会因为多种因素受到影响而产生损伤,表现为岩层的破裂、煤柱的变形等。
深入了解宏观损伤机理对于预测矿井的稳定性和安全开采具有重要意义。
以下为宏观损伤机理的一些主要内容:3.1 瓦斯对煤体的损伤瓦斯在煤体内部的积聚会导致煤体内部的裂隙形成和扩展,从而引起煤体的损伤。
瓦斯的渗透性和压力会对煤体的物理性质产生影响,同时也会加剧煤体的损伤程度。
3.2 顶板对煤体的损伤在深部开采过程中,顶板的压力会导致煤体的强度下降和破坏,从而引起煤柱的变形和煤层的塌陷。
因此,研究顶板对煤体的损伤机理对于矿井的安全开采非常重要。
3.3 煤柱的应力变化和损伤煤柱是煤田中相对稳定的部分,但在深部开采过程中会受到多种力的作用,从而导致煤柱的应力变化和损伤。
研究煤柱的应力变化和损伤机理对于预测矿井的稳定性具有重要意义。
4. 微观损伤机理微观损伤机理是指在深部开采过程中,岩石和煤体的微观结构会因为外界力的作用而发生变化,进而导致岩石和煤体的损伤。
以下为微观损伤机理的一些主要内容:4.1 微裂纹的形成和扩展微裂纹是岩石和煤体损伤的显著特征,它的形成和扩展会导致岩石和煤体的强度下降和破坏。
深入研究微裂纹的形成和扩展规律对于预测岩石和煤体的损伤具有重要意义。
第2期水力采煤与管道运输N o.2 2014年6月HYDRAU LIC CO AL MINI NG&P IPEL INE TR ANSPO RTATl0N Jun.2014鳓煤岩裂隙扩展及破坏的演化规律分析闰进蒙周连春(神华鸟海能源公司内蒙古鸟海016033)摘要:煤岩的破坏失稳是煤岩体损伤不断累积和断裂逐渐发展的结果。
分析了煤岩裂隙的扩展演化规律,总结了裂隙破坏的主要特征和本构关系。
用UDEC4.0软件,对无瓦斯参与情况下掘进巷道临空面煤体在顶板逐渐加压过程中的破坏失稳过程进行了模拟研究,结果证明,煤岩介质在缓慢加载将发生以剪切破坏为主的失稳过程。
关键词:裂隙剪切拉伸加载速度中图分类号:TD315文献标识码:B文章编号:1006—0898(2014)02—0082—05工程实践表明,大多数硐室的煤岩往往既不数值分析计算结果,巷道硐室围岩失稳通常经历是在开挖变形后直接进入塑性松动状态的软弱4种状态的演变(图1):①巷道开挖前,煤岩中岩体,也不是被节理裂隙完全切割成块的贯通裂含有以断续的非贯通节理裂隙为主的分布缺陷,隙岩体,更多的是一种赋存于一定的地质应力状即原生裂隙。
②巷道硐室开挖过程中,径向应力态、为随机分布或成组分布的非贯通节理裂隙切逐渐释放,应力状态重新分布,导致巷道硐室周割的脆弹性岩体。
在井巷开挖过程中,煤岩体原围主应力差增大,引起某些方向的裂纹开裂、扩始地应力场平衡状态受到扰动后不断重新分布,展,岩体损伤逐渐累积并派生新的拉张或剪切裂在这一应力调整过程中,临空面处的煤岩由原来隙,即次生裂隙而使围岩逐渐破坏。
③巷道硐室的三维受力状态变成二维受力状态。
相应地,煤周围收敛变形的增长使扩展裂纹逐步发展,部分岩中的裂隙在应力场不断调整下产生扩展、汇初始裂隙相互连接,形成贯通裂隙,即宏观断裂合、贯通,最终导致围岩不断损伤劣化直至破坏面。
④随着贯通裂隙的形成,会产生若干游离的失稳。
因此,煤岩的破坏失稳是煤岩体损伤不断可滑动或下落的不稳定块体,在外界的触发下,累积和断裂逐渐发展的结果。
煤矿构造特征及其形成机制举例说明煤矿构造,会影响这一区段内的煤炭产出,也密切关联着煤层薄厚、体系内的岩浆侵蚀、表层现有的温度差值、顶板的稳固特性、矿井内的突水、矿井振动及岩爆等。
因此,明晰现有的煤矿构架,可以有序去管控灾害,维护好区段内的采矿安全。
要查验煤矿的根本构架、组合及演化路径,在这样的根基上,摸索出精准的形成机制。
本文选取出了陕北煤田这一构造区段,举例去明晰现有的煤矿构架特性。
标签:煤矿构造特征形成机制举例说明要探究特有的煤矿构造,就应拥有精准的勘探数值,并顾及到区段构造固有的构架背景。
陕北区段内的某煤田,凸显出了北东走向这样的总构架,建构了特有的单斜构造。
矿井以内,发育着偏少的断层,涵盖了正断层,以及低角度情形下的逆掩断层。
煤矿现有的陷落柱,零乱地布设在这一区段内,轴部带有偏多的褶皱。
明晰了如上的根本特性,有助于摸索这一煤矿特有的形成机制。
1概要的构造特性陕北煤田涵盖着的某一矿井,衔接着这个区段中的隆起带,以及区段中的凹陷地段。
总的构架,凸显出了NNE这样的方位走向;地层现有的构架,凸显出了NNW这样的方位走向。
区段现有的构造状态,可以分出东侧方位内的断裂带、中部方位内的开阔褶皱、西部方位内的密集断裂。
煤田涵盖了特有的发育地层,带有稳定的优点。
这样的地层,表征着NE这种走向,体系内的倾斜角还是很平缓的,没能发觉到岩浆侵蚀。
煤矿带有简易的构造,涵盖了10个宽缓情形下的小褶皱、40条特有的断层、35个陷落柱。
体系内的陷落柱,切断了产出煤炭的层级,带有不利影响。
煤矿现有的褶曲,带有宽缓的态势,并涵盖了偏多的膝状褶曲。
经由地质查验,以及井下方位内的揭露,发觉到35条特有的断层。
在这之中,涵盖了4条这样的逆断层,以及30条这样的正断层。
体系内的落差,通常没能超出十米;超出十米的断层,在15条左右。
2陷落柱特有的形成机制体系内的陷落柱,带有长轴这样的形状,凸显出了不规则的态势。
偏少的这种陷落柱,是浑圆形的,涵盖着NNE及特有的NS走向。
煤壁片帮的分类-概述说明以及解释1.引言1.1 概述煤壁片帮是指在煤矿井下采掘作业中,由于地质构造和采矿工艺等因素产生的一种特殊的煤岩岩层。
在煤矿行程中,煤矿开采活动主要面对的是煤壁片帮的形成和控制问题。
因此,对煤壁片帮进行分类研究,可以为煤矿开采提供更好的技术支持和工程指导。
煤壁片帮一词源于煤矿工人的实际工作经验,它是指在煤矿井下采掘作业中,煤岩与非煤岩层之间形成的煤岩岩壁与岩层之间的接触带。
在这一接触带中,煤岩与非煤岩层之间的接触面积较大,并且存在着一定程度的结构变形和破碎现象。
由于煤壁片帮的存在,煤矿开采中的巷道支护、煤层掘进、工作面安全等方面面临着诸多问题和挑战。
煤壁片帮的分类研究主要包括以下几个方面:首先是根据煤岩与非煤岩层之间的接触形态进行分类,如滑移、分层、错动等;其次是根据煤壁片帮的岩性特征进行分类,如煤与岩石的硬度、结构等;还有根据煤壁片帮的尺度进行分类,如微观尺度的煤壁片帮、中观尺度的岩层片帮和宏观尺度的煤层间片帮等。
对煤壁片帮进行分类研究的目的是为了深入了解煤壁片帮的形成机制和性质特征,为煤矿的采掘工艺、支护技术和安全管理提供科学依据。
通过对不同类型煤壁片帮的分类研究,可以为煤矿工程师提供更准确的岩层力学参数、合理的采掘方案和高效的支护措施,从而提高煤矿的安全性和经济效益。
综上所述,煤壁片帮的分类研究对于煤矿开采具有重要的意义。
通过对煤壁片帮的分类研究,可以更好地理解和掌握煤壁片帮的性质特征,为煤矿开采提供可靠的技术支持和工程指导。
此外,煤壁片帮分类研究还具有促进煤矿产业健康发展和推动煤矿安全生产的重要作用。
因此,煤壁片帮的分类是一个具有广阔前景和重要意义的学科领域。
1.2文章结构1.2 文章结构本篇文章将按照以下结构进行组织和论述:1. 引言:首先对煤壁片帮进行概述,并建立文章的背景。
接着介绍文章的整体结构,以及明确研究煤壁片帮的目的。
2. 正文:在本部分,我们将对煤壁片帮的定义、形成原因以及分类方法进行详细探讨。
煤割理演化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述"煤割理演化"这篇长文将深入探讨煤割理的概念演变、影响因素以及应用领域。
煤割理作为一种重要的资源开采方法,在煤炭产业中发挥着至关重要的作用。
本文将对煤割理从最初的概念到现今的进展进行较为详细的讨论,以期能够全面地呈现其发展历程,为读者展现一个清晰的脉络。
通过对煤割理的全面梳理,希望能够为煤炭产业的发展提供有益的参考和指导,同时也为相关领域的研究者提供新的思路和启示。
1.2 文章结构:本文按照以下结构展开讨论煤割理的演化过程:- 第一部分为引言部分,主要介绍本文的背景和目的,为读者提供煤割理概念的基本认识。
- 第二部分为正文部分,包括煤割理概念演变、影响因素以及应用领域的详细阐述,以便读者更全面地了解煤割理的相关知识。
- 第三部分为结论部分,对本文所讨论的内容进行总结,并展望煤割理未来的发展方向,同时给出一些结束语,以便读者对煤割理有一个更清晰的认识。
1.3 目的本文旨在探讨煤割理的演化过程,深入分析煤割理的概念、影响因素以及应用领域,旨在全面了解煤割理在煤矿开采过程中的重要性和作用。
通过对煤割理的研究,可以为煤矿企业提供科学的指导和决策依据,优化煤矿开采工艺,提高生产效率,保障煤炭资源的可持续开发利用。
同时,本文也旨在引起人们对煤矿资源的重视和关注,促进煤炭行业的健康发展与可持续发展。
2.正文2.1 煤割理概念演变煤割理是指利用机械、爆破等方法将煤矿中的煤岩割下,在矿井中进行采掘和运输的过程。
煤割理这一概念最早出现在19世纪末,随着煤矿工业的发展和技术的进步,煤割理的概念逐渐完善和发展,涵盖了更多领域和技术。
在早期的煤矿中,采矿工人主要依靠手工挖掘和运输煤炭,效率低下且劳动强度大。
随着工业革命的到来,机械化设备的引入使得煤炭的开采更加高效和便捷。
煤割机的发明和使用,使得煤炭的开采变得更加快速和规范。
随着时代的发展,煤炭工业的要求也逐渐提高,对煤割理的要求也越来越高。
煤层中裂隙的分类
一、构造裂隙
构造裂隙是指煤层裂隙表面受褶曲应力构造活动形成的裂隙,它是构造活动的直接反映,它在煤「层节理面上广泛分布,分布有规律,裂隙类型多样,主要分类如下:
1、破裂缝:破裂缝是受块状破坏应力作用而形成的隆起陷落不平的裂隙,分为褶皱破裂缝、剪切破裂缝和拉伸破裂缝。
2、折叠裂缝:折叠裂缝由于构造应力的作用而在煤层中产生起伏和折叠的裂隙,它可以分为剪切折叠缝和曲流折叠缝。
3、冲折缝:冲折缝是岩层受构造活动影响时,沿冲折走向出现凹陷洼地的裂隙。
4、曲流裂缝:曲流裂缝是构造活动的直接反映,特征为曲线状的裂隙,常从折叠构造中发育,分为脊曲流和凹曲流。
5、中子裂隙:中子裂隙是构造活动后在挤压带的两端发育的裂隙,它的特征是一侧是凸猛,另一侧是凹凸洼。
二、天然裂隙
天然裂隙就是由于岩石自身的结构性能应力而形成的裂隙,它们通常是开放性裂隙,不伴有受力扭曲,主要分类如下:
1、自然运动裂隙:由于各种因素而引起的岩石层内部位错时,可形成自然运动裂隙。
2、熔融裂隙:煤内部温度上升,达到熔融温度时,会发生水分子的迁移逃逸,形成熔融裂隙。
3、储层压实裂隙:储层经过地质构造变化、岩溶作用和渗透作用等作用,可形成压实裂隙。
4、火山爆发裂隙:地壳火山爆发时产生的大规模的火山灰层及熔融岩浆,可使地层和煤层形变变形,形成裂隙。
5、冰历结晶裂隙:冰历结晶是指在受融冰作用后,层内保留的特殊起伏形态,这种起伏形态可反映出岩层内部结构状况,它和火山爆发裂隙是最重要的二种天然裂隙。
煤层中的孔隙和裂隙?
煤层内存在有孔隙和裂隙两个系统,即双孔隙系统。
被裂隙分割成的煤块体称煤岩基块。
由于双孔隙系统的存在,煤中气体的运移有两种机制,即在基块中的扩散,以及在裂隙系统中的渗透。
煤孔隙结构指煤层所含孔隙的大小、形态、发育程度及其相互组合关系。
表征煤孔隙结构的基本参数是:孔径、比孔容、比表面积、孔隙度和中值孔径等。
①煤比孔容(specific pore volume of coal)——单位质量煤中孔的容积,常以厘米3/克或毫升/克为单位。
在煤变质过程中,大孔和中孔的比孔容在总比孔容中所占比例有减少趋势,而微孔的比孔容所占比例有增加趋势。
②煤比表面积(specific surface area of coal)——单位质量煤中孔隙的表面积,常以米2/克为单位。
煤中孔径小于10纳米的微孔的比表面积在总比表面积中占有的比例最大。
按传统概念,煤裂隙可分为内生裂隙和外生裂隙两种成因类型。
山西煤矿潞安矿区地裂缝发育特征及形成机理分析
马施民;王洋;杨雯;赵斌;曹松华
【期刊名称】《中国地质灾害与防治学报》
【年(卷),期】2014(25)1
【摘要】为全面了解潞安矿区地裂缝灾害的发育特征及形成机理,依据野外调查的资料分析结果,得出了潞安矿区核心煤矿230处地裂缝的分布特征及造成的灾害损失,并对潞安矿区的地裂缝的类型特征按平面几何形态、剖面形态和形成模式进行了系统的划分,最后在分析地裂缝发育规律和影响因素的基础上,提出了切实可行的防治对策,研究结果可为当地环境地质条件的改善、地质灾害的治理提供依据.【总页数】5页(P28-32)
【作者】马施民;王洋;杨雯;赵斌;曹松华
【作者单位】中国矿业大学(北京),北京100083;中国矿业大学(北京),北京100083;中国矿业大学(北京),北京100083;中国矿业大学(北京),北京100083;中国矿业大学(北京),北京100083
【正文语种】中文
【中图分类】P694
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煤中裂隙形成机制-概述说明以及解释1.引言1.1 概述煤是一种重要的能源资源,其广泛应用于发电、冶金、化工等领域。
随着能源需求的增加,煤炭开采规模不断扩大,煤层中的裂隙问题日益引人关注。
煤中的裂隙不仅会导致煤层的不稳定性,还会对煤矿开采、瓦斯抽采等工作带来一系列技术难题。
煤中裂隙的形成是一个复杂的过程,涉及多种因素的相互作用。
首先,煤的成因与沉积环境决定了其裂隙形成的基本条件。
例如,在沉积过程中,受到压实作用的煤层会产生不同程度的变形,形成各种类型的裂隙。
此外,煤层中的应力分布也是裂隙形成的重要原因之一。
当煤层受到外力的作用时,煤体内部会产生应力的重新分布,从而导致裂隙的形成和扩展。
此外,煤中的裂隙形成还与煤的物理和力学性质密切相关。
煤的组成复杂,含有不同种类的有机质和矿物质,它们的分布和结构对裂隙的形成和扩展有重要影响。
另外,煤的孔隙结构和渗透性也会影响裂隙的形成。
煤体中的孔隙可以提供裂隙扩展的通道,而渗透性则决定了裂隙中液体和气体的运移能力。
在煤层开采过程中,裂隙的形成会对煤矿安全和生产造成严重影响。
裂隙可以导致煤层变形和破坏,增加煤层顶板和底板的变形和位移,进而引发地质灾害,如塌陷、滑坡和断层等。
此外,裂隙的形成还会导致煤层的渗透性增加,进而增大瓦斯和水的涌出量,增加瓦斯爆炸和煤炭自燃的风险。
综上所述,煤中裂隙的形成是一个复杂的过程,受到多种因素的综合影响。
深入研究煤中裂隙形成的机制,对于煤层开采和矿井安全具有重要意义。
只有了解和掌握裂隙形成的机理,才能制定相应的采矿和防控措施,有效降低煤层开采中的风险,实现煤炭资源的高效、安全利用。
1.2 文章结构本文将围绕煤中裂隙的形成机制展开讨论。
首先,我们将在引言部分对煤的概述进行简要介绍,并说明本文的目的。
接下来,在正文部分,将会详细探讨煤中裂隙形成的两个关键要点。
最后,在结论部分,我们将总结并强调本文所讨论的要点。
引言部分将通过概述煤的性质和特点,为读者提供一个对煤以及其中裂隙形成机制有一定了解的背景知识。
这部分还将明确本文的目的,即深入探索煤中裂隙形成的机制。
正文部分将投入更多篇幅对煤中裂隙形成的两个要点进行详细讨论。
首先,将着重介绍裂隙形成的物理机制,涉及到煤的结构和成分以及外部力的作用。
其次,将进一步阐述裂隙形成的化学机制,包括煤的化学反应和煤中存在的化学物质对裂隙形成的影响。
结论部分将对本文所讨论的要点进行总结,并强调它们的重要性和研究意义。
同时,我们还将提出未来研究的方向和可能的应用领域,以期激发更多关于煤中裂隙形成机制的深入研究。
通过以上的文结构,我们将全面而系统地展现煤中裂隙形成机制的各个要点,旨在为读者提供一个深入理解煤中裂隙形成的基础。
本文旨在推动对于煤中裂隙形成机制的研究,为相关领域的科学家和工程师提供有价值的参考和指导。
1.3 目的本文旨在深入研究和探讨煤中裂隙形成的机制。
通过分析煤中裂隙形成的要点,我们致力于揭示煤中裂隙形成的原因和过程,以及其对工程活动和环境影响的意义。
同时,本文还将重点关注煤中裂隙形成机制与煤矿安全、煤层气开采等领域的关联性,以提供对相关行业的指导和借鉴。
为了实现上述目标,本文将通过以下几个方面进行研究:首先,我们将概述煤中裂隙形成机制的基本概念和背景知识,以确保读者对该主题有一个整体的了解。
其次,我们将详细阐述裂隙形成的关键要点,包括煤中裂隙形成的物理、化学和地质学机制等方面的内容。
通过对这些要点的深入剖析,我们旨在揭示煤中裂隙形成背后的根本原因和机制。
此外,我们还将研究煤中裂隙形成机制与工程活动(如煤矿开采、地下储气库建设等)以及环境的关系。
通过对煤中裂隙形成机制的深入分析,我们希望为相关行业提供科学准确的参考和意见,并有效减少工程活动对煤层和周边环境的潜在影响。
最后,本文将总结和归纳煤中裂隙形成机制的要点,并对其意义和研究价值进行概括。
通过深入研究煤中裂隙形成的机制,我们将为相关领域的科研人员、工程师和决策者提供有益的参考,从而推动相关领域的发展和改进。
通过深入探讨煤中裂隙形成的机制和意义,本文旨在为读者提供一个全面深入的了解,为相关行业提供科学准确的指导,以推动煤炭行业的可持续发展和环境友好型工程活动。
2.正文2.1 裂隙形成机制要点1裂隙在煤中的形成通常与三个主要因素相关:地质应力、煤体结构和煤组分。
首先,地质应力是裂隙形成的主要驱动因素之一。
煤矿地质应力主要包括地壳应力、构造应力和周围岩层的应力。
当这些应力达到一定程度时,煤层就会发生变形和断裂,从而形成裂隙。
其次,煤体结构对裂隙形成也起到了重要的作用。
煤炭是一种多孔介质,具有不规则的颗粒状结构。
这种结构使得煤体在受到应力作用时容易发生裂解。
此外,煤层中的组块间隙和煤柱周围的空隙也会成为裂隙形成的潜在位置。
最后,煤组分的变化也会导致裂隙的形成。
煤炭是一种复杂的有机岩石,其主要成分包括固定碳、挥发分和灰分。
这些组分之间的比例和分布会影响煤的物理性质和力学特性。
例如,高挥发分煤具有较高的膨胀性和可塑性,容易形成裂隙。
综上所述,裂隙在煤中形成的机制是多方面因素的综合结果。
地质应力、煤体结构和煤组分的变化相互作用,共同促使煤层发生变形和断裂,从而形成裂隙。
深入研究这些因素之间的关系,对于预防和控制煤层裂隙的发生具有重要意义。
2.2 裂隙形成机制要点2:在煤中裂隙的形成过程中,第二个关键要点是地质压力。
地质压力是指由于地层岩石自身重力和上覆岩层的压力所产生的压力情况。
这种压力会对煤体产生持续作用,导致煤体内部出现应力集中现象,从而引发裂隙的形成。
煤层由于在地质历史长期的地质作用下,经历多次沉积、变质等过程形成,因此煤层中的煤体已经呈现出不同的物理性质和应力状态。
受到地质压力的作用,原有的应力状态会发生改变,从而对煤体内部产生一定的影响。
地质压力会使煤体受到一个方向的挤压,从而引发煤体内部的断裂和裂隙的形成。
在地质压力的作用下,煤体中存在的微小裂缝会扩展,原有的裂隙也会逐渐增大。
同时,裂隙的形成还会进一步增加煤体内部的应力集中,导致新的裂隙形成,形成一个连锁反应的过程。
最常见的地质压力是由于地层的挤压和岩层的沉积而产生的。
地层的挤压是在地质过程中由岩层的运动和构造力学效应引起的,主要是由于地层的曲折、断层、褶皱等地质构造所致。
而岩层的沉积则是由于上部岩层的重力作用和地质活动所引起的。
这些压力的作用会使煤体内部的结构发生变化,从而导致裂隙的形成。
总之,地质压力是煤中裂隙形成的一个重要要点。
在地质长期作用下,煤体受到挤压和重力的作用,煤体内部会产生应力集中现象,并最终引发裂隙的形成。
了解和研究地质压力对于理解煤中裂隙形成机制具有重要的意义。
3.结论3.1 总结要点1在本文中,我们探讨了煤中裂隙形成的机制。
通过分析研究,我们得出了一些重要的结论。
首先,煤中裂隙的形成可以归因于两种主要的力学作用力。
第一种是构造应力,它们是由于地壳运动、岩石变形和应变积累而引起的。
构造应力对煤体施加的力会导致煤体内部的应变,从而导致裂隙的形成。
第二种是岩石力学性质的改变,包括煤体的强度、韧性和断裂韧度的变化。
当煤体力学性质发生改变时,煤体内部可能会发生应力集中,从而引发裂隙的形成。
其次,煤中裂隙的形成还与煤的成分和结构有关。
煤由有机质和无机质组成,其中有机质是煤中裂隙形成的主要原因。
有机质在高温、高压的环境下发生化学变化,产生煤化学反应,导致煤体的结构变化。
这些结构变化可能导致裂隙的形成。
此外,煤中裂隙的形成还与煤层的应力状态和地质条件有关。
煤层的应力状态受到多种因素的影响,包括岩层厚度、地下水位、沉积体积等。
不同的地质条件会导致应力分布的不均匀,进而引发不同类型的裂隙形成。
例如,压力释放导致的层间裂隙和构造变形导致的断裂裂隙。
综上所述,煤中裂隙的形成是一个复杂的过程,受到多种因素的综合影响。
了解煤中裂隙形成的机制对于煤矿开发和煤层气开采具有重要意义。
通过进一步的研究,我们可以更好地预测和控制煤中裂隙的形成,提高煤矿开采效率和安全性。
3.2 总结要点2总结要点2:煤中裂隙形成机制研究的未来展望在煤中裂隙形成机制的研究中,我们已经取得了一些重要的进展,并且了解到了裂隙形成的一些基本原理。
然而,仍然存在许多未解之谜和挑战,需要我们进一步深入研究。
以下是我们对煤中裂隙形成机制研究未来的展望:首先,我们需要深入研究煤中裂隙形成的微观机制。
目前,我们对于裂隙形成的原理还不够清楚,尤其是在煤的内部结构和组成方面的作用。
进一步研究煤中裂隙形成的微观机制,将有助于我们更好地理解煤中的应力和变形过程,为裂隙预测和控制提供更准确的依据。
其次,我们需要研究裂隙形成与地质力学参数之间的关系。
煤层地质力学参数对于裂隙形成具有重要影响,如煤层的岩石力学性质、应力状态等。
进一步研究裂隙形成与地质力学参数之间的关系,有助于我们预测和控制煤层裂隙的形成和发展,提高煤层的开采效率和安全性。
另外,我们还需要加强煤层裂隙的监测和预测技术的研究。
目前,煤层裂隙的监测和预测技术还比较有限,并且难以准确地预测煤层裂隙的发展趋势。
加强煤层裂隙监测和预测技术的研究,可以提高我们对于煤层裂隙的认识和理解,为煤矿的开采和安全提供可靠的技术支持。
最后,我们还需要加强煤层裂隙的控制技术的研究。
煤层裂隙的形成对于煤矿开采和安全都带来了一定的挑战。
加强煤层裂隙的控制技术的研究,可以帮助我们更好地控制裂隙的形成和扩展,提高煤矿的开采效率和安全性。
综上所述,煤中裂隙形成机制的研究是一个复杂而重要的课题,虽然我们在研究中已经取得了一些进展,但仍然有许多未解之谜和挑战需要我们继续深入研究。
只有通过不断地探索和创新,我们才能更好地理解和掌握煤中裂隙形成的机制,为煤矿的开采和安全提供有力的支持。