“《煤田地质与勘探》编委及其团队成果”专刊

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“《煤田地质与勘探》编委及其团队成果”专刊

来源：煤田地质与勘探

本专题为“《煤田地质与勘探》编委及其团队”专刊，共33篇成果。

行业视野: 地质
类别; 166个
关键词; 195位
专家; 33篇
论文; 16375IP
点击量; 8753次
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陆相页岩微观孔隙结构及分形特征——以徐家围子断陷沙河子组为例

作者(Author)：林子智, 卢双舫, 常象春, 李俊乾, 张鹏飞, 周能武, 张宇, 王军杰, 黄宏胜

摘要：为揭示陆相页岩微观孔隙结构特征，应用低温氮气吸附–解吸实验，结合扫描电镜分析、有机碳测定及X射线衍射等手段，分析页岩有机质和矿物组成，厘清孔隙结构和分形特征，并探究其影响因素。结果表明：沙河子组陆相页岩矿物组成以黏土矿物、石英和长石为主。储集空间类型主要为黏土矿物粒内孔、长石溶蚀孔和颗粒边缘孔，有机孔隙不发育。氮吸附曲线主要呈现为Ⅳ类吸附曲线，发育H2和H3两类迟滞回线，其中H3型比表面积较低，平均孔径较大，宏孔含量较高。页岩孔体积主要由介孔和宏孔贡献，比表面积主要由介孔贡献。孔径分布呈现双峰态，左峰约为2.7 nm，右峰分布在20~70 nm。页岩发育两段分形特征，分形维数显示H3型页岩孔隙结构非均质性及复杂性较弱。孔隙结构主要受矿物组成控制，与TOC无明显相关性，微孔含量与比表面积越高，宏孔含量与平均孔径越高，页岩孔隙结构越复杂，越不利于页岩气的运移及产出。陆相页岩因沉积环境控制下赋存的腐殖型有机质，从本质上影响了其孔隙空间、孔隙结构及页岩气富集特征，与海相页岩区别显著。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

332

146
煤炭地质学“十三五”主要进展及展望

作者(Author)：贾建称, 巩泽文, 靳德武, 李泉新, 吴艳

摘要：在简要分析煤炭地质学演变的基础上，重点回顾了“十三五”期间学科在基础理论研究、地质保障技术、煤岩检测技术方面的主要进展，同时指出面临的主要问题和未来一段时期的学科发展方向。认为“十四五”乃至更长一段时间内，煤炭地质学应围绕“提供充足绿色煤炭”和“减轻煤矿地质灾害”的煤炭工业发展目标，以攻克煤炭绿色勘查、精准智能开采和清洁高效利用中的关键地质理论和技术瓶颈为突破口，聚焦以下方面开展研究：① 煤系矿产资源共伴生规律、协同勘探技术与开发地质条件精准评价方法；② 智能物探仪器和钻探装备研制；③ 煤层中断层属性的叠前地震反演技术，槽波地震联合勘探技术、槽波雷达探测技术、高密度电法勘探技术的创新试验；④ 孔中、孔间、孔–巷、巷–巷等多方式立体探测与精细解释技术；⑤ 工作面煤/岩界面识别的多参数综合成像技术；⑥ 采动应力耦合叠加效应下煤矿动力地质灾害演化机理与微震监测和视电阻率法动态预警技术；⑦ 多源异构地质地理信息的深度融合与动态地质建模技术。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

642

473
神府南部矿区低阶煤化学组成与工艺性质：特征、关系与实践

作者(Author)：郭晨, 王生全, 师庆民, 乔军伟, 李焕同, 张卫国, 李军, 张池, 王晓康, 杜芳鹏

摘要：煤炭分质利用是契合其高效、清洁与绿色发展趋势的必然途径，而了解煤的基本化学组成与关键工艺性质是实现煤炭资源分级分质利用的基础。陕西神府南部矿区煤炭储量丰富，是西部重要的低阶煤生产基地，但长期以来未能完全实现煤的最佳分质利用，制约着优质煤炭资源价值优势的充分发挥以及经济与社会效益的进一步提升。以此为背景，以神府南部矿区主要生产矿井低阶煤样品为研究对象，开展煤的化学组成与工艺性质测试，化学组成包括工业组分、主量元素、全硫与形态硫、有害元素P及煤灰成分等，工艺性质包括发热量、低温干馏、热稳定性与煤灰熔融性等方面。基于数量化分析方法揭示煤的化学组成与工艺性质特征及其内在关系，构建基于化学组成的工艺性质预测数学模型，为煤炭分级分质利用提供基础依据。结果显示：① 研究区低阶煤资源以特低灰、特低硫、特低磷、高–特高发热量、富油、高热稳定性、弱–无黏结性为特点，品质优良，具有显著的分质利用优势，尤其广泛分布的富油煤应予以高度重视；② 煤的工艺性质与化学组成之间存在密切成因联系，发热量与固定碳含量呈正相关，低温干馏焦油产率与挥发分产率、氢元素含量呈正相关，水分含量决定低温干馏总水分产率，且在特定煤类条件下，灰分产率是控制煤诸多工艺性质的关键因素，包括发热量、黏结性、焦油产率等，均呈负相关性；③ 基于逐步回归分析与显著性检验，建立了基于化学组成预测煤关键工艺性质的数学模型，并以张家峁矿为例，利用所建模型预测低温干馏焦油产率和富油煤分布，预测结果与实测数据相符，验证了模型的可靠性。建立的预测模型为利用早期地质勘查资料评价煤的关键工艺性质，尤其富油煤分布提供了可行途径。研究成果对丰富陆相盆地低阶煤物质组成与化学性质基础认识，刻画其内在关联属性与量化模型具有重要参考价值，可为神府南部矿区以及其他类似地区优质煤炭资源(富油煤)的科学评价与最佳利用提供参考依据。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

419

188
煤炭智能开采地质保障技术及展望

作者(Author)：董书宁, 刘再斌, 程建远, 陈宝辉, 代振华, 李丹

摘要：煤炭智能开采是我国煤炭工业在新一轮技术变革下的战略选择，是实现煤矿安全高效生产的必由之路，地质保障技术可为煤炭智能开采提供准确可靠的地质数据支撑，且能有效探查隐蔽致灾地质因素以减少煤矿生产灾害事故的发生。我国煤炭地质保障技术从服务于资源勘查、高产高效矿井建设到服务于煤矿安全高效生产，从基础地质勘查工作、GIS系统到隐蔽致灾因素探查，不同时期的煤炭地质保障技术具有鲜明的特点。分析了在煤炭智能开采背景下地质保障技术面临的3个难题：地质条件探测精度不足、动态地质信息监测困难与智能开采缺乏统一的地质基础。在前期研究的基础上，论述了面向煤炭智能开采的地质保障技术体系，主要包含高精度综合探测、一体化智能在线监测、工作面地质透明化三大关键技术，通过煤炭开采过程中地质信息综合精准感知、动态融合、同步映射和孪生反馈，实现地质保障的数字化、三维可视化和智能化。面对新一轮能源科技革命和产业变革，针对新形势下煤矿安全发展新要求，提出了煤炭智能开采地质保障云平台、技术标准体系构建的发展方向，平台化、标准化的技术体系可为煤炭安全高效智能绿色开采提供可靠的地质保障。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

835

836
基于地震资料有效信息约束的深度网络无监督噪声压制方法

作者(Author)：陈文超, 刘达伟, 魏新建, 王晓凯, 陈德武, 李书平, 李冬

摘要：地震资料处理是地震勘探中的关键环节，由于地下构造和地表条件的复杂性，地震资料的处理需要经过一系列复杂流程，从而形成多种不同类型的地震数据。不同种类的地震数据具有不同的数据特征，充分利用和发掘其中的数据特征，不仅可以充分发挥处理方法的技术潜力，消除各类非地质因素对地震资料处理质量的影响，同时可以增强地震资料处理的可靠性，改善地震资料的资料信噪比及分辨率，在复杂油气藏勘探开发中具有非常重要的基础作用。叠前地震成像道集(CRP)中的有效信号同相轴近似水平，叠后地震成像数据因为地层沉积的规律性，有效信号相比于随机噪声、成像画弧噪声等干扰具有规律、简单等特点。具体表现为CRP道集及叠后地震资料有效信号具有多尺度自相似性的特征，其高维Fourier(FK或FKK)域主要能量集中在低频、低波数区域。针对上述地震数据的特点，提出一种基于先验信息约束的深度网络地震资料无监督噪声压制方法。受到深度图像先验(DIP)的启发，神经网络的结构可以视为一种特殊的隐式先验信息，合理设计网络结构可以使得网络具有多尺度自相似性特征的提取能力。由于叠前地震成像道集数据和叠后地震成像数据有效信号的多尺度自相似性，而噪声不具备这一特性，因此，特定结构的网络可以从原始数据提取出有效信号，从而达到噪声压制的目的。叠前成像道集和叠后成像的实际数据随机噪声压制试验结果表明，本文方法具有良好的保真性与鲁棒性。此外，由于本文方法具有强大的特征提取能力，因此，对常规方法不易压制的弧状成像噪声也有良好的效果。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

262

316
显微组分大分子结构演化差异性及其动力学机制 ——研究进展与展望

作者(Author)：曹代勇, 魏迎春, 王安民, 王路, 刘志飞, 秦荣芳, 束振宇, 陈高健

摘要：显微组分物理化学性质是影响煤炭清洁高效利用和煤储层物性的重要因素，已经认识到决定显微组分性质的根本原因在于其大分子结构。为了揭示显微组分大分子结构演化特征及其控制因素，从显微组分大分子化学结构与物理结构、大分子结构演化的构造应力效应、煤变质全阶段大分子结构演化特征等方面，总结了国内外研究进展，分析了存在的不足。指出由于富镜质组煤的广泛分布和重要工业用途使之成为煤结构研究的主要对象，惰质组的研究则相对缺乏，阻碍了对煤特性的全面认识。提出“煤变质作用的热–应力条件决定显微组分结构演化、惰质组与镜质组大分子结构演化具有差异性”的研究思路，采用惰质组/镜质组高温高压模拟和热模拟实验并与自然序列变质–变形煤对比，研究显微组分结构演化特征及其控制因素。定量刻画显微组分大分子结构与温压条件的关系，揭示构造应力对显微组分化学结构和纳米孔隙结构的控制，确定煤变质全过程中惰质组大分子结构的演化路径，建立惰质组大分子动力学模型。上述研究成果将充实对煤微观结构演化及其控制因素的全面认识，为煤炭清洁高效利用和煤储层物性评价提供基础依据。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

260

96
松散承压含水层渗透系数变化规律与估算模型研究

作者(Author)：陈陆望, 彭智宏, 王迎新, 葛如涛, 李蕊瑞

摘要：我国华北隐伏型煤田的煤系普遍被第四系松散层覆盖，其中的松散承压含水层在煤矿生产中常带来矿井突水、地表沉降、井筒变形破坏等水文地质灾害，造成巨大经济损失和人员伤亡。渗透系数是反映松散承压含水层土体介质渗透能力的重要参数，其数值的合理估算，对该类煤矿水文地质灾害的防治具有重要指导意义。目前，华北隐伏型煤田松散承压含水层渗透系数往往仅通过现场抽水试验确定，基于地质勘探钻孔信息与数据估算松散承压含水层渗透系数的模型研究较少。通过收集淮北煤田祁东煤矿松散承压含水层已有抽水试验的钻孔信息与数据，选取承压含水层厚度、泥层砂层比、最厚砂层占比、有效应力与底砾层厚比作为影响指标，分别与渗透系数进行相关性分析。最终确定底砾层厚比、有效应力、泥层砂层比为关键影响指标，并分析其对渗透系数的影响规律。结果表明，松散承压含水层渗透系数随底砾层厚比的增加而增大，随有效应力和泥层砂层比的增加而减小。在此基础上，采用多元线性回归分析，提出了基于底砾层厚比、有效应力、泥层砂层比的渗透系数估算模型。并将该估算模型应用于淮北煤田祁南、朱仙庄、青东煤矿松散承压含水层的渗透系数估算，结果显示估算结果与试验值一致。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

260

147
流场法探测土石坝渗流矢量分布的有效性分析

作者(Author)：戴前伟, 崔永生, 韩行进, 雷轶, 李杰鹏, 朱泽龙

摘要：利用电流场的电势微分控制方程与渗流场的流速势微分控制方程的相似性原理，流场法通过检测电流场的分布来确定渗流场，并能快速查明堤坝的管涌渗漏入口。为了更精确地描述土坝管涌的渗流分布及渗流方向，可以测试迎水面和背水面的水平方向与垂直方向的电位差，模拟渗流的矢量分布。从电流密度、电位微分及电位微分绝对值等方面，阐述了矢量流场法模拟渗流矢量分布的基本原理，并以某土石坝渗漏探测为例开展了验证工作。结果显示，矢量流场法可以有效揭示土石坝的渗流等级及渗流方向，结合流场法和矢量流场法探测成果，可为查明土石坝渗漏入口、渗流等级及渗流方向提供新的思路。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

297

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