《煤田地质与勘探》2021年度高影响力论文_中国煤炭行业知识服务平台

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《煤田地质与勘探》2021年度高影响力论文

来源：煤田地质与勘探

《煤田地质与勘探》编辑部基于中国知网(cnki)被引频次和被下载的数据，结合期刊网站文章下载量，于2021年12月31日遴选出20篇“《煤田地质与勘探》2021年度高影响力论文”。

行业视野: 高被引
类别; 103个
关键词; 112位
专家; 20篇
论文; 11890IP
点击量; 8110次
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浅埋近距煤层开采覆岩与地表裂缝发育规律及控制

作者(Author)：曹健, 黄庆享

摘要：我国西部神府东胜煤田主要赋存浅埋近距煤层，煤层埋藏浅，覆岩上部厚松散层大范围分布，近距煤层开采导致覆岩与地表裂缝发育严重，加剧了原本脆弱的生态环境进一步恶化。为探究浅埋近距煤层开采覆岩与地表采动裂缝发育规律，掌握其控制方法，以柠条塔煤矿1-2煤层和2-2煤层开采为背景，结合实测统计分析、物理模拟和分形理论，掌握浅埋顶部单一煤层开采和重复采动下覆岩与地表裂缝发育特征，揭示煤柱布置对裂缝发育的控制作用。研究表明，煤层开采导致的地表裂缝可分为平行于工作面的动态裂缝和工作面开采边界地表裂缝(切眼边界侧地表裂缝和区段煤柱侧地表裂缝)，动态裂缝在开采后能够实现自修复，工作面开采边界的地表裂缝不能自修复。下煤层开采区段煤柱侧覆岩与地表采动裂缝发育严重，其与区段煤柱错距密切相关。1-2煤层开采后，基岩垮落角为60°，土层垮落角为65°，边界煤柱侧地表裂缝的宽度为0.26 m。下部2-2煤层开采，煤柱叠置、错距20、40 m 时，区段煤柱侧覆岩采动裂缝宽度分别为0.81、0.45和0.22 m，地表裂缝宽度分别为0.65、0.30 和0.12 m。通过确定合理煤柱布置方式，能够有效控制覆岩和地表采动裂缝的发育程度，据此确定柠条塔煤矿1-2煤层和2-2煤层开采的合理煤柱错距应大于40 m。

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煤田地质与勘探

2021年第04期

238

173
基于煤层气高效开发的煤粉凝聚–沉降机制研究进展

作者(Author)：李勇, 韩文龙, 王延斌, 孟尚志, 吴翔, 王壮森, 麻振涛, 刘度, 赵石虎

摘要：大量低产低效井严重阻碍我国煤层气产业发展，其中，煤粉沉降导致的裂缝堵塞、管柱结块是气井稳产时间短、产气量降低甚至不产气的重要因素。系统梳理国内外煤层气井产出煤粉物质组成、生成机理、悬浮运移和产出控制等研究最新进展，总结煤粉凝聚–沉降及分散行为控制机理及关键问题，提出研究展望。煤粉问题伴随煤层气勘探开发全过程，涉及地质选区评价、工程压裂施工和排采管理控制的各个方面。煤粉包括因煤体结构破坏生成的原生煤粉和工程施工形成的次生煤粉，在气井产出中以有机碎屑和黏土矿物组成的混合物为主，部分样品黏土矿物含量高。煤粉悬浮运移受控于储层条件下煤岩结构和表面性质、nm~μm级煤粉颗粒的相互作用、有机质和黏土矿物的作用、通道内的气水流动等因素。煤粉能够适度稳定产出是排采管控的关键，涉及地层水环境对煤粉表面润湿性、表面电性和空间位阻效应的影响及作用机制，以及分散剂离子加入对煤层气的解吸和渗流能力影响等。围绕煤粉“黏附–润湿–凝聚–沉降全过程开展实验模拟”和“煤粉分散稳定性优化及流动实验”研究，以及煤粉理化性质精细表征、凝聚沉降机理分析和分散行为界定，提出适合煤粉稳定运移控制的流速，形成保持煤粉悬浮产出的基础性依据，为保障煤层气–水–煤粉稳定高效产出提供理论和技术支撑。

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煤田地质与勘探

2021年第02期

368

162
延川南深部煤层气高产主控地质因素研究

作者(Author)：高玉巧, 李鑫, 何希鹏, 陈贞龙, 陈刚

摘要：延川南区块属于深部高阶煤煤层气藏，受地质条件影响，区块单井产能差异大。结合煤层气开发动态资料，分析区块煤层气井富集高产主控地质因素。研究表明，气井产能受“构造、水动力、煤体结构”三因素控制，构造控制煤层气富集成藏，矿化度表征水动力强弱并影响煤层气保存，煤体结构制约储层改造。高产井主要位于埋深800~1 200 m的局部微幅隆起带翼部以及构造平缓区，地层水矿化度(3~10)×104 mg/L，原生–碎裂煤厚度大于2.5 m，日产气量大于1 000 m3；中产井位于埋深大于1 200 m的万宝山西部构造平缓区，矿化度大于10×104 mg/L，日产气量500~1 000 m3；而低产井主要靠近中部Ⅲ级断层以及局部Ⅳ级断层发育的断裂–凹陷带，矿化度低于0.3×104 mg/L，原生–碎裂煤厚度小于2.5 m，日产气量低于500 m3。区块产能的平面变化证实，构造是深部煤层气高产的主要控制因素。深部煤层气藏构造活动不发育的条件下储层渗透率极低，可改造性差，难以获得高产，构造活动的增强达到了改善储层目的，背斜轴部附近产生裂隙增加储层渗透性，易于煤层气富集和储层改造，局部小断层形成微裂缝，有利于煤层气解吸渗流，但是，构造活动较剧烈的断层以及凹陷带附近形成煤层气逸散通道，不利于煤层气的富集高产。

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煤田地质与勘探

2021年第02期

310

156
矿井水情监测与水害风险预警平台设计与实现

作者(Author)：连会青, 徐斌, 田振焘, 刘德民, 杨艺, 潘光义, 王瑞

摘要：任何矿井水害事故均会显现不同的预兆，为夯实水害智能预警基础，明晰了感知、辨识、评估、预测及相互逻辑关系的系统建设内涵，针对不同水害类型，根据其突水机理不同，设计三大类多模式水害典型场景，建立相应突水判据，提出了确定性理论精确预测与包括大数据及深度学习在内的非确定性趋势推测两类预测方法，为智能预警系统的预测预报、预警准则及阈值设置奠定理论基础。以陕西省彬长矿区亭南矿为例，建立了动态信息、静态信息及关联信息的指标体系，将地面水文动态监测单元、井下水情环境监测单元以及采掘工作面采动动态监测单元集成，构建原位采集和突水要素预兆感知系统，实施基于关键层电性参数动态监测、关键部位单点或多点多参数监测联合布置的突水前兆信息精准获取方案，采用确定性模拟模型和非确定性智能模型，实现水害预测预警功能，基于多源数据融合和空间联动分析技术，预警系统实现了井上下全空间水害风险预警“一张图”的可视化展示。实践表明，监测预警平台理论基础扎实，预测预警效果显著。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

665

352
深部带压开采：传承与创新

作者(Author)：尹尚先, 连会青, 徐斌, 田午子, 曹敏, 姚辉, 孟浩鹏

摘要：回顾了带压开采的传承与创新发展历程。阐述带压开采的概念及充要条件，以带压开采的内涵为基础，定义侵蚀基准面为浅部和深部带压开采的分界线(面)，明确承压水上采煤为带压开采，而含水层“下”采煤不属于带压开采范畴，纠正《煤矿安全规程》中有关“顶、底板带压”的不妥表述。梳理了直接为带压开采服务的理论和技术，探(探查)、治(防治)、保(保障)3项技术，机理(致灾机理)、评价(危险性评价)、预测(灾变预测)3项理论，即构成带压开采理论技术体系；华北煤田奥陶系岩溶随深度增加发育减弱，由此推断，空间上深部岩溶径流带多形成在古岩溶系统中，而现代岩溶径流带则发育于现代岩溶中。深部隔水层损伤裂隙增多，为采后承压水导升奠定物质基础。总结对比了浅部和深部底板岩溶水害特征，阐明深部奥陶纪灰岩(简称奥灰)水突水机理，沿裂隙渗透、扩容、压裂，薄层灰岩中转，不断向上导升，形成大面积散流突水。从理论上说明突水系数已不适用隔水层厚度超出80 m的情形，提出厚、巨厚隔水层带压开采评价方法：p0>3σ3–σ1–pp+T；依据隔水层厚度、底板破坏带、奥灰导升带、突水系数等因素将底板类型划分为5类隔水层，提出相应5级带压开采条件以及5种治理模式；针对深部带压开采复杂条件，倡导应用“全时空”水害综合防治思想理念及技术。面向未来，地质体+水流的本构模型仍是学术界需攻克的最大难题，现实的“卡脖子”难题，如深部岩溶发育规律、精细探查技术、水害机理及评价预测、综合治理技术等，是实现安全带压开采的关键。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

609

338
煤层气储层可改造性评价——以郑庄区块为例

作者(Author)：姚艳斌, 王辉, 杨延辉, 刘大锰, 鲁秀芹, 曹路通

摘要：我国煤层气资源探明率与动用率“双低”，导致煤层气增产显著放缓，已经成为制约我国煤层气产业发展的瓶颈问题。常规煤储层评价较少考虑煤储层的可改造性潜力，导致发现的优质储量偏少，已发现的储量动用率偏低，因此，迫切需要开展煤储层可改造性评价研究。以沁水盆地南部郑庄区块为例，系统开展了岩心与大样物理模拟实验、测井与地震反演分析等；通过对比分析典型井储层地质特征与微地震水力压裂裂缝监测结果，指出影响煤储层可改造性的关键地质因素为煤体结构、宏观煤岩类型、煤层构造变形、煤层地应力、煤层与顶底板的抗拉强度之差，建立了煤储层可改造性综合定量评价模型；并对郑庄区块煤储层可改造性进行了评价分区，其结果得到了区内千余口产气井的验证。研究成果可用于指导尚未动用储量区的煤层气建产和已动用储量区的开发方案优化调整，根据不同区块储层地质特点选择适应性的工程技术与改造方案，以实现地质工程一体化，是我国煤层气“增储上产”的关键。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

516

397
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
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

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