「視頻講解」曹代勇——中國煤礦動力地質災害的構造背景與風險區...

2020-12-18 全國能源信息平臺

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本期推送中國礦業大學(北京)曹代勇教授發表於《煤炭學報》第7期的文章。為方便大家深入了解本文內容,《煤炭學報》邀請曹代勇教授通過視頻對相關成果進行了詳解。

文章信息為:

曹代勇,佔文鋒,李煥同,等.中國煤礦動力地質災害的構造背景與風險區帶劃分[J]. 煤炭學報,2020,45(7):2376-2388.

視頻解析

創新點

(1)認識到區域構造背景通過構造變形產物、構造形成過程和構造應力場作用等方式決定煤礦床的賦存狀態和動力環境,從而影響煤礦動力地質災害發生的風險程度。總結歸納了主要致災構造因素,包括斷層構造、褶皺構造、構造複雜程度、構造活動性、煤變形-變質特徵、煤層賦存深度等6大類。

(2)揭示了我國煤礦動力地質災害的東強西弱、北強南弱分區分帶特徵,規模大、損失嚴重的煤礦動力地質災害主要發生在東部煤田構造域,尤其是大興安嶺-太行山以東的東北賦煤構造區中東部、華北賦煤構造區東部和華南賦煤構造區中部,以及受特提斯地球動力學體系與太平洋地球動力學體系複合作用控制的華南賦煤構造區西部。

(3)從中國煤田構造格局的時空差異性出發,以各類構造因素對煤礦動力地質災害的控制作用為依據,在賦煤構造單元框架內進行煤礦主要動力地質災害風險區帶劃分,東北、華北、華南和西北4大賦煤構造區共劃分煤礦動力地質災害Ⅲ級區帶11個、Ⅱ級區帶7個,其餘地區屬於Ⅰ級區帶或未評價區域。

作者簡介

曹代勇,男,1955年8月11日生,重慶北碚人,教授,博士生導師,北京市教學名師、北京市優秀教學團隊帶頭人、全國煤炭系統專業技術拔尖人才。曾任中國礦業大學(北京)地球科學與測繪工程學院院長、煤炭資源與安全開採國家重點實驗室副主任、煤炭資源教育部重點實驗室主任。獲國家科技進步獎獲國家科技進步獎二等獎和三等獎各1項,省部級科技進步獎一等獎8項、二等獎5項、三等獎6項,北京市教學成果獎一等獎和二等獎各1項,出版專著和教材12部、發表學術論文200餘篇、其中SCI和Ei收錄80餘篇。

研究方向

煤田構造、非常規油氣地質、礦產資源勘查與評價

主要成果

①對中國煤田構造發育規律開展系統深入地研究,建立了賦煤構造單元和控煤構造樣式劃分方案,總結歸納了全國主要賦煤構造單元的煤田構造特徵和煤系賦存規律,發展和完善了與中國煤田地質條件複雜性相適應的煤田構造理論和方法體系。②在分析我國煤炭資源賦存規律和煤炭資源勘查形勢的基礎上,建立了煤礦床綜合勘查類型及勘查模式,詳細分析了各類煤礦床的構造控制因素。③提出了礦井構造定量研究方法體系,開發了以GIS技術為核心的高產高效高安全礦井地質條件定量評價預測信息系統。④從盆地構造-熱演化控制作用入手,深入開展煤系非常規氣成藏機制研究,建立了煤型氣源天然氣水合物成藏模式,揭示了煤層氣井煤粉產出規律和主要控制因素。⑤釐定了煤系礦產資源的概念,提出煤系礦產資源層次結構,劃分了煤系礦產資源類型,建立了層序地層格架和構造熱演化控制下的煤系礦產耦合成藏(成礦)模式。

摘 要

煤與瓦斯突出、礦井突水、衝擊地壓、冒頂等煤礦動力地質災害對煤炭安全生產構成嚴重威脅,加強煤礦動力地質災害形成機理和分布規律研究是確保煤礦安全生產的前提條件和基礎工作。煤礦動力地質災害是靜態地質環境與開採擾動耦合作用的結果,區域構造背景通過構造變形產物、構造形成過程和構造應力場等方式決定煤礦床賦存方式和動力環境,從而影響煤礦動力地質災害的發生。

通過實例研究和理論分析,把致災構造因素歸納為斷層構造、褶皺構造、構造複雜程度、構造活動性、煤變形-變質特徵、煤層賦存深度等六大類,各類構造因素對不同地質災害的影響程度不同。

研究表明,受煤田構造格局的控制,中國煤礦動力地質災害具有東強西弱、北強南弱的基本特點;規模大、損失嚴重的煤礦動力地質災害主要發生在東部煤田構造域,尤其是大興安嶺—太行山二級構造帶以東的東北賦煤構造區中東部、華北賦煤構造區東部和華南賦煤構造區中部,以及受特提斯地球動力學體系與太平洋地球動力學體系複合作用控制的華南賦煤構造區西部。

根據致災構造因素和動力地質災害特徵,結合煤系賦存特點和煤炭開發現狀,將基於區域構造背景控制的煤礦動力地質災害風險等級分為Ⅰ級(低風險)、Ⅱ級(中風險)和Ⅲ級(高風險)等3個等級。

從中國煤田構造格局的時空差異性出發,在中國賦煤構造單元框架內進行煤礦主要動力地質災害風險區帶劃分,東北、華北、華南和西北四大賦煤構造區共劃分煤礦動力地質災害Ⅲ級區帶11個、Ⅱ級區帶7個,其餘地區屬於Ⅰ級區帶或未評價區域。

部分圖片

Ⅰ—東部複合變形帶:Ⅰ1—東北—華北伸展變形分區,Ⅰ2—華南疊加變形分區;Ⅱ—中部過渡變形帶;Ⅲ—西部擠壓變形帶:Ⅲ1—西北正反轉變形分區,Ⅲ2—滇藏擠壓變形分區;NECCA—東北賦煤構造區;NCCA—華北賦煤構造區;SCCA—華南賦煤構造區;NWCCA—西北賦煤構造區;YXCA—滇藏賦煤構造區

中國煤田構造格局示意[17]

中國煤礦動力地質災害風險區帶劃分示意

來源:

曹代勇,佔文鋒,李煥同,等.中國煤礦動力地質災害的構造背景與風險區帶劃分[J].煤炭學報,2020,45(7):2376-2388.

CAO Daiyong,ZHAN Wenfeng,LI Huantong,et al. Tectonic setting and risk zoning of dynamic geological disasters in coal mines in China[J].Journal of China Coal Society,2020,45(7):2376-2388.

責任編輯:韓晉平

編輯整理:郭曉煒

審 核常琛

End

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