煤炭在我国素有“工业粮食”之称,我国资源的赋存特点决定了中国能源结构中煤的战略地位,随着开采深度的增加,矿井热害问题对煤炭行业发展产生一定阻碍。为研究地温分布规律以及地温控制因素,本文选取淮北煤田许疃煤矿作为研究对象,分析淮北煤田与许疃煤矿以往测温资料、在原位地温测试以及室内岩石物理测试的基础上,利用COMSOL Multipysics软件对地温场数值模拟,对研究区地温梯度,地温场分布规律以及控制因素进行系统性分析。主要有以下研究成果:1.根据研究区内的近似稳态孔以及校正后的简易测温孔数据,编制地温梯度分布图、各水平地温分布趋势图以及主采煤层底板地温分布图,得到研究区地温场分布特征以及各水平地温热害区划。许疃煤矿地温梯度与深度呈负相关,不同煤层的地热异常区域存在差异:垂向上来看,上部煤层的地温偏低,向下地温逐渐增高。整体上高温异常区主要集中82下、83下、33采区。研究区-500m水平热害区分布于81、82、83三个采区,33采区局部地区有热害分布。-700m水平全区基本都为Ⅰ级热害区,83下采区中部和33采区南部为Ⅱ级热害区。2.系统地分析了研究区地温场分布的控制因素,许疃煤矿地温分布特征是区域地质背景、松散层厚度、构造运动、岩石热导率以及地下水等因素综合作用的结果。许疃煤矿作为淮北煤田高地热分布区之一,淮北煤田现今地温场分布受华北板块区域地质背景的控制非常明显;地质构造和岩性特征对许疃煤矿现今地温场起一定控制作用;岩石固结和结晶程度越完全,岩石热导率越高,岩石热导率随地层由老到新逐渐减小,因此研究区地温梯度在纵向上随深度增加而降低;地下水的活动很大程度上影响矿区深部的地温场分布,地下水运移过程中会与围岩发生热量交换,产生局部热异常,其垂向运动对地温影响比水平运动显著。3.通过COMSOL Multipysics软件对许疃煤矿地温场进行模拟,分析地温变化规律。模拟结果与实测值吻合度较高。排除构造运动等因素对地温场分布的影响,地温与矿井采区埋深呈正相关。具体表现为:83下采区煤层温度为29.85～33.35℃;82下采区煤层温度在31.35℃左右;33下采区上部松散层底部最高温度为29.95℃;中部主采煤层区域温度27.85～39.85℃;下部石炭系太原组灰岩地层温度均超过36.85℃。33采区由于上覆松散层厚度大,且处在褶皱～断层的复杂背景下,地温范围在27.85℃～35.95℃,且F5断层东部的3煤层的地温要高于F5断层西部的3煤层地温。图[59]表[17]参[85]