安鹤煤田伦掌井田二_1煤层瓦斯赋存特征研究

河南省安鹤煤田伦掌井田二_1煤层瓦斯含量高,对其进行研究对下一步煤层气的开发和矿井生产具有重要意义。根据勘探阶段资料,对二_1煤层瓦斯成分及含量的控制因素和变化规律进行了系统研究,结果表明,二_1煤埋藏深,煤层厚,瓦斯含量高,为22 m~3/t左右,瓦斯成分甲烷(CH_4)在95%以上,具有较强的甲烷吸附和储集能力,压力在0.98~2.16 MPa。二_1煤层瓦斯赋存特征主要受煤层埋深、煤厚、地质构造、围岩、顶板岩性以及排放条件等因素的控制。结合邻近生产矿井二_1煤层瓦斯的资料,预测出本区二_1煤层瓦斯突出危险性。通过对二_1煤层瓦斯赋存特征的研究,为瓦斯地质灾害的防范治理、煤层气的有效利用提供依据,降低煤矿瓦斯事故的发生,做到安全文明生产。     

地质勘查阶段查明瓦斯突出三要素的途径与方法

矿井瓦斯突出的三要素是煤体结构、瓦斯含量和瓦斯压力。煤及煤层气地面勘查阶段可以获取煤体结构描述、煤层（总）气含量、甲烷含量、煤层气自然解吸速率和衰减系数、煤层压力、地应力、煤层渗透率等参数。地面钻孔与煤矿井下测取这些参数的方法和原理虽然存在差异,但这些参数都是煤层原地物性特征的反映,故应该利用地面钻孔的实测数据和资料,广泛收录、整理对预测瓦斯突出有益的信息。建议在地质勘查阶段查明瓦斯突出三要素,将预防瓦斯灾害工作从地质勘查的源头做起。     

中国煤炭甲烷管控与减排潜力

甲烷是最主要的非二氧化碳温室气体,受到越来越多的重视。煤炭甲烷是我国最主要的甲烷排放源类型,我国也是世界煤炭甲烷排放量最大的国家,煤炭甲烷的有效排放管控与高效开发利用兼具温室气体减排、能源气体开发利用和灾害气体防治三重意义。基于系统调研和研究工作积累,概述了煤炭甲烷排放管控背景,总结了全球与代表性国家煤炭甲烷排放及其管控现状,阐释了我国煤炭甲烷开发利用与排放管控历程及发展趋势,讨论和前瞻了我国煤炭甲烷减排路径与减排潜力。已有研究工作表明:我国煤炭甲烷排放主要来自煤炭地下开采风排瓦斯,且较长时期内仍是我国煤炭甲烷的主要来源;随着我国关闭矿井增多,由此产生的关闭矿井甲烷排放量呈增长趋势,是我国煤炭甲烷不容忽视的来源。随着碳中和目标的提出,温室气体减排的政策导向逐渐成为我国煤炭甲烷排放管控的重点,明确了煤炭甲烷减排方向。我国煤炭甲烷排放管控形成了以煤层气勘探开发利用、煤矿瓦斯抽采利用、关闭/废弃矿井瓦斯抽采利用、乏风瓦斯利用等全浓度利用,煤炭采前、采中和采后全周期利用为特征的关键技术路径。我国煤炭甲烷排放管控面临巨大压力和严峻挑战,诸多政策、机制、技术问题亟待破解。突破复杂地质条件适配性煤层...     

淮南矿区谢一矿关闭前后B11b煤层瓦斯地质特征变化分析

为调查淮南矿区矿井关闭前后瓦斯地质特征变化,以谢一矿B_11b煤层为研究对象,基于矿井瓦斯历史工作和收集的矿井关闭后煤层气参数井资料,分析了该煤层的含气性特征。研究表明：B_11b煤层关闭前甲烷含量(CH_4,daf)2.01～15.29m³/t;关闭后甲烷含量(CH_4,daf) 0.92～11.65m³/t。关闭前甲烷浓度6.72%～90.51%;关闭后甲烷浓度43.31%～80.58%。关闭前预测的瓦斯赋存规律在垂向上和平面上主要受埋深和地质构造影响。关闭后新谢-3井B_11b煤层甲烷含量在垂向上较关闭前的预测结果有所下降,原因可能与采动应力场和储层流体场的变化、矿井关闭后瓦斯的重新运移与聚集、煤层采动后瓦斯含量临界深度的变化及其导致的瓦斯赋存状态的改变有关。     

镇雄县熊洞煤矿煤层气赋存特征及影响因素

镇雄县煤炭、煤层气资源丰富,充分利用熊洞煤矿煤矿瓦斯、煤层气实测资料,通过对研究区地质构造、煤层埋深及水文地质条件的分析,初步得出以古向斜轴部及压扭性断层周边煤层气含量高,运动的地下水溶解、运移甲烷,煤层气含量低,滞流的地下水封堵煤层气,含气量高的结论。建议熊洞煤矿开展煤层气勘探开发工作,获取评价参数并进一步深化煤储层煤体结构等研究。     

山西重点煤矿区瓦斯梯级利用关键技术与工程示范

山西重点煤矿区包括晋城、阳泉、西山、汾西、潞安等矿区,是“十三五”国家科技重大专项“山西重点煤矿区煤层气与煤炭协调开发示范工程”的主要实施地点。依托国家科技重大专项项目资助,研发了煤矿瓦斯梯级利用系列技术,并进行工程示范,引导山西重点煤矿区瓦斯抽采量与利用量由2015年的60.2亿m3和22.3亿m3提高至2020年的64.03亿m3和28.94亿m3,利用率由37%提升至45%,在保障煤矿安全开采的前提下极大地助力碳达峰碳中和目标的实现。梯级利用主要是根据甲烷浓度高低分别加以综合利用,对于甲烷体积分数≥30%的高浓度煤矿瓦斯,可以进行集输后按照效益最大化原则进行发电、民用、工业利用等。对于甲烷体积分数<30%的低浓度瓦斯,依据不同浓度瓦斯利用技术差异性及适应性,将低浓度瓦斯的浓度利用区间划分为4级:甲烷体积分数介于16%~30%的低浓度瓦斯可采用变压吸附技术,提纯后可使甲烷体积分数达到30%以上满足后续民用及集输等要求,该项技术已在晋城矿区成庄矿建设了处理能力为12 000 m3/h的示范装置;在有高浓度煤矿瓦斯的矿区也可利用掺混技术直接将甲烷体积分数提高至30%以上进行集输利用。甲烷体积分数介于9%~16%的低浓度瓦斯可采用就地发电技术,转化为电能后可自用或上网,该技术已在晋城矿区赵庄矿、胡底矿、长平矿等建设了示范装置。甲烷体积分数介于6%~9%的低浓度瓦斯可采用直燃技术,转化为热能后进行电、热、冷三联供,该技术已在成庄矿建设了示范装置。甲烷体积分数介于1%~6%的低浓度瓦斯可采用蓄热氧化与掺混技术,同样转化为热能后进行电、热、冷三联供,该技术已在华阳新材料科技集团有限公司(原阳泉煤业集团)一矿及五矿建设了示范装置。低浓度瓦斯梯级利用技术虽然在山西重点煤矿区进行了成功示范,但目前仍存在很多技术经济难题,在碳达峰碳中和目标下,亟需进行持续攻关并快速提高利用率。      

霍西煤田襄汾矿区南部煤层贫气成因分析

襄汾矿区南部钻孔煤样瓦斯解吸及测试数据显示,研究区煤层甲烷平均含量均小于2 m L/g·daf,甲烷浓度平均仅为20.1%,属较贫甲烷型—放贫甲烷型煤储层,瓦斯风化带最大深度达1 222.5 m。对主采煤层有机质组分及有机质成熟度研究表明,本区煤层物性条件较好,属中等生气型储层,并已经历成气作用的热降解气阶段,局部可达热裂解气阶段。研究认为:生烃期后构造抬升及张性正断层发育密集导致煤层气大量解吸、逸散是本区煤层贫气的成因。     

颗粒煤甲烷吸附过程扩散特征

为了研究甲烷在颗粒煤中扩散、吸附至平衡过程的扩散特性,基于颗粒煤吸附甲烷幂函数扩散模型,利用磁悬浮天平高压等温吸附仪,测定不同压力下颗粒煤甲烷吸附过程中扩散量随时间变化值,研究颗粒煤甲烷吸附达到平衡前的扩散特征。实验结果表明:平衡压力对颗粒煤甲烷吸附和扩散特性影响显著;吸附量和平均扩散系数随着压力增大而增大;颗粒煤甲烷吸附过程扩散系数随时间呈幂函数衰减,前500 s衰减幅度较大,平均扩散系数与时间呈负相关关系。研究认为颗粒煤吸附甲烷幂函数扩散模型对于描述颗粒煤甲烷吸附扩散过程具有较高准确性,有助于分析煤层气排采过程煤层气吸附量的动态变化,提高煤层气采收率。      

加大煤层气科研、勘探、开发的力度,改善能源结构和矿山生产环境

煤层气俗称“瓦斯”,在我国煤矿重大恶性事故中,瓦斯爆炸引起的事故约占70%~80%。同时煤层气又是宝贵的气体能源。江西省煤层气资源比较丰富,埋深1500m以浅的煤层气资源量为268亿m3,大于10亿m3的煤矿区有7个,具有良好的开发前景。开发利用煤层气既可治理瓦斯,又可利用能源,应该加大煤层气科研、勘探、开发的力度,以改善、优化能源结构和矿山生产环境。     

集气式瓦斯取样器的改进

瓦斯是一种以甲烷为主，多成分的混合气体，其成分CH_4约占63.1～99.22％，N占0.05～35.96％，CO_2占0.06～14.76％。甲烷为无色、无味、无嗅、无毒的气体，化学性稳定，比重比空气轻，当矿井瓦斯集中的地段，随着瓦斯浓度的增加，易使人窒息，遇火燃烧易发生瓦斯爆炸。因此，瓦斯是危害安全生产和工人生命的有害气体。近年来，世界上很多国家普遍重视了瓦斯的抽放和利用。所以，在煤田地质勘探过程中，查明煤层内的瓦斯成分和含量是一项必不可少的工作程序。     

煤层气资源类型划分的讨论

以煤层气的地质认识、工程控制程度作为分级依据,以煤层气开发的经济效益好坏作为分类依据,提出了对煤层气资源类型的新的分类方案,尤其是将利用已有的煤田地质资料确定的煤层气地质认识资源划分为3级3类,有利于对煤田地质资料的煤层气再利用,能指导煤层气地质勘探工作。     

阜新刘家区煤层气地质因素分析

刘家区具有丰富的煤炭资源和较高的煤层气含量，因此被列为煤层气开发的重点靶区。根据刘家区煤层气勘探与开发的实际，论述了有关地质因素对煤层气开发的影响。认为在诸多的地质因素中，岩浆岩、地质构造、水文地质、围岩是主要地质因素。     

基于瓦斯抽采钻孔的煤矿瓦斯地质精细勘查

通过实例表明了详细查明地质构造是确保煤层瓦斯抽采均衡、避免瓦斯灾害的重要基础工作。提出了综合利用瓦斯抽采钻孔开展煤矿瓦斯地质精细勘查的主要任务、施工要求,以及采掘工作面前方隐伏断层探测和瓦斯抽采方案。隐伏断层探测方案的可行性得到了煤矿生产实践的验证。研究结果表明,综合利用瓦斯抽采钻孔对煤层顶（底）板实施连续探测,能够及时发现隐伏构造,是提高瓦斯地质勘查精度,防治瓦斯灾害的一种实用、经济和有效的技术途径。      

平顶山矿区影响煤层气含气量的地质因素研究

通过对研究区煤层气含气量的研究,揭示了影响研究区煤层气含气量的地质因素。沉积因素对煤层气有重要影响：煤层厚度与含气量之间的正相关关系;构造因素对含气量具有控制作用;水文地质因素有利于煤层气的保存。     

河南省煤层气资源开发前景

通过对河南省煤层气地质条件及资源状况分析，对河南煤层气资源开发前景进行了符合实际的评价，指出了先期开发靶区，为今后煤层气勘探开发工作提供了依据。     

大同煤田北部瓦斯赋存规律

通过瓦斯地质图的编制，总结了大同侏罗纪煤田北部的瓦斯赋存规律，分析出高瓦斯区呈异常的带状分布规律，一个是沿十里河的东西向条带，另一个是从忻州窑－云岗－上深涧的北西向条带。在此基础上探讨了石炭纪煤层气体向侏罗煤系运移的可能性，并用聚类分析方法进行了判断、验证，指出了气体运移的通道。     

江苏南部地区煤层气资源

根据江苏南部地区二叠系龙潭组煤系的分布和规模、煤矿瓦斯涌出特征、煤的产气能力、煤层的储集条件等煤层气地质条件综合研究工作，认为该区煤层气资源存在一定的勘探开发前景，对各典型含煤区块煤层气综合评价出有远景区（A类）、较有远景区（B类）和远景差区（C类）。     

沁水盆地煤层气高渗富集区遥感研究

本文针对我国煤层气地质选区中,如何引进新技术、采用综合勘探策略、提高勘探效益、降低勘探成本这一问题,以我国煤层气最具开发潜力的沁水盆地(面积5万km2)为例,阐述了应用遥感技术研究地质构造特征,寻找地下煤层裂隙发育区,探测煤层气高渗富集区的工作程序、方法和效果。选区结果目前已得到十多个煤层气试验井的证实。     

两淮地区深部煤储层含气性预测

在详细地介绍煤层含气性评价方法的基础上,依据两淮地区的具体地质条件利用含气梯度法对两淮深部预测区主煤层含气性进行了预测,预测结果为煤层气的集中开发提供了数据依据.