中国煤炭资源保障程度和绿色勘查开发途径

文中进一步厘定了煤炭资源/储量的概念,全面分析了我国煤炭资源勘查开发现状,深入阐述了我国煤炭资源保障程度,认为煤炭资源总体丰富,可采、预可采储量不足,服务年限少,区域煤炭资源保障不平衡,优质炼焦用煤稀缺,中东部地区煤炭资源压覆严重,中西部煤炭开发的生态环境问题突出。在分析煤炭资源保障程度基础上,根据煤炭安全高效绿色勘查开发的基本要求,提出了煤炭资源绿色勘查技术、煤矿高精度高效安全开采地质探测技术、煤矿水害探测与防治技术、煤矿绿色充填开采关键技术、采煤沉陷综合治理与生态环境恢复再造技术、煤矿瓦斯井上井下联合抽采技术、废弃矿山资源综合利用和环境恢复技术研究、煤矿高矿化度矿井水及固废处理技术、洁净煤技术的基础地质研究、煤系多能源矿产综合勘查开发和利用技术、煤炭地下气化与煤层气联合协调勘查开发技术、煤源雾霾研究和二氧化碳地质封存技术十二项煤炭绿色勘查开发的技术途径。     

带(水)压开采安全评价技术及其发展方向

随着煤矿开采深度的不断增加,将面临高承压水的严重威胁,带压开采已成为深部煤炭资源开发的主要开采方式,与此相适应,带压开采安全评价工作显得尤为重要.面对深部煤炭资源开采中带压开采评价技术的挑战,应该在完善双系数(突水系数和带压系数)评价体系的基础上,在带压安全开采可靠性分析、三维地质建模技术及其可视化、数据仓库及数据挖掘技术与突水规则的知识获取等方面,发展带压开采安全评价技术,以期实现在奥灰高承压水威胁下安全采煤的目标.     

注浆充填保水置换煤炭技术实践

新方矿井位于山东省潍坊市坊子区南部,区内地表水缺乏,地下水严重不足。新方矿井4201下山采区地质构造复杂,回采中断层带及附近易发生底板突水,影响工作面安全生产,需留设较多的断层防水煤柱,煤柱内压煤量大。为充分开采煤炭资源,同时有效保护煤层底板太古界花岗片麻岩水资源,确保矿井可持续发展,采用回采工作面超前注浆充填断层破碎带的措施,封堵底板导水裂隙,实现防止底板大量涌水,达到充分开采置换煤炭资源的目的。以该采区3#工作面为例,介绍了注浆钻孔的布置原则及施工过程,进而对保水效果进行了评价。回采证实,工作面注浆充填后,涌水量大幅降低,可确保工作面安全回采,同时有效保护了地下水资源,对减缓潍坊市"水量性缺水"现状起到了积极的作用。     

天然气水合物原位补热降压充填开采方法

天然气水合物资源量丰富,被公认为最有潜力的新型高效清洁替代能源,是未来能源革命的战略突破口。由于天然气水合物分解是伴随相变的复杂物理化学过程,安全经济地开采天然气水合物仍有许多瓶颈难题亟待解决。当前降压法是相对经济有效的开采方法,但天然气平均日产量远远达不到产业化开发的需求。在分析降压法规模化开采面临的瓶颈问题的基础上,提出了一种全新的天然气水合物开采方法原位补热降压充填开采法,重点剖析了该方法的3个基本原理,提出了该方法的开采技术方案、关键技术与工艺步骤。得出了如下结论:(1)天然气水合物降压法规模化开发需要突破“天然气水合物分解热补给”(补热)、“储层结构稳定性”(保稳)和“提高储层渗透率”(增渗)等3个方面的瓶颈难题;(2)基于“降压分解原理”、“原位补热原理”和“充填增渗原理”,提出了天然气水合物原位补热降压充填开采法,该方法将氧化钙(CaO)粉末注入天然气水合物储层,反应产生的大量热量补充天然气水合物的分解热,同时,反应生成的氢氧化钙(Ca(OH)2)既填充了天然气水合物分解后留下的空隙,多孔结构又提高了储层的渗透性;(3)提出了天然气水合物原位补热降压充填开采所涉及的具体技术方案、关键技术与工艺步骤。当前天然气水合物开采技术手段距离产业化开发的需求还有一定距离,未来需要加强国际科研合作,深度学科交叉,研发变革性技术,早日实现天然气水合物规模化开发。     

煤炭条带式充填开采采场覆岩运动演化规律

充填开采是一项方兴未艾的煤炭开采技术,它可有效控制采场覆岩运动而减轻开采衍生灾害。为了探究技术和经济可行的充填开采技术,利用数值方法计算分析了多工况下的条带式充填开采采场覆岩运动规律。结果表明,条带式充填开采可有效控制岩层移动和应力分布,形成稳定且半径较小的应力拱,使冒落带发育高度缩小,有效减轻岩层破坏程度,限制开采扰动对覆岩的影响范围。另外,充填条带间距是控制充填效果的重要影响因素。根据文中设置的开采和充填条件,充填条带宽度和间距约为1:1时,充填开采可实现技术上可行且经济的效果。     

煤矿开采沉陷区地表岩层移动对公路的影响

为了提高煤炭资源的回采率,合理开采国家一级公路(G301线)下压覆的煤炭资源,确保开采过程中公路的安全运行,在工作面开采至公路下方时,采取避让方法,降低对其破坏程度。在其公路沉陷范围内布设"三下采煤"地表岩层移动观测站,进行动态观测,及时确定地表公路沉降速率,进行准确维护和保养,确保了公路的安全通行使用。结果表明:将盘区设计成两翼开采,且将工作面布设成横、纵向回采,并在公路下方留设三角形块段保安煤柱,以减少地表移动盆地的沉降系数;工作面通过公路下时,降低工作面回采高度,即一次性开采高度约为4.2m,不再进行二次放顶煤,是行之有效的技术措施。     

榆神府矿区矿井水资源化研究

1　问题提出榆神府矿区位于鄂尔多斯侏罗纪煤田东北 ,煤炭资源丰富 ,据有关资料 ,其煤炭资源约 80 0× 10 8ｔ,且具有地质构造简单、煤层稳定、倾角平缓、开采技术条件优越等优点。榆神府矿区的开发建设 ,对我国下世纪国民经济发展 ,对实施西部大开发战略具有十分重要意义。但这一地区又是水资源贫乏和生态环境脆弱区 ,水资源和煤炭资源不平衡。榆神府矿区地处毛乌素沙漠前缘 ,煤系上部大面积分布第四系萨拉乌素组含水层 ,水量相对丰富 ,是当地工农业生产生活供水水源。但由于该含水层直接覆盖于含煤地层上部 ,煤层顶板基岩较薄 ,煤炭开采将…     

漳河水库下煤炭资源开采可行性研究

水体下的安全开采对于确保煤矿安全生产以及保护地表水、地下水资源等都具有十分重要的意义。本文以漳河水库库区下煤炭资源开采为例,通过对地质采矿条件、采场覆岩性质、覆岩破坏高度预计和开采条件进行分析,对库下采煤的安全性进行了研究和论证。结果表明:覆岩岩性和开采条件均有利于水库下开采,地表水和地下水之间的水力联系程度较低,导水裂缝带波及不到水库库底,因此,可以在水库下进行安全开采。最后,提出了相应的技术措施,以确保水库下安全采煤。     

辽宁灯塔西马煤矿充填式开采地表变形预测

针对建筑物保护煤柱的煤炭资源回收问题,根据西马煤矿具体地质采矿条件,选择概率积分法对西马峰村保护煤柱开采后引起地表移动变形进行预计;并以1326工作面似膏体充填开采结果为基础,计算出充填采区工作面的等效采高;预计结果表明,如按设计开采方案布置工作面,西马峰村建筑物损害等级为Ⅱ级,不符合预先制定的标准;将开采方案进行一定的调整后再进行预计,结果表明,西马峰村建筑物所处地表的移动变形值均在建筑物损坏等级I级所规定的范围内,即建筑物在不用维修或简单维修的情况下可以正常使用,则西马峰村保护煤柱似膏体充填开采是可行的。     

我国煤炭资源开发利用中某些问题的探讨

针对我国煤炭资源开发利用中存在的诸如煤炭资源的低效率应用、无序开采、生态环境恶化等问题，指出了我国煤炭资源管理法规中存在的问题，提出了加强煤炭资源开发管理、构建煤炭循环经济体系、加大安全投入、加强煤炭矿区环境的治理和保护、健全有偿使用资源法规制度等对策。     

六盘水市煤炭资源开发利用结构调整与优化的探讨

六盘水市矿产资源丰富,尤以煤炭为主,但从目前煤炭资源开发利用现状来看,其结构布局尚欠合理,开发利用方式比较粗放,存在＂采富弃贫、大矿小开、一矿多开、技术落后、安全条件差、资源回收率低＂等现象,环境保护与恢复治理的难度也越来越大。为了提高煤炭资源开采利用效率,从规模结构、技术结构、产品结构三个方面提出了六盘水市煤炭资源开发利用结构调整与优化方法：要求新建矿山在30万t/a以上,最低服务年限不低于25年,将目前的小型煤矿山减少到125个;采用高新技术和先进技术,促进矿企产业升级;进行产品结构调整,改变采矿、选矿、冶炼方式,实现集约型经营。     

茅庄煤矿水淹区残余煤开采技术应用

厚煤层水淹区残余煤量的回收一直是衰老矿井所面临的一个重要课题,残余煤复采安全技术研究对资源枯竭的老矿井有着再生的作用并能够带来可观经济效益及社会效益。该文对水淹区残余煤量的复采方法进行了详细的研究,根据老空水的贮存及残余煤量的赋存状况,提出了一系列的方法和措施。通过合理疏放老空水、优化巷道布置和开采工艺设计,对原已搁弃的呆滞煤量进行了充分的回收,为类似条件下残余煤的回收提供了宝贵的意见。     

陕北能源化工基地煤炭生产可持续发展的地质与环境地质问题研究

陕北能源化工基地多种矿产富集,煤炭、石油、天然气、岩盐等矿产资源储量丰富,经过近20年的建设开发,已初步建成为中国重要的能源接续地和大型煤化工基地。但该区水资源短缺、生态环境脆弱的现状,相对资源开发增长速度较快的煤炭生产和转化来说,其环境压力巨大,暴露出的矿产地质与环境地质问题突出．已影响到基地建设的可持续发展。为此提出了如下应对措施：加强地质勘查工作,提高煤炭资源保障程度：加强多种矿产并存区的综合地质勘探、评价和规划,推进矿产资源的综合开发与利用;加强生产矿井的监督和管理,不断提高资源采收率;开展矿区水资源的勘察评价,加强水资源的规划和协调管理;深化《保水采煤技术研究》,推广实施矿井水及工业、生活污水的综合利用;建立健全防灾减灾体系建设,做好矿区地质灾害监测、评价及治理工作;加强矿区环境整治和生态保护工作;建立陕北能源化工基地煤炭资源、环境可持续发展的长效机制。     

油页岩技术可采系数研究与应用

油页岩技术可采系数是将油页岩资源转化为油页岩技术可采资源的关键参数。由于我国油页岩井下开采少,且规模小,无经验借鉴。油页岩开采技术与煤炭开采技术相类似,通过分析油页岩技术可采系数的影响因素,参照煤炭规范中所规定的煤炭地下及露天开采回采率标准,建立了不同条件（开采方式、厚度、倾角和地质类型）、不同资源类型的油页岩技术可采系数的取值标准。油页岩技术可采系数影响因素确定为开采方式（露天开采和地下开采）、厚度（薄层、中厚层和厚层）、倾角（缓倾斜、倾斜和急倾斜）和地质类型（简单、中等和复杂）;不同资源类型（13种）确定技术可采系数时,选取了不同的可信度系数（1.0~0.5）。油页岩露天开采技术可采系数确定为95.0%～42.5%,地下开采油页岩技术可采系数确定为75%～22.5%。并以吉林省汪清罗子沟盆地油页岩资源评价为例进行了具体应用。     

国内外煤炭地下气化技术现状及新奥攻关进展

介绍了国内外煤层地下气化的发展状况及最新进展,阐明了煤炭地下气化的优越性及技术发展过程中的坎坷历程,指出煤炭地下气化（UCG）是解决传统煤炭开采方法存在的一系列技术和环境问题的重要途径。介绍了新奥无井式煤炭地下气化技术攻关成果,展望了地下气化采煤的前景。     

芦岭煤矿卸压区瓦斯综合抽采试验及分析

煤炭开采造成煤储层卸压,煤储层参数将发生巨大变化,并对瓦斯储存和运移产生极大影响。分析了淮北芦岭煤矿卸压区地面垂直井煤层气抽采试验,研究了卸压区地面和井下瓦斯综合抽采技术及方法。结果显示,在低透气性煤层卸压区进行地面和井下瓦斯综合抽采,不仅有利于煤矿安全生产,而且可大大提高瓦斯采收率及其开发的经济效益。      

关于煤炭地质工作的几点思考

对比石油地质与煤炭地质在组织体系、管理体制、运行机制等方面的差异,认为煤炭地质工作与石油地质工作最大的不同就在于前者没有完全融入行业体系之中,体外运行机制是困扰煤炭地质发展的主要因素。探采一体化是煤炭地质工作走可持续发展的必由之路,加强矿业权运作,提高矿产资源勘查技术水平,改进技术装备,提高国际竞争力,是现有煤炭地质勘查单位实现跨越式发展的重要举措。     

利用煤炭开发地下空间储能的技术路径与地质保障

煤炭资源在我国能源结构中仍处于主体地位,但煤炭工业发展面临着“碳达峰碳中和”的新挑战。积极发展煤炭开发地下空间储能技术,是推动能源利用低碳化和清洁化的有效手段,也是保证我国能源战略安全的关键措施。结合当前储能技术,探讨了煤炭开发地下空间的利用现状,围绕利用煤炭开发地下空间抽水蓄能、热储能、压缩空气储能、电化学储能、生物质储能等储能新技术,重点阐述废弃矿井不同能源类型的储能理念及方式,系统分析储能过程中面临的地质保障关键技术难题。煤炭开发地下空间储能新技术总体思路为：利用煤炭开发地下空间所具有的低位势能差,将其用作梯级储水库(抽水蓄能);或直接将其用作储质、储能空间(热储能、压缩空气储能、电化学储能、生物质储能),既可提升煤炭开发地下空间资源的开发利用率,又可避免土地资源浪费,尽量降低对生态环境的扰动。虽然煤炭开发地下空间可作为大规模储能库,但其开发利用过程仍存在一些亟待解决的地质问题以及地质保障技术。主要包括：(1)地质条件与选址适宜性分析和安全性评价,即对储能空间的地质因素进行岩土工程性质和环境地质条件的系统研究,查明储能空间稳定性主控因素及其权重,构建选址指标体系与评价方法,重点查...     

柴北缘西大滩矿区煤系沉降-埋藏史研究

虽然沉降-埋藏史模拟技术在油气地质研究中被广泛使用,但是却很少用于煤田地质研究。随着高产高效矿井和深部煤炭资源开采的展开,对煤田地质研究的要求也越来越高。迫切需要把沉降-埋藏史模拟等新技术引入到煤田地质研究中。以柴达木盆地北缘西大滩矿区的研究为例,根据煤田地质和沉降、埋藏史模拟技术的特点．介绍了用于煤盆地构造演化研究的沉降-埋藏史模拟技术方法,并对西大滩矿区侏罗纪煤系的沉降-埋藏史模拟结果进行了分析。认为研究区的构造演化可划分为中生代阶段（J1-J3）和新生代阶段（E—N）,其间被白垩纪时期的盆地抬升剥蚀所分开。实例研究表明,沉降史和埋藏史模拟技术为盆地构造演化研究提供了定量或半定量的技术手段。