基于环境治理的关闭煤矿瓦斯和水资源利用探讨

在我国巨量的关闭煤矿井中,赋存大量的瓦斯和地下水,由于经济及地质等条件的制约,许多煤矿井只是简单关闭。这既造成可利用资源的巨额浪费,又对后续矿井生产形成安全隐患,同时又是大气及地下水的污染源。通过开展关闭煤矿资源利用调研,针对上述问题,提出了对关闭煤矿的资源利用应以有利于环境恢复和治理为前提,兼顾资源利用,以达到绿色发展的目的。为此建议①制定关闭煤矿相关政策、评价标准和技术规范;②建全环境、安全、资源要素的综合调查与评估机制;③构建矿业云数据,将关闭煤矿环境治理和资源综合利用纳入统一的生态考量系统。     

煤矿瓦斯中H_2S气体的吸附特性及其对治理的影响

基于新疆和山西气煤及瘦煤对H_2S、CH_4和N_2的平衡水条件下的等温吸附实验及Langmuir模型和D-A模型对实验数据的模拟结果,来研究煤矿瓦斯中H_2S气体的吸附特性及其影响因素,并探讨其与H_2S异常矿井的治理关系。结果显示:不同于CH_4和N_2在煤中主要以微孔吸附为主(90%以上),煤中H_2S气体的微孔吸附量仅占Langmuir最大吸附量的36.26%~57.21%,平均为45.99%;气体分子本身的性质是影响煤中H_2S吸附的主要因素,尤其分子直径是影响H_2S气体V_0/V_L远小于CH_4和N2的这种现象的主要原因,也是造成微孔中H_2S气体难以解吸的主要原因;基于H_2S气体在煤中吸附解吸特征,提出应从H_2S气体分子本身入手,结合矿井煤层地质条件来治理煤矿中的硫化氢。     

《煤矿瓦斯防治理论与工程应用》

——全书依据最新版《煤矿安全规程》、《防突规定》等技术规范编写,中国工程院钱鸣高院士、周世宁院士、袁亮院士为本书作序。全书分为煤矿瓦斯防治基础、煤矿瓦斯抽采、煤与瓦斯突出防治和煤矿瓦斯爆炸及其预防四编,注重基础,强化应用,在理论基础和应用技术的基础上,采用了众多的煤矿瓦斯防治方面的工程研究案例．具有较强的针对性和实用性。全书变传统的瓦斯抽放为瓦斯抽采,     

《煤矿瓦斯防治理论与工程应用》

——全书依据最新版《煤矿安全规程》、《防突规定》等技术规范编写,中国工程院钱鸣高院士、周世宁院士、袁亮院士为本书作序。全书分为煤矿瓦斯防治基础、煤矿瓦斯抽采、煤与瓦斯突出防治和煤矿瓦斯爆炸及其预防四编,注重基础,强化应用,在理论基础和应用技术的基础上。采用了众多的煤矿瓦斯防治方面的工程研究案例．具有较强的针对性和实用性。全书变传统的瓦斯抽放为瓦斯抽采,并强化了煤矿瓦斯抽采在煤矿瓦斯灾害防治中的核心作用,紧密结合煤矿生产实际,充分体现煤矿瓦斯防治知识的系统性、综合性和集成性。     

《煤矿瓦斯防治技术与工程实践》

第三届中华优秀出版物奖国家＂十一五＂重大工程出版规划图书中国煤炭科学技术全书出版发行：中国矿业大学出版社——在＂十五＂国家科技攻关重点项目——＂煤矿瓦斯治理技术集成与示范＂研究成果的基础上,本书系统地总结、筛选了煤矿瓦斯治理传统适用技术和新技术。     

煤矿井下大盘区瓦斯抽采定向钻进技术与装备

以顺煤层超长定向钻孔组覆盖整个工作面,对矿井大盘区瓦斯进行采前预抽是区域瓦斯治理的新模式。从大盘区瓦斯抽采顺煤层超长定向钻孔施工工艺出发,介绍了顺煤层超长定向钻孔成孔的几大关键技术,包括钻孔递进式轨迹延伸技术、复合钻进轨迹控制技术、水力加压减阻钻进技术、正反扭转减阻钻进技术及复合侧钻分支技术等。还介绍了顺煤层超长定向钻孔施工的主要配套装备,包括ZDY15000LD大功率定向钻机、BLY460/13泥浆泵车、YHD3-3000泥浆脉冲测量系统、无缆大通孔钻杆、水力加压螺杆马达等。利用该技术与装备在保德矿二盘区进行了工程示范应用,应用结果表明,该套工艺技术与装备具备施工长度超过3 300 m顺煤层超长定向钻孔能力。最后对瓦斯抽采效果进行了分析,结果显示超长定向钻孔抽采周期长,抽采量高,可以对大盘区瓦斯进行超前综合治理。      

六枝煤矿区煤与瓦斯突出的影响因素分析

煤与瓦斯突出是一种复杂的动力现象,影响因素很多,根据六枝煤矿区煤与瓦斯突出的实际分析,影响煤与瓦斯突出的主要因素有:采掘深度、瓦斯应力、采掘集中应力、地质构造、顶底板围岩性质、煤的变质程度及煤层结构等。六枝煤矿区因地质构造而发生煤与瓦斯突出的次数最多、强度较大,因此,地质构造的影响因素最大。在今后加强地质工作尤为重要。     

福建永春煤矿瓦斯涌出特征及防治

福建省永春煤矿属极低瓦斯矿井,根据煤矿矿井地质特征以及生产过程中大量实测的煤层瓦斯涌出数据,认为导致本矿区瓦斯含量小的主要原因为:暴露式煤田有利于瓦斯沿煤层露头逸出,围岩的透气性好有利于瓦斯的运移和排放,地下水的频繁活动不利于瓦斯的积聚,以及成煤作用后期的地质构造运动等。研究表明随着开采深度的增加,在局部地段仍可能出现高瓦斯区。为有效防范和遏制小煤矿瓦斯事故的发生,提出了健全瓦斯治理机构、改进装备、完善各项规章制度、加强现场与技术管理、改善安全生产条件、提高从业人员素质等措施,全面提升瓦斯治理水平。     

淮南潘一煤矿未开拓区煤与瓦斯突出预测

淮南矿区是瓦斯事故重灾区,潘一矿进入-400m水平开采以来,共发生25次煤与瓦斯突出,严重制约了该矿的生产安全。利用已采区瓦斯地质实测成果,结合未开拓区煤田地质勘查资料,对该矿13-1煤层瓦斯压力和含量、煤的力学性质、煤层受力状态进行了分析,提出了13-1煤层未开拓区煤与瓦斯突出预测指标,并对未开拓区煤与瓦斯突出危险区进行了预测。结果表明煤与瓦斯突出危险区主要分布在位于F34断层附近、F38断层-钻孔V-3一带、F125-Fs107-Fs106附近、Fe7-Fe1之间的部分区域及F4断层西南端部分区域。     

山西柳林兴无-金家庄煤矿下组煤层瓦斯地质特征

通过对兴无-金家庄煤矿下组煤层瓦斯赋存条件及煤储层特征分析,综合区域资料及上组煤层开采情况,对矿井下组煤瓦斯突出危险性进行了初步评价。本区下组煤层瓦斯CH4含量为0.05～4.63mL/g,平均1.48mL/g, CH4浓度在1.42%～96.63%,CO2浓度0.51%～64.01%,N2浓度在0.08%～68.20%,总体以深部CH4含量较高;煤的坚固性系数均大于0.3,瓦斯压力均小于0.74MPa,其它指标虽部分处于临界值范围,但综合评价本区下组煤层的突出综合指标不超标,突出危险性小。     

山西省煤炭资源开发对生态环境损害评估

山西省为煤炭大省,从1978年到2007年的30年累计原煤产量约87.88×108t。大规模的煤炭开采对矿区生态环境造成了前所未有的破坏,具体表现在采空塌陷引发的矿区水资源破坏,矿山地面变形及由此造成的土地资源、植被资源的破坏,矿山“三废”排放和矿山土壤退化4个方面。以多年来山西采煤破坏生态环境状况的调查成果为基础,采用山西省环保局、水利厅、国土资源厅等部门研究出的开采吨煤的生态环境经济损失系数,对山西采煤造成的生态环境损害进行了初步评估,并对今后若干年（至2020年）采煤对生态环境的损害进行了初步预测。     

Integration of D-InSAR and GIS technology for identifying illegal underground mining in Yangquan District,Shanxi Province,China

The illegal mining events could be found in coal-rich regions around the world, which could not only seriously damage mineral resources and ecological environment, but also cause mine disasters and great economic loss, as well as threatening safety production and social stability. Due to wide distribution of mines and strong concealment of underground illegal mining activities, it is hard to find out these behaviors promptly and accurately depending only on mine law-enforcing departments whose investigations will be time–energy–finance-consuming. Therefore, it is an urgent problem to quickly and accurately identify illegal mining events. To solve the problem, this paper uses the new mining subsidence monitoring by D-InSAR to accurately get the surface deformation and establishes a space–time relationship model of surface deformation and underground mining characterized by subsidence. On the basis of this, the integration of D-InSAR and GIS technology is used to develop a quick, efficient, and accurate way to identify illegal underground mining areas. Then, a case study is conducted in the district of Yangquan, Shanxi Province, China. The identification results have been compared with the data about illegal mining by local law-enforcing departments during the same period. The research results indicate that the identification results are basically the same as the actual illegal mining events. Therefore, the proposed method based on integration of D-InSAR and GIS technology could be utilized for real-time and dynamic monitoring of illegal mining events. The results could also provide important technical support in guiding mine law-enforcing departments to timely crack down and remove illegal underground mining events, maintain mining orders, and protect the ecological environment.     

我国煤矿区钻探技术装备研究进展

煤矿区钻探技术装备在煤层气（瓦斯）开发、保障煤矿安全生产等领域发挥着关键作用。我国煤层赋存地质条件、开采条件复杂,决定了煤矿区钻探技术装备的发展必须立足于我国煤矿区基本现状、走自主创新的道路。系统总结了\     

煤炭国家规划矿区管理及与煤炭矿区辨析

针对煤炭国家规划矿区与煤炭矿区易混淆不清问题,基于相关标准和通知,详细解读了煤炭国家规划矿区和煤炭矿区的定义,梳理了第一、二批煤炭国家规划矿区和《全国矿产资源规划（2016-2020年）》划定的煤炭国家规划矿区基本情况,并从划定目的、划定依据和形成时段等方面详细阐述了二者的区别。指明煤炭国家规划矿区划定主管部门是自然资源部,划定主要目的是控制矿权设置,规范矿业权管理;煤炭矿区划定主管部门是国家发展改革委,划定目的主要是为生产开发做准备。在未来煤炭国家规划矿区管理工作中,建议加强煤炭规划矿区基本理论、划定标准及规划矿区内矿产资源与环境影响等方面的研究。     

煤矿井下全域化瓦斯抽采定向钻进关键技术与工程实践

煤矿钻机智能施工过程中自动判识当前工序的难度较大,针对该问题提出了一种包含钻机运行过程层次建模、工序执行概率推理的工序判识方法。首先,以层次分析法对钻机运行过程中不同粒度对象间耦合过程进行描述和建模,揭示了钻机各工序执行过程中设备、功能与系统间的交互特征。其次,在上述研究基础上引入贝叶斯概率推理方法,建立工序执行概率推理模型,分析了钻机运行过程中不同粒度对象属性与各工序状态间的因果关系。随后,将采集到的传感数据进行处理并作为实时证据提供给工序判识模型,推理获得各工序的当前执行概率。最后,以ZDY23000LDK钻机运行过程中液压压力值、动力头转速及移动速度作为输入信息,利用提出的工序判识方法,推理出当前执行工序编号,实验结果显示针对上扣工序、钻进工序和起拔工序的识别准确率分别达到85.3%、81.2%和87.1%,从而证明所提工序判识方法是切实可行的。上述研究工作提供了钻机运行过程的层次解耦方法及钻机不同粒度对象间交互过程的分析方法,为后续钻机智能控制方法研究及先进智能地质装备研发提供了技术支撑。

     

江西煤矿区煤层瓦斯风化带的划分方法

依据江西省46个勘查区252个煤样的测试成果,提出了以瓦斯含量作为划分煤层瓦斯风化带的主要指标。并以丰城矿区石上井田为例,提出了确定瓦斯风化带的方法。     

山西省矿山环境地质问题及其研究现状

山西省矿产资源丰富，矿业开发程度较高，由此引发的矿山环境地质问题很突出。本文在概述山西省矿产资源分布特征的基础上，论述了矿山环境地质问题的类型、分布、影响范围、破坏特点及危害程度，并介绍了山西省矿山环境地质问题的调查研究现状。     

黔北矿区煤层顶板水平井钻井关键技术

煤层气顶板水平井是解决松软煤层煤层气开发的主要途径之一。针对贵州黔北矿区复杂的地质和储层条件,为解决煤层顶板水平井漏失、井眼轨迹控制和固完井困难等问题,开展并形成了以轨迹精细控制为核心,以防漏堵漏、偏心连通和固完井等技术配合的成套黔北矿区煤层顶板水平井钻井关键技术。结合现场钻井实践,成功解决了水平井钻井施工中诸多问题,钻井周期明显缩短,经济效益明显提高。研究成果为贵州煤层气钻井和开发提供了新途径,也为高瓦斯矿井地面治理开辟了新的方向,具有显著的应用和推广价值。