多相介质煤岩体力学实验研究

基于自然煤样,水饱和煤样和气,水饱和煤样的三轴对比力学实验得出;自然煤样的弹性模量,抗压强度和体积压缩系数大于饱和水煤样的,饱和水煤样的又大于气,水饱和煤样的,而泊松比则正好相反;平行层理方向的应变大于垂直层理方向的应变;煤吸附气,水介质后,体积发生膨胀,煤体强度和机械能降低,指出了在地面开发煤层气过程中,随着气,水介质的排出,煤基质发生收缩,煤体强度提高,泊松比减少。上覆重力在煤储层水平方向的分量降低,煤储层渗透率得到改善。     

环境地球化学对人体健康的影响

人类与自然环境之间的最本质的内在联系是化学元素,环境中的化学元素通过土壤、空气、水等与人直接联系。而人体中的化学元素的含量与地球化学环境密不可分,所以,环境中的化学元素与人体健康息息相关,环境中某些化学元素组成和含量会影响到人体的生理功能和生长发育。某一地方或区域中某种元素过多则会产生毒性反应,过少或缺乏则会使人体机能出现某种障碍。研究相关的问题成为地球科学工作者面前的新课题。     

内蒙古二连盆地铀与油、煤的时空分布及铀的成矿作用

二连盆地是我国铀、石油和煤3种能源矿产共存的大型盆地之一,研究它们之间的时空和成因关系,对于盆地的综合找矿有着重要现实意义。研究结果表明,铀矿产于侏罗纪、白垩纪和古近纪的粗碎屑岩中,油气田主要产于侏罗纪、白垩纪的细碎屑岩中。产煤的小凹陷就是有利的产铀凹陷,产煤层位就是找铀的目的层位。石油、煤产生的还原性流体对砂岩型铀矿的成矿作用为:(1)还原性流体沿着断裂向上迁移扩散,对上部岩石产生了强烈的还原作用,大大增强了岩石的还原能力,铀在还原性的岩石中富集;(2)来自地表的含铀含氧水与来自下部上升的还原性流体相遇混合,使溶液中的U6+还原为U4+而沉淀;(3)深部还原性流体可携带一部分成矿物质进入容矿砂体而卸载,从而造成铀的初步富集或叠加富集。由于它们有空间上和成因上的联系,建议对于产有铀、石油和煤3种能源矿产的沉积盆地,需采用综合找矿的工作思路,充分挖掘石油、煤炭和铀矿3个部门已有的钻探资料和成果,进行二次开发,有利于快速开展盆地铀矿勘查和矿产资源评价。     

敦密断裂带能源矿产成矿规律研究

敦密断裂带中抚顺盆地、梅河盆地和桦甸盆地等富含煤、油页岩等能源矿产,这些能源矿产在3个盆地中展布存在一定规律,在抚顺盆地中含煤沉积主要位于盆地底部,油页岩位于盆地中部,梅河盆地上下分布两层含煤沉积,中部发育油页岩沉积,而桦甸盆地油页岩位于盆地中部,而含煤层系位于盆地上部。以油页岩层系为3个盆地的等时层位,根据岩石组合特征和能源矿产分布位置,表明敦密断裂带西南段(抚顺盆地)为持续稳定深水沉积,向东北方向,水体逐渐变浅,且在构造反转时期,东北段湖泊最先消失。     

问与答

问什么是尘暴?尘暴的形成条件是什么? 答大量尘土沙粒被强劲阵风或大风吹起,飞扬于空中而使空气混浊、水平能见度小于1公里的现象称为尘暴(又称沙暴)。尘暴一般发生在土地干燥、土质松散而无植被覆盖的地区,中国在春季较常出现,以西北、内蒙古、     

水生光合生物对茂兰拉桥泉及其下游水化学和δ~(13)C_(DIC)昼夜变化的影响

碳酸盐风化能否形成稳定持久碳汇很大程度上取决于风化产生的溶解无机碳(DIC)能否被水生光合生物利用及其利用程度,后者可通过地表水水化学和?13CDIC的昼夜变化进行探讨。本研究对冬季茂兰拉桥表层岩溶泉及其中游和下游池水的温度、pH、电导率(EC)和溶解氧(DO)进行了为期30 h(1月27日10:00至1月28日16:00)高分辨率(15 min/次)的昼夜动态监测和?13CDIC定期取样(白天每隔2 h,夜间每隔4 h)测定,以了解水生光合生物对水化学和?13CDIC昼夜动态变化的影响。同时,结合水面静态箱CO2测定获得的岩溶水与空气CO2交换通量,对生物碳泵效应进行了估算。结果表明,在少有沉水植物生长的泉口及其下游水池,水化学和?13CDIC的昼夜变化明显偏小,而在沉水植物(轮藻为主)大量生长的中游水池,水的DO、pH、SIC(方解石饱和指数)和?13CDIC在白天呈逐渐增加趋势,而在夜间逐渐降低,与水生生物的新陈代谢进程(白天以光合作用为主,晚上以呼吸作用占优势)相一致;另一方面,水的EC、3HCO?、Ca2+和p(CO2)(二氧化碳分压)呈现相反的变化趋势,即白天下降,晚上上升。计算得到中游水池因类似海洋"生物碳泵"效应固定下来的有机碳通量达到336 t C/(a·km2),是海洋的51倍,表明陆地水生生态系统应该作为"遗失碳汇"的一个重要方面继续进行研究。     

问与答

问岩溶水的定义是什么? 答岩溶水可以简单地定义为在岩溶化岩体中运动的地下水。也就是说,在岩溶化地区,水对灰岩等可溶性岩石的长期的化学作用(如溶蚀等)及机械过程(如流水的冲刷、沉积、重力崩塌等),形成了丰富多彩的岩溶地貌,造成了一系列独特的含水介质。在这些含水介质中运动的地下水,称为岩溶水。岩溶水包括孔隙水、裂隙水和溶洞水等。(张健云)     

不同含水性无烟煤CO2吸附行为及其对地质封存的启示

深部煤层CO₂地质封存是助力“碳达峰碳中和”战略的重要途径,煤层含水性对以CO₂吸附封存为主的深部煤层CO₂地质封存能力影响显著。以无烟煤为例,开展了45℃下干燥、平衡水、饱和水煤样高压CO₂等温吸附实验,校正了饱和水煤样过剩吸附曲线,利用改进的D-R吸附模型拟合得到三者吸附能力与吸附热,对比了不同含水条件下CO₂绝对吸附曲线,阐释了饱和水增强无烟煤吸附能力的微观作用机理。结果表明:(1)干燥、平衡水、饱和水煤样CO₂吸附能力分别为56.72、45.19和48.36 cm3/g,吸附热分别为29.42、26.23和27.24 kJ/mol。(2) CO₂密度小于0.16 g/cm3(6.48 MPa)时,无烟煤CO₂绝对吸附量大小顺序为干燥煤样、饱和水煤样和平衡水煤样,而CO₂进入超临界状态后,顺序变为饱和水煤样、干燥煤样和平衡水煤样。(3)水分子优先占据高能吸附位是平衡水煤样吸附能力减弱的主要原因,而煤?水体系与CO₂相互作用强于CO₂与H₂O竞争吸附下的煤?CO₂相互作用是饱和水煤样在CO₂超临界阶段吸附能力高于干燥煤样的根本原因。(4)吸附封存是煤层CO₂地质封存的主要形式,深部煤储层条件下,煤层饱和水对超临界CO₂增储作用更为明显,高压注水是提高深部煤层CO₂地质封存潜力,改善煤储层渗透性的有效手段。      

多种能源矿藏（床）同盆共存的多源信息找矿识别标志

改造作用强调改造过程和改造结果。利用多源信息(地质、物化探、遥感、水文地质等)研究多种能源矿种在改造末期同盆共存、共生的判识标志和赋存环境。着眼于改造结果，多源信息特征反映的是在改造末期所形成的构造格局的基础上，油气、煤、铀多种能源矿藏(床)同盆共存的现今的空间关系，在此基础上，从铀成矿因素方面建立油气、煤、铀多种能源矿藏(床)同盆共存的找矿识别标志。     

华南高硫煤分布区酸性矿井水形成的地质环境特征研究

我国能源结构中,煤炭是最重要的能源之一,而西南喀斯特地区煤炭储量约占全国总量的7.88%,主要集中在云贵川重庆等省市,由于早期地方无序和不合理的开采,引发一系列矿山地质环境问题,其中,煤矿酸性矿井水已成为华南煤矿区开采最主要的污染源。酸性矿井水因中高硫煤层开采氧化形成,而我国高硫煤多分布在华南地区,煤炭资源量约占全国煤炭资源总量的5%。针对华南高硫煤分布区矿井在开采及开采关闭后,产生大量的酸性矿井水,对水环境造成严重的影响和危害的水污染问题,从区域地质环境背景条件的角度,对华南高硫煤分布的地质环境特征、成煤时期的沉积环境、含煤地层条件、中高硫煤区域分布、含硫量特征以及区域水文地质条件等多项影响因素进行全面分析研究,明确了华南高硫煤开采区易产生酸性矿井水污染水环境的地质环境条件,为高硫煤矿区酸性矿井水的防治技术提供地质环境基础条件依据。     

煤矿采空区水-岩作用模拟试验研究

采空区积水在我国煤矿中广泛存在。明确在采空区封闭-半封闭环境条件下的水-岩相互作用机理,对实现煤矿区水污染减量以及地下水资源保护具有重要意义。以内蒙古某煤矿采空区积水为研究对象,设计高度还原采空区环境的箱式模拟试验,采用X射线衍射仪(XRD)和X射线荧光光谱仪(XRF)对模拟采空区填充物(煤、垮落岩体)中矿物成分及元素组成进行分析,借助离子色谱仪(IC)和电感耦合等离子体发射光谱分析仪(ICP-OES)等对水中水化学特征进行表征,探究采空区积水水质形成的水-岩相互作用机制。结果表明:水-岩相互作用主要为煤及垮落岩体中的矿物溶解-沉淀作用、阳离子交换作用、煤中黄铁矿氧化作用以及混合作用。矿物溶解作用占主导地位,采空区积水中的Na⁺、K⁺主要来源是钠长石、钾长石等硅酸盐矿物的溶解,而Ca²⁺和Mg²⁺主要来自于钙长石、方解石、绿泥石等矿物溶解;离子交换作用主要发生在采空区水-岩作用的初期(0～20 d),而后逐渐减弱;采空区底部残煤中黄铁矿氧化作用是积水SO₄^2-     

贵州普安矿区20号煤中锂的赋存状态及逐级化学提取实验研究

锂(Li)是一种重要的金属能源,近年来全球锂的需求持续增长。我国煤伴生型锂矿床的发现证明煤矿可能成为锂资源的潜在来源。以贵州普安矿区20号煤为研究对象,采用工业分析、镜下鉴定、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、激光剥蚀?电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)等方法,分析原煤及浮沉实验获得的密度分级试样的基本性质、矿物组成、元素组成及煤中Li的赋存特征。结果表明,原煤中Li含量达134.09 μg/g,在6个密度级样品中,Li含量随煤样密度级的增加而增加(>1.8 g/cm3密度级样品中Li含量最高为212 μg/g),重力分选可使煤中Li得到一定程度的预富集。原煤主要矿物组分包括黏土矿物、黄铁矿、方解石、石英等,基于Li与Al、Si等的相关性以及矿物微区元素含量(LA-ICP-MS)等分析,推测Li可能主要以吸附态赋存于黏土矿物中。逐级化学提取实验结果表明,煤中Li的赋存特征为水溶态(20.96%)、离子交换态(32.90%)、硅酸盐/铝硅酸盐态(22.80%)、碳酸盐/磷酸盐态(10.81%)、二硫化物态(3.92%)和残渣/有机态(2.58%),说明通过离子交换法可以从煤矸石中回收Li。该研究结果为下一步分离提取煤中Li提供了一定理论指导。      

数理统计在化探中的应用简介(三)

二、统计推断1.分布型式的推断根据实测数据(子样)制成的频率分布图往往是不很规则的,它可以近似于某种理论上的概率分布,但多少会有某种偏离.所谓分布型式的推断,就是用统计的方法检验这种偏离是偶然原因引起的,还是所研究的对象(母体)本来就不服从那种理论频率分布.确定地质对象中某种元素的含最服从什么理论分布,对化探工作是很有意义的,这在上一章中已介绍过了.在数理统计中已制定出多种检验方法,现以月山花岗闪长岩中Cu含量(稀盐酸提     

煤中游离沥青运移机制与“煤成油”

对内蒙扎赉诺尔等硬褐煤煤田的煤岩学研究,发现腐殖组最大反射率(R_max)小于0.5％的煤中,稳定组分就已经开始产生低分子的类石油物质,而这时煤中水分含量(M_ad)仍在20％以上。当煤进入沥青化阶段以后,这些水分的80％以上将被推出。这时,已产生的类石油物质就可以随之一起运移。前沥青化阶段和沥青化早期阶段是“煤成油”的运移最佳时期。而在生油岩产油率最高峰时期,煤中大量生成的低分子油类物质反而大部分被煤自身所吸附。地质过程中的抽提现象使煤成为石油生油母岩的一部分。     

福建省能源概况及其对策的探讨

一、福建省能源基本概况我省拥有能源品种较多。虽然传统能源不多,但新能源却是很有前途的。人们说福建缺能,那是指传统的矿物能(煤炭、石油和天然气)较缺,在全国来说是“缺油少煤”的省份之一。石油、天然气几乎是零(不算海域)。煤矿储量在全国也是倒数第三、四位,而水力、潮汐、地热和核能是不乏的;风能、太阳能和生物质能(包括沼气)的利用条件也是比较好的。下面简单介绍各种能源的情况。     

贵州西部氟中毒地区氟来源地质背景研究

贵州省西部广泛分布上二叠统煤系地层,燃煤型氟中毒严重影响当地居民的身体健康。引起氟中毒的氟是多来源的,影响氟中毒的因素是多方面的。高氟含量的岩石粘土岩、煤、页岩等是氟的初始来源体;高氟含量土壤是氟第二个层次的来源;高氟含量土壤中种植的农作物是第三个层次的来源;燃煤烟尘直接排放室内空气中和用燃煤烘烤食物等,使空气、食物和水中氟含量增高,是一重要的人为氟来源。人通过呼吸高氟含量的空气和食(饮)用高氟含量的食物(水)将氟沉淀在体内,造成氟中毒。     

北京800型钻机升降机水套的改装

一、对水套漏水原因的分析原来的升降机水套(见图1),是通过锥鼓(4)上水孔和水管接头(5),注水进入水套对机器进行冷却,而锥鼓(4)与档水板(7)及透盖(11)之间的隔水防漏,是用O形橡胶圈密封来解决的.在升降时,需先调整装置使锥鼓压紧才能放水冷却.由于锥鼓与档水板及透盖三者之间有间隙,在压紧锥鼓时,橡胶圈可能滑动或损坏,使各机件之间密封不严,产生水套漏水.从以往的多次检修中发现,问题都发生在这里.特别当O形胶圈损坏并因缺少备件无法更换时,就无法注水进行冷却.二、改装的情况改装后的水套如图2所示.其进水和隔水防漏装置,是由进水压盖(7)、间隔套(5)、改装透盖(3)和J型橡胶油封(2、6、9)等组成.在升降时,只要将冷却水由水管(8)和进水压盖(7)注入     

多元聚煤理论体系及聚煤模式

煤地质学经过长期的发展和多种成煤理论相继提出,已进入一个多元化的繁盛阶段。但是,聚煤理论研究中还有很多科学问题仍需进一步深入,如海侵(水进)过程中煤的聚积机理、聚煤盆地形成与演化过程中板块构造的控煤作用、煤与其共伴生矿产的共生机理以及含煤系统理论等,都与煤聚积、聚煤盆地各种非常规能源矿产资源研究密切相关,而理论研究的滞后也影响了能源矿产资源的预测、评价。造成这种现状的原因是不同聚煤理论适用范围具有一定的局限性。鉴于此,本文在系统、全面的理解各种聚煤理论的基础上,提出了多元聚煤理论体系及聚煤模式,认为多元成煤理论体系是以泥炭沼泽堆积样式为中心,盆地水域体制为阐明聚煤作用机制的基本点,其核心思想是阐明各种因素的相互作用与影响,成煤机制的交叉、包含,而不是孤立地看一个具体问题,聚煤盆地层序地层不同体系域聚煤差异性为聚煤理论的支撑格架,古植物、古气候、古构造和古地理分析为构建聚煤理论体系的四个基本条件,各种地质因素的相互牵制、多种事件(如突发性水侵事件、构造事件、火山事件等)的影响,聚煤模式的多样性和聚煤作用过程与机制多元性等,构成了多元成煤理论体系的内核,并强调该体系构建的四个统一:聚煤理论体系的完整性与协同性的统一、独创性与转化性的统一、继承性与发展性的统一、理论性与实践性的统一,阐明不同聚煤机制及其相互关系。多元聚煤理论不是将不同成煤理论或观点的简单集合,而是深入阐明各种因素的影响、动态与静态交叉机理、各种条件的融合、聚煤盆地内外各种作用的相互牵制与耦合等。     

怎样科学饮用矿泉水

人们会说 ,喝水是最简单的事了 ,口渴了就喝呗 ,这还有什么学问 ?但是人一天究竟应该喝多少水 ,应该什么时候喝水 ,这里面却有学问。正常人每天从饮食和饮水摄取的水分 ,成年人大约为 2 5 0 0毫升 /日 ,摄入水量的多少一般应与人体每日排出水量平衡。例如成人每日尿量平均15 0 0毫升 ,皮肤和呼吸道排出约 80 0毫升 ,粪便 10 0～ 2 0 0毫升 ,总计约 2 5 0 0毫升。因此正常人每天除吃饭以外还需要喝 15 0 0毫升左右的水 ,大约 6～ 8杯水才能满足人体新陈代谢的需要。许多人只把水当做解渴 ,所以非到口干、口渴到才想起来喝水 ,这样不利于健康…     

地球物质演变的能源问题

地球发展历史是地球物质运动的过程。核转变更新着地球的化学元素与同位素组成;它影响着地球发展过程中各特殊矛盾的发展与转化。地球的能源有外来能与内生能,这两种近于相互独立而又统一的能源体系组成了地球的演化能源。我们研究和计算了各种外来能与内生能的产生方式、能量大小及对地球演化的影响,而地球演化的主要内能源是核转变能。天然核转变有两种,一种是在地球发展过程中自发产生的(核衰变、自发裂变等),一种是受外因条件所激发而产生的(诱发裂变,核反应等)。