Application of in-seam directional drilling technology for gas drainage with benefits to gas outburst control and greenhouse gas reductions in Daning coal mine,China

Gas outburst disasters are becoming more serious as the underground coal mines become deeper in China, and a thick zone of deformed coal provides conditions favorable to coal and gas outbursts. The Daning coal mine’s main mining seam is the No. 3 coal seam with coal and gas outburst hazard, which often contains two normal coal sub-layers and one deformed sub-layer. Considering both the geological conditions of the coal seam and applications of the in-seam directional longhole drilling technology, a new schematic diagram of in-seam directional longholes for gas drainage is developed. The two borehole layout models of longwall panel and main entries for gas outburst disasters control have been successfully applied. The gas drainage rates of both models are >70 %, and the residual gas contents are both <8 m³/t, which can be considered that the gas outburst disasters were effectively controlled. To better guide gas drainage, gas drainage normal and failure modes have been obtained. Although in-seam directional longhole technology has been successfully applied for regional gas drainage with benefits to gas outburst control, there are also some problems that are detrimental to greenhouse gas reductions in gas drainage and gas utilization. The three main problems are air leakage failure in gas drainage, decreasing gas concentration and a low gas utilization ratio. To address the problems mentioned above, five improvements are suggested.     

安徽沙溪斑岩型铜金矿床成岩序列及成岩成矿年代学研究

沙溪矿床是长江中下游成矿带中典型的斑岩型铜金矿床,位于庐枞盆地北外缘、郯庐断裂内,矿床成岩成矿时代确定对该矿床成因研究及区域成矿规律的认识具有重要意义。在详细野外地质工作的基础上,采集沙溪矿床与成矿有关的主要岩浆岩样品(粗斑闪长玢岩、黑云母石英闪长玢岩、中斑石英闪长玢岩、细斑石英闪长玢岩和闪长玢岩)和与黄铜矿密切共生的辉钼矿,分别利用Cameca、LA-ICP-MS U-Pb和Re-Os同位素定年方法,获得矿床内主要岩浆岩的成岩年龄(130.60±0.97Ma、129.30±1.00Ma、127.10±1.50Ma、129.46±0.97Ma和126.7±2.1Ma)以及成矿年龄(130.0±1.0Ma),并重新厘定了沙溪岩体从早到晚岩浆的侵位序列。通过区域对比,提出长江中下游存在两阶段斑岩型铜金矿化,沙溪矿床为长江中下游成矿带第二阶段形成的斑岩型矿床,沙溪矿床的成岩成矿作用既不同于庐枞盆地,也不同于断隆区第一阶段的斑岩矿床,而是受郯庐断裂和长江断裂动力学演化联合作用的产物。     

西秦岭温泉钼矿床成矿作用时限及其对斑岩型钼矿床系统分类制约

斑岩系统是一个涉及岩浆和热液作用的复杂系统,建立精细的斑岩系统成因模型对于寻找更为丰富的金属矿产尤为重要,成矿作用时限是建立成因模型和指导矿产勘查的关键。温泉钼矿床是西秦岭造山带内与晚三叠世花岗岩有关的斑岩型钼矿床,其在西秦岭造山带的独特发育蕴含印支期斑岩成矿作用、大陆地壳演化及矿产勘查关键科学问题。钼矿体主要赋存于温泉复式岩体Ⅱ单元和Ⅲ单元的黑云母二长花岗斑岩和似斑状二长花岗岩中,钼以细脉和浸染状矿化形式产出。赋矿岩石单元锆石U-Pb年龄为224.6±2.5Ma到216.2±1.7Ma,Ⅱ和Ⅲ单元分别侵位于~223Ma和~217Ma,持续约8Myr。辉钼矿Re-Os年龄为212.7±2.6Ma到215.1±2.6Ma,暗示晚三叠世钼成矿作用与花岗质岩浆作用密切时空关系,且成矿年龄稍晚,反映钼矿化主要发生在岩浆作用晚期阶段。成岩、成矿作用发生于华北板块与华南板块全面对接后秦岭造山带构造体制由碰撞到后碰撞的转折阶段,响应南秦岭变质变形、勉-略洋盆闭合及大别-苏鲁超高压岩石板片折返统一地质事件。黑云母K-Ar年龄为207~226Ma,可能反映~223Ma和~208Ma的岩体冷却事件和~216Ma的岩浆-热液成矿作用。锆石U-Pb、辉钼矿Re-Os和黑云母K-Ar多元同位素定年系统准确刻画岩体侵位、热液成矿与冷却事件上有所重叠,岩浆-热液分异演化充分,且具有较高的冷却速率,精确厘定温泉斑岩系统岩浆活动的"多期性"(复式岩体)、成矿事件的"瞬时性"(~214Ma)和成矿作用的"持续性"(~8Myr)。同时,系统对比全球典型斑岩钼(铜)矿床成矿动力学背景,细化分类方案,即产于挤压背景的大洋俯冲和大陆碰撞环境矿床及产于伸展背景的后碰撞、陆缘弧后和板内裂谷环境矿床。明确在大洋俯冲→大陆碰撞→后碰撞→板内裂谷旋回的四个阶段均可以产生规模的斑岩型钼(铜)矿床,且挤压向伸展过渡的构造体制转换尤其是大型矿床形成的有利环境。     

飞来峡水利枢纽库区动态纳污能力计算研究

根据飞来峡水利枢纽库区水流及水质特点,选取不同设计流量,建立二维水流水质模型。通过水槽实验,拟合水质衰减系数与流速的关系曲线,以获取模型水质计算参数。研究结果表明:通过概化排污口排污量与混合带长度响应关系计算,确定各排污口混合带长度在1 300~2 500m之间;在90%最枯月、50%最枯月及多年平均流量水文条件下,飞来峡库区干流水域COD纳污能力分别为162 107.7t、199 220.2t及372 104.3t;NH3-N纳污能力分别为2 757.4t、3 408.4t和6 276.4t;飞来峡库湾的纳污能力远小于库区干流水域,库湾COD纳污能力仅相当于干流的25%,NH3-N纳污能力仅相当于干流的5%;飞来峡库区纳污能力年内逐月差异显著,其中汛期(4~9月)纳污能力较大,COD、NH3-N纳污能力约占全年纳污能力的58%,飞来峡库区年内月纳污能力与月平均流量呈现较好的正相关关系。     

基于膨胀管技术的小井眼水平井钻井技术应用

塔河油田地质情况复杂,岩性差异大,地层压力变化大,局部区域有高压盐水层和膏盐层,开孔尺寸受限,给钻井工程带来诸多技术难题。针对这些难题,提出了坐封斜向器开窗侧钻、定向随钻扩眼、膨胀管和小井眼水平井钻井技术。 TK7-640CH井的钻井实践表明,以上技术在塔河油田奥陶系饱177.8 mm套管开窗侧钻水平井的应用具有可行性,能够封隔复杂地层和异常压力系统。就侧钻井技术难点和技术方案的可行性进行了探讨和分析,总结该井实钻所取得的成功经验,为塔河油田老井的恢复及再生提供了技术支撑。     

Market risk in carbon market: an empirical analysis of the EUA and sCER

The paper uses a capital asset pricing model to analyze the market risk in the European Union Emission Trading System (EU ETS) and clean development mechanisms (CDM) and Zipf analysis technology to analyze the carbon price volatility in different expectations of returns in the two markets. The results show that the systematic risk of the EU ETS market is around 0.07 %, but the CDM market is clearly divided into two stages; the systematic risk of the futures contracts in the first stage (DEC09–DEC12) is less than the EU ETS market, but the systematic risk of the futures contracts that enter the market is greater than the EU ETS market and has a higher market sensitivity, although on the unsystematic risk. The CDM market is always greater than the EU ETS market. Abnormal returns in the two carbon markets are both lower than 0.02 %, but CDM is higher. The probability of price down is greater than that of price up. The carbon price is affected by market mechanisms and external factors (economic crisis and environmental policies) in the low expectations of returns. However, in the high expectations of returns, compared with the CDM market, the carbon price change in the EU ETS market is less stable and has higher risks.

     

井中磁测资料预处理与弱信号识别

井中磁测仪器距离场源近,磁测资料受到钻孔打穿磁性体产生的内磁场影响,往往存在强干扰压制有用信号,因此研究井中磁测资料预处理与弱信号识别方法具有重要意义。笔者将地面重磁资料边界识别中倾斜角总水平导数和解析信号振幅方法改进后应用于井中磁测资料预处理中,提出倾斜角垂向导数和均值归一解析信号振幅方法。通过模型分析证明了两种方法都可识别强弱不同的井旁磁性体位置,反映边界信息,且给出了计算均值归一解析信号振幅过程中窗口选择的依据。将两种方法应用于江苏某工区ZK002孔磁测资料预处理中,得出倾斜角垂向导数方法应用于实测资料中会放大干扰,而均值归一解析信号振幅方法增强了该钻孔弱异常信息,且压制了干扰信号,处理结果与磁化率测井和钻孔资料相对应。     

西藏冈底斯南缘中新世含矿斑岩源区组成与成因

青藏高原南部中新世下地壳流动是当前大陆动力学研究的热点,关键科学问题是下地壳的流动方向。LA-ICP-MS定年结果表明冲江斑状黑云母二长花岗岩的形成时代为14.9~14.8 Ma,朱诺斑状花岗岩的形成时代为15.3~14.9 Ma。含矿埃达克质斑岩的特征如下:Si O2含量67.72%~74.49%,K2O含量2.85%~5.98%,Sr含量93~804μg/g,高Sr/Y(16~139)、(La/Yb)N(21~43)比值,Eu/Eu*值为0.6~0.91。冲江岩体锆石εHf(t)值为1.2~5.1,朱诺岩体锆石εHf(t)值为–6.9~–0.1,他们与徐旺春等报道的镁铁质麻粒岩的锆石Hf值(–2.5~4.8)具有很好的叠合性,暗示镁铁质麻粒岩(印度镁铁质下地壳)可以作为他们的岩浆源区。此外,Sr-Nd同位素表现出雅鲁藏布江蛇绿岩和拉萨地块两个端元混合的特征,Pb同位素表现出雅鲁藏布江蛇绿岩和喜马拉雅富集陆壳端元的特征。上述同位素地球化学特征表明,冈底斯中新世埃达克质斑岩的岩浆源区物质组成包括:拉萨陆壳、印度陆壳、雅鲁藏布江蛇绿岩(地幔成分),表现出加厚下地壳部分熔融特征,暗示青藏高原南部由南向北的下地壳流动方向。     

会泽型(HZT)富锗银铅锌矿床成矿构造动力学研究及年代学约束

川-滇-黔多金属成矿域是会泽型(HZT)富锗银铅锌矿床的主要分布区。近十年来,该类矿床成矿时代及其成矿构造动力学一直是该区研究的主要热点之一。针对铅锌矿床准确定年的难题,首次综合应用地质推断-构造变形筛分-构造古应力系统测量-同位素定年技术,提出冲断褶皱构造形成时代与矿床成矿时代一致,其主体时代为印支晚期(2.0~2.3亿年)。研究认为,该期发生的铅锌多金属成矿作用是川-滇-黔接壤区重要的地质事件,其成矿构造动力学为印支晚期特提斯洋闭合与造山作用在扬子地块西南缘前陆盆地诱发强烈的斜冲走滑,形成一系列冲断褶皱构造带,并发生流体大规模运移,在有利的构造部位形成一批大型-超大型矿床。该认识对深化川-滇-黔多金属成矿域铅锌矿床成矿模型、优选找矿标志、圈定重点找矿靶区和实现找矿突破具有现实意义。     

灵活架构水文模型在不同产流区的应用

对于给定的流域,选择合适的水文模型进行模拟是水文学研究的难点。选取中国11个典型流域,划分为蓄满产流区、超渗产流区及混合产流区,分别验证4种经典概念性模型与4种灵活架构模型。研究表明:蓄满产流区灵活架构模型难以提高模拟精度,但可以检验模型构件对模拟结果的影响,排除不合实际的模型结构;超渗产流区灵活架构模型可以提高模拟精度,但缺乏系统性,难以完整准确地描绘水文过程。综合而言,灵活架构模型表现不稳定,通用性差,但架设与修改方便,易于确定流域产汇流关键过程,是水文模拟的有效手段。