皖北石台矿岩浆蚀变煤中有毒元素分布、赋存及富集机理北大核心CSCD

为了探究岩-煤蚀变过程中有毒元素异常富集而引发的环境效应,以皖北石台煤矿3煤层内不同类型样品为对象,通过工业分析、显微观察、XRD和ICP-MS实验,对蚀变煤中有毒元素的分布、赋存和富集进行了分析研究。结果显示,岩浆侵入导致煤中灰分升高,挥发分降低;趋近岩体,矿物种类增加,强度变大,马赛克结构和气孔(气泡)更发育,镜质体减少至消失;侵入体和岩-煤蚀变带中强烈富集V、Cr、Co、Ni、Zn和Ga,天然焦中富集Ba和Cu,火夹焦中富集Pb,整个煤层中As比较稳定。研究表明,煤中富集的V、Cr、Co、Ni、Zn、Ga主要来源于岩浆热液,Ba、As来自沉积环境,Pb、Cu可能来自成煤的土壤和沉积物或由岩浆作用所致。     

鄂尔多斯盆地三叠－侏罗系的成岩作用及其成藏成矿响应

鄂尔多斯盆地三叠-侏罗系的成岩作用显示出受周边活动带干扰的类克拉通型特征.来自北部老山的岩浆岩碎屑、铁镁质矿物及火山喷发的火山灰导致在同生.早期成岩阶段孔隙水中释放大量铁、镁、硅、铝等离子,从而析出大量蒙脱石和富铁的绿泥石、沸石类和硅质矿物;在上三叠统中夹有由火山灰成岩转变而成的多层斑脱岩;同时导致富铀碎屑的聚集和由于粘土矿物、褐煤等的吸附作用造成的铀离子的预富集.在中成岩阶段,石油生成并在粘土矿物放出大量孔隙水作为载体的情况下初次运移,有机溶液进入储层使铝硅酸盐矿物溶解产生次生孔隙;同时蒙脱石和伊利石对油和气的生成具有催化作用,显示出典型的有机-无机成岩成藏作用过程.中晚燕山运动是一次构造热事件,此时期发生的表生成岩阶段是鄂尔多斯盆地成藏成矿的重要时期,不但促进了三叠系油和古生界天然气的生成,而且提供了油气运聚成藏的动力学条件;另一方面,天然气向盆地北东向的大规模运移散失造成强还原环境,促使具备铀矿形成条件的东胜地区侏罗系中大型铀矿的形成,是典型的有机-无机成岩成矿作用的结果.     

煤中气孔的发育特征与影响因素浅析

以煤田地质学和煤岩学研究为基础,以场发射扫描电镜为主要观测手段,对不同地区、不同地质时代、不同变质程度的煤进行纳米级气孔研究。结果表明,煤中气孔是煤变质过程中煤层气（瓦斯）生成、聚集与气体逸散后留下的孔隙,属次生孔隙,孔径以纳米级为主,形状多为圆形,密疏不等,分布很不均匀,多个气孔密集,常组成气孔群、气孔带、气孔窝。气孔发育受多个因素影响,显微组分是主要内在因素,变质速率是重要外在因素,变质程度也是影响因素之一。根据镜下可见度,将气孔发育程度描述为发育和不发育,前者密集状气孔多见,后者偶见或仅见稀疏状气孔。根据气孔的发育程度,可以评价煤储层的生气方式和潜力,气孔发育程度越高,指示生气潜力越大。      

柴北缘东部北大滩地区中侏罗统石门沟组控煤因素

青海省北大滩地区煤炭勘查工作的关键是沉积期的聚煤环境和沉积前后构造作用对煤层赋存的控制作用。为明确柴北缘东部北大滩地区石门沟组的控煤因素,有效指导该含煤区的煤炭勘查工作,基于野外露头、钻孔、地球物理勘探等地质资料,在分析北大滩地区石门沟组聚煤环境和构造作用的基础上,从聚煤环境、古隆起和断裂、向斜等方面深入探讨了石门沟组的控煤因素。其中,扇三角洲平原分流河道间的泥炭沼泽和滨湖环境的滨湖沼泽是有利的成煤环境,控制着煤层横向发育、分布特征;古隆起控制着有利聚煤区和煤层分布区;北大滩向斜内部次级背斜和逆断层的上盘控制着煤层埋藏深度,煤层埋藏浅降低了后期煤炭勘查的难度。      

南昌市PM2.5中稳定碳同位素组成特征

近几年,PM2.5浓度上升导致灰霾事件频繁发生,已经引起了广泛的关注。碳组分是PM2.5中的重要组分,被认为是灰霾形成和转化的重要因素,因此,研究PM2.5中含碳组分的来源及其化学过程具有重要的意义。本研究于2016年12月至2017年8月期间在南昌地区共采集105个PM2.5样品,分析了PM2.5样品中总碳(TC)浓度及其碳同位素(δ^13C)。结果表明,采样期间TC的年平均浓度为(12.1±2.1)μg/m^3,总体上呈现冬季高、夏季低的变化趋势,可能是受不同季节气象因素和来源变化的影响。δ^13C的年平均值为(?26.1±0.2)‰,总体上呈现冬季高、春季低的变化趋势,可能是受不同来源的影响。利用贝叶斯模型计算南昌地区PM2.5中TC主要来源于C3植物燃烧和机动车尾气,年源贡献分别为49.3%和28.7%;其次是煤燃烧和C4植物燃烧,年源贡献分别为17.7%和4.2%。春季δ^13C值偏低是由于C3植物燃烧贡献相对较高,而冬季δ^13C值偏高则是煤燃烧贡献增加。     

分级加-卸载条件下原煤的渗透及能耗特征研究

利用自主研制的含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置,进行了含瓦斯原煤分级加-卸载试验,分析探讨了煤岩的变形、渗透特性及能耗特征,结合能耗特征建立了损伤变量方程。研究结果表明：随分级加-卸载进行,煤样的累积残余变形逐渐增加,相对残余变形先降低,后出现残余变形稳定区,临近煤样破坏又上升。随分级加-卸载进行,渗透率总体变化趋势呈螺旋状先降低,后上升,破坏瞬间急剧增大;定义渗透率绝对恢复率?j和渗透率相对恢复率?x定量分析了加-卸载渗透率的变化情况,发现?j先减小,临近破坏又增大,?x逐渐增大,其中弹性段?x保持在85%～95%,临近破坏超过100%。随分级加-卸载进行,煤体累积耗散能呈指数函数增加,单级循环耗散能增加。随着轴向应力的增加,主应力差增加,损伤变量值增大,且煤样破坏时的损伤变量临界值Dc ≈0.9。     

旋挖钻机在急倾斜煤层火区治理中的取煤试验

针对正晖煤业昌元煤矿火区治理的特点,提出旋挖钻机在急倾斜煤层进行取煤的试验要求。而在倾斜工况下的旋挖采煤属于非正常工况作业,试验中进行了钻机晃动量、工作时整机晃动量、各钻进参数的变化、动力头驱动键的磨损情况、钻杆桅杆的变形程度以及出煤效率的综合评估。根据4种直径钻具的试验结果,得出了常规钻具的最优直径选择,并提出了在火区煤带,利用旋挖钻机全护筒作业方式进行“微创”治理的可行性探讨。     

贵州水城矿区上二叠统层序地层及控煤作用

贵州西部水城矿区主要的含煤地层晚二叠世龙潭组为典型的海陆过渡相含煤岩系,其沉积环境有下三角洲平原、潮坪和泻湖等。作者对水城矿区上二叠统含煤岩系龙潭组和汪家寨组层序地层进行了分析,共识别出4个层序界面,并根据层序界面将水城矿区上二叠统划分为3个层序地层,层序Ⅰ从峨眉山玄武岩顶界到标七底界;层序Ⅱ从标七底界开始到四号煤层底板;层序Ⅲ从四号煤层底板开始到二叠系与三叠系的不整合面。三个层序地层中层序Ⅱ煤层发育最好,层序Ⅲ次之,层序Ⅰ最差。在层序中又进一步划分出低位体系域、海侵体系域和高位体系域,其中尤以海侵体系域最有利成煤作用,高位体系域次之,低位体系域最差。     

煤与瓦斯突出物理模拟试验中甲烷相似气体的探索

当前煤与瓦斯突出物理模拟试验多采用二氧化碳代替甲烷,导致试验结果偏差较大。为了保证模拟试验相似性并规避甲烷气体带来的安全风险,提出了甲烷相似气体的概念。基于瓦斯在突出过程中的作用机制和相似准则,结合煤与瓦斯突出防治规定,建立了以瓦斯含量、瓦斯放散初速度、初始瓦斯膨胀能和含瓦斯煤力学性质为参数的相似指标。初步采用二氧化碳体积分数为20%、40%、60%、80%的二氧化碳和氮气二元混合气体作为甲烷相似气体的筛选气体。按照相关规范,分别测定了甲烷和筛选气体的相似指标参数值,确定了与瓦斯含量、瓦斯放散初速度、初始瓦斯膨胀能和含瓦斯煤力学性质接近的混合气体组分分别是二氧化碳体积分数为60%、35%、45%和54%。相关性分析结果表明,上述4种配比气体与甲烷性质相关性高,可以作为相似气体的待定气体。采用待定气体和甲烷进行了模拟试验,结果表明,二氧化碳体积分数为45%的混合气体的突出现象和突出临界值与甲烷接近,与甲烷相似性高。     

深井综放沿空掘巷实体煤帮变形破坏机制及控制技术

东滩煤矿1306轨道顺槽掘进期间,实体煤帮出现大变形破坏,挤压鼓出严重。采用离散元数值模拟分析了深井综放沿空掘巷掘进期间基本顶断裂位置的变化及围岩应力、位移的演化规律。揭示了实体煤帮大变形破坏机制:沿空掘巷诱发围岩大结构中关键块体的回转沉降,导致基本顶断裂线向实体煤侧转移。顶板结构的变化引起实体煤侧支承压力的显著升高并产生大范围的高应力挤压区,使实体煤侧表现出大变形与强流变的破坏特征。基于对实体煤帮变形破坏机制的分析,提出高强让压长锚索联合锚网的实体煤帮控制技术。数值模拟与现场试验表明,实体煤帮采用破断力为600 kN,让压点为260~300 kN的φ22 mm×6800 mm长锚索加强支护后,水平大变形得到有效控制,实体煤帮变形量控制在300 mm内,保证了巷道在掘进期间的稳定性。