鄂尔多斯盆地东缘柳林—子洲地区本溪组富有机质泥页岩发育影响因素与发育模式

鄂尔多斯盆地东缘上石炭统本溪组海陆过渡相泥页岩是该区潜在的页岩气勘探目标。在盆地东缘柳林—子洲地区本溪组代表性剖面和重点探井的系统观测和采样分析基础上,对该区本溪组富有机质泥页岩的发育影响因素与发育模式进行了研究,并建立了本溪组“缓慢沉降、陆源供给、封闭保存”的海陆过渡相富有机质泥页岩的发育模式。结果表明：鄂尔多斯盆地柳林—子洲地区本溪组富有机质泥页岩主要发育在晋祠段和畔沟段,以黏土质泥页岩为主,含少量硅质泥页岩;其有机质丰度高,有机质类型主要为腐殖型;本溪期炎热潮湿的气候导致区域内成煤植物繁盛,沉积水体有机质供应充足;在鄂尔多斯盆地东缘整体缓慢沉降的海侵背景下,障壁岛-瀉湖-浅海泥质陆棚体系在水体底层形成较高盐度的缺氧还原性水体,为沉积有机质的保存和富集提供了良好场所。     

深部带压开采:传承与创新

回顾了带压开采的传承与创新发展历程。阐述带压开采的概念及充要条件,以带压开采的内涵为基础,定义侵蚀基准面为浅部和深部带压开采的分界线（面）,明确承压水上采煤为带压开采,而含水层“下”采煤不属于带压开采范畴,纠正《煤矿安全规程》中有关“顶、底板带压”的不妥表述。梳理了直接为带压开采服务的理论和技术,探（探查）、治（防治）、保（保障）3项技术,机理（致灾机理）、评价（危险性评价）、预测（灾变预测）3项理论,即构成带压开采理论技术体系;华北煤田奥陶系岩溶随深度增加发育减弱,由此推断,空间上深部岩溶径流带多形成在古岩溶系统中,而现代岩溶径流带则发育于现代岩溶中。深部隔水层损伤裂隙增多,为采后承压水导升奠定物质基础。总结对比了浅部和深部底板岩溶水害特征,阐明深部奥陶纪灰岩（简称奥灰）水突水机理,沿裂隙渗透、扩容、压裂,薄层灰岩中转,不断向上导升,形成大面积散流突水。从理论上说明突水系数已不适用隔水层厚度超出80 m的情形,提出厚、巨厚隔水层带压开采评价方法:p₀ > 3σ₃-σ₁-p_p+s_T;依据隔水层厚度、底板破坏带、奥灰导升带、突水系数等因素将底板类型划分为5类隔水层,提出相应5级带压开采条件以及5种治理模式;针对深部带压开采复杂条件,倡导应用“全时空”水害综合防治思想理念及技术。面向未来,地质体+水流的本构模型仍是学术界需攻克的最大难题,现实的“卡脖子”难题,如深部岩溶发育规律、精细探查技术、水害机理及评价预测、综合治理技术等,是实现安全带压开采的关键。      

基于资源和地质环境特征的河东煤田煤炭绿色开采战略研究

河东煤田位于黄河中游吕梁山西麓的晋西黄土高原地区,是我国重要的炼焦煤产地,也是水土流失和生态脆弱区、地质灾害频发区、岩溶大泉分布区。通过对河东煤田资源和地质环境特征的分析,发现河东煤田中部离柳矿区稀缺炼焦煤保有资源量占比河东煤田稀缺炼焦煤总量的70.8%,但开发强度高于煤田平均值,应从战略上重视离柳矿区的稀缺炼焦煤资源,进行保护性与节约式开采;河东煤田薄煤层占煤田煤层总厚的17.0%,离柳和石隰矿区薄煤层占其煤层总厚的近25.0%,应重视河东煤田薄煤层的开发,尤其是中部离柳矿区和石隰矿区的薄层炼焦煤资源,提高煤炭资源采收率;河东煤田地区采煤时,可充分利用当地的黄土资源与煤炭开采产生的煤矸石等材料大力发展充填开采,以减少地表的黄土滑坡与崩塌地质灾害与水土流失;河东煤田下伏奥陶系峰峰组上部地层具有一定的隔水性,充分评价和利用峰峰组上部地层的富水性和隔水性能,可大幅提高煤炭采收率的同时最大限度地减少采煤引发的地下岩溶水资源破坏,保护岩溶大泉。河东煤田是黄河中游重要的能源基地和黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的主战场。煤炭绿色开采技术能够实现河东煤田煤炭开发利用最优化和生态环境影响最小化,未来发展前景及应用价值巨大,需要多专业多学科共同参与。      

基于FLAC3D和DEM数据的缓倾斜煤层开采沉陷分析

宁夏石嘴山矿区位于西部黄河流域,其煤矿采空区沉陷导致地表生态和环境问题频发,对其采煤沉陷分析将对西部黄河流域煤矿区的环境修复有一定的积极作用。为研究缓倾斜煤层采空区围岩应力与位移场演化特征,以宁夏石嘴山矿区为对象,基于FLAC3D数值模拟软件,建立缓斜煤层开采三维数值模型,计算分析采空区围岩应力、塑性区及位移变化规律,并基于两时相DEM叠加统计分析地表位移变化,与数值模拟结果进行相互验证。结果表明:地下开采引起应力重分布,采空区顶板及煤柱出现明显的应力集中现象,最大主应力呈现从煤层顶板向地表递减的变化趋势;越靠近采空区顶部的岩层垂直位移越大,随着远离采空区逐渐减少,开采完成后地表垂直位移最大值约12 m;随着采空区面积的不断增大,采空区四周及角隅处塑性区逐步延伸扩大,且以剪切破坏为主;地面沉陷盆地不对称,2个沉降中心均发生在沉陷盆地中部且偏下山方向,下山方向比上山方向影响范围更大;数值模拟计算的沉降量与两时相DEM叠加统计分析的变化量结果及趋势基本一致,研究成果可为煤炭安全开采提供参考依据,为地表沉降监测提供新方法。      

工业活动诱发地震的研究热点与趋势——基于Citespace的可视化分析

跟踪和总结工业活动诱发地震在国际上的研究进展,为我国工业活动诱发地震研究提供参考。以Web of Science核心合集数据库为数据源,使用科学计量学方法对2000—2022年期间的293篇研究文献进行分析,利用Citespace软件,从发文量、国家、研究机构、文献关键词4个方面进行统计分析。结果表明：关于工业活动诱发地震的研究发文量从2014—2015年开始增长,之后保持平稳,2020年显著增加;美国论文产出数量最多、影响力最大,在该领域处于引领地位;中国论文数量排名第二,但国际合作中心性弱,其发文最多的机构为中国科学院;近年来研究热点区域都有页岩气开采活动,包括四川盆地和加拿大福克斯克里克。     

页岩气储集特征及赋存量实验研究

基于页岩无机孔隙和有机孔隙润湿性和孔径的差异,考虑甲烷、氦气、水在页岩无机孔隙和有机孔隙中储集位置的不同,通过3种流体饱和实验建立了储层温度和压力条件下页岩气藏各赋存状态气体体积的实验测量和计算方法,得到页岩的无机孔隙度和有机孔隙度,并分析了页岩气储层含气量的影响因素。研究表明：对于所选岩样,无机孔隙和有机孔隙分别占总孔隙体积的65%和35%,无机孔隙中的游离气、有机孔隙中的游离气和吸附气分别平均占总含气量的51%、22%和27%;川南下志留统龙马溪组页岩具有较高的热演化程度,随总有机碳含量的增加,纳米级有机孔隙大量发育,为甲烷提供了吸附空间。明确了总有机碳含量主要影响吸附气含量,指出在页岩气资源量评价、产能预测和后期开发过程中,需要考虑有机质及其内部吸附气的影响。     

中国煤化工行业开展CO2强化深部咸水开采技术的潜力评价

中国是煤转化的技术引领者,已建、拟建和审批了大量煤转化企业;随之带来了严峻的CO2排放和水资源缺乏的问题.CO2强化深部咸水开采(CO2-EWR)技术是大规模CO2减排和水资源开采的方法,特别适合缺水区域的煤化工行业.煤化工企业工艺排放的高浓度CO2结合CO2-EWR技术可以较低成本实现CO2减排,并部分解决工业缺水的...     

河南鹿邑深部大口径页岩气调查井钻探施工技术研究

大口径页岩气调查井鹿页1井部署在南华北盆地鹿邑凹陷区,设计井深3 360.00m,完钻井深3 506.50m。钻探目的是查明地层层序,探索上古生界页岩发育特征及含气性,兼探致密砂岩气和煤层含气性。介绍了鹿页1井的钻探施工情况,针对区域内地层复杂,构造发育,山西组及上石盒子组泥岩层段较多,施工中易出现坍塌、掉块等孔内复杂情况,以及目的层垂深大,泥岩、煤、砂岩互层,取心难度大等技术难题,优配了ZJ40石油钻机,研究并实践了PDC钻头+螺杆+MWD无线随钻高效复合钻井技术、复杂地层高密度、高黏度钻井液体系和深孔PDC筒式取心钻头+川8-3取心筒绳索取心技术,建成了1口可供地层含气性测试的合格井,为该区同类钻井工程提供了有益借鉴。获取了岩心等实物资料,查明了该井区地层结构,太原组、山西组、下石盒子组钻遇51层油气显示,为南华北盆地鹿邑凹陷页岩气资源评价奠定了基础。     

聊城市区近年来深层水质变化的原因及今后的开采方向

本文分析了聊城市区深层淡水水质变化的原因,并提出了一定的保护措施及今后的开采方向。     

晋城西区3#煤层带压开采研究

在阐述晋城西区奥灰水赋存状态及水文地质条件的基础上,通过对地下水流场,隔水层厚度的变化规律及突水系数数等因素的分析论证,采用数理统计方法对矿区水文地质条件进行了定量论述,分带及提出了晋城西区3#煤层带压开采中防治水的重点。