一种适于近场理论地震图宽频域计算的矩阵分解算法

理论地震图方法在地震震源过程的研究中得到了广泛的应用。为了研究震源过程的细节,必须利用近场地震资料的高频信息,但是在应用Haskell矩阵法计算近场理论地震图时,格林函数的高频成分的数值不稳定性是计算宽频域理论地震图的一个基本困难。因此,目前仅有不超过10Hz的算例。本研究采用Haskell矩阵的一种新的分解组合形式,在数值计算时有效地避免了在计算过程中数值结果的溢出,实现了近场理论地震图的宽频域计算。同时,由于利用了矩阵运算中的解析关系,减少了运算的次数,从而提高了计算的速度。根据本算法建立的Fortran程序,在Univoc-1100计算机上进行了数值检验。结果表明,计算得到的格林函数至少在0—40Hz频率域范围内仍保持良好的数值稳定性。本文给出的这种Haskell矩阵分解组合形式的矩阵元素简单,且具有一定的对称性。对于这种分解所包含的物理意义,将有待进一步深入研究。     

面向2035年我国能源发展的思考与建议

富油煤作为一种集煤、油、气为一体的特殊非常规油气资源,通过原位热解可转化为高附加值焦油、可燃气及半焦固体燃料等,具有解决传统煤炭工业发展过程中绿色开发、清洁低碳利用难题的潜力。在减少煤炭开采污染、提高能效利用等方面,为碳达峰碳中和(“双碳”)目标的实现提供了新的解决方案,也为我国寻求油气资源战略依赖突围提供了重要路径参考。然而,目前国内富油煤地下原位热解的研究仅限于少数先导性试验研究,对于富油煤原位热解的地质环境影响研究与全生命周期地质保障技术探索亟待开展。

基于富油煤开发原位热解的地质环境扰动响应特征,重点探讨了富油煤原位热解对热解区岩体变质、覆岩损伤变形、地下水扰动、地表沉降及地表生态环境等方面的影响,总结了富油煤原位热解地质条件评价与过程监测主要内容和测试技术,梳理了富油煤原位热解地质保障面临的挑战。同时,结合理论研究、技术方法、感测装备、传感单元、数据解译、多源信息融合和工程实践等内容认识,提出了构建富油煤原位热解地质保障技术体系的思考。

分析认为,在富油煤原位热解的新型资源转化利用模式条件下,迫切需要研发与之相匹配的地质保障技术,制定完整的开发、设计、施工、评价方法和标准,以规范和引导富油煤热解技术的发展与应用。此外,还需要在充分挖掘和利用富油煤油气资源固有优势的基础上,积极推动富油煤清洁利用技术的研发创新、安全生产标准的提升以及生态环境保护的深度融合,为煤炭工业实现绿色转型和高效可持续发展提供全面的战略对策与保障。

     

西部地区富油煤开发利用潜力分析和技术体系构想

【目的】富油煤是集煤、油气属性为一体的宝贵煤炭资源,催化热解是实现其绿色低碳开发的重要途径。然而,高效可回收催化剂的研发仍面临着极大的挑战。【方法】以HZSM-5@SiO₂@MgFe₂O₄ (HSMF)为原料,采用水热法与碱改性制备具有多级孔结构的HZSM-5@SiO₂@MgFe₂O₄ (mHSMF),再通过沉淀法制备铈改性mHSMF (5-CeO₂/mHSMF);并利用固定床反应器考察了5-CeO₂/mHSMF对神府富油煤热解产物的调控作用及其抗积炭性能。【结果和结论】结果表明,CeO₂改性有助于在HSMF表面形成微−介孔多级孔道结构;在5-CeO₂/mHSMF催化剂上,650 ℃、N₂气氛、反应1 h的条件下,神府富油煤焦油产率达到13.38%,是格金试验焦油产率的176%;相较于原煤热解,催化热解得到的焦油中脂肪烃类及苯类化合物含量分别增加了3.04%和3.07%,煤气中H₂和CH₄含量提高了10.49%;经CeO₂改性后,催化剂的抗积炭性能增幅达86.1%,积炭量仅为11.60 mg/g,且积炭趋于稳定的石墨化结构。5-CeO₂/mHSMF对神府富油煤催化热解产物的分布及组成具有明显调控作用,并表现出良好的抗积炭效果和磁性可回收性能。

     

承压破碎煤体空隙结构演化及渗流特征

垮落带破碎煤岩体空隙结构演变直接影响垮落带气体渗透特性,进而影响废弃矿井采空区煤层气运移富集规律。利用自主设计研发的第二代破碎煤岩体压实−渗流−CT扫描试验系统,开展5种粒径破碎无烟煤在不同气体压力、轴向应力及空隙率条件下162组渗透实验。结果表明：(1) 气体在破碎无烟煤中运移时气体压力、流量随时间一直处于动态变化直至达到吸附平衡,流量、压力恒定。(2) 低雷诺数下气体在破碎无烟煤中流动需要拟启动压力梯度,其值处于158.89~1 408.64 Pa/m,并随着轴压增大、空隙率减小而增大。(3) 破碎无烟煤渗透率处于10⁻¹²~10⁻¹⁰ m²,且渗透率随气体压力、空隙率增加分别呈现对数、指数函数式增长趋势。(4) 颗粒粒径越大则相同装料空间内破碎煤样初始空隙越大,更易于气体流动,因此相同空隙率时破碎无烟煤渗透率随粒径的增大而增大;不同粒径颗粒渗透率平均变化幅度均随空隙率减小而减小;然而颗粒粒径越大,减小相同空隙率时破碎无烟煤渗透率变化幅度减小越明显。废弃矿井采空区煤层气地面抽采时,地面钻井应优先布设在垮落带破碎煤岩体连同纵向“高位环形裂隙体”共同构成的“U”型高渗煤层气富集区内。

     

2022—2023年中国煤炭产业经济形势研究报告

富油煤热解重质焦油制备石墨化泡沫材料是富油煤资源高值化利用的方式之一。

为探究不同反应条件与泡沫炭性能的联系从而制备高性能泡沫炭材料,以重质焦油制备中间相沥青为前驱体,采用高温自发泡法制备泡沫炭。考察不同反应温度、升温速率和反应压力对煤焦油基泡沫炭性能的影响,最后进行Box-Behnken响应面设计实验建立二次多项回归方程,揭示泡沫炭孔隙率、导热系数与反应条件的关系。

结果表明：反应温度、升温速率和反应压力对煤焦油基泡沫炭性能有显著影响。泡沫炭孔隙率的最优值为72.8%,对应的条件为温度559 ℃、压力0.48 MPa、升温速率9 ℃/min,影响因素温度>压力>升温速率;泡沫炭导热系数最优值为0.219 W/(m·K),对应的条件为温度549 ℃、压力2 MPa、升温速率3.9 ℃/min,影响因素升温速率>压力>温度。经过响应面模型优化后的工艺参数可制备具有良好孔隙率及导热性的泡沫炭材料,为提升富油煤热解效率提供新方案。

     

“双碳”目标下推进中国煤层气业务高质量发展的思考与建议

鄂尔多斯盆地东缘神府区块是典型深部煤层气田,资源丰富且勘探开发潜力巨大。2023年10月,神府深部煤层大气田成功申报探明地质储量超1100亿m³。府谷地区位于神府区块中部,是最早深部煤层气生产试验区,但目前对其煤层气的富集成藏规律和勘探开发潜力的认识尚不清楚。综合应用地震、测井、钻井和煤岩测试等资料以查明该地区深部煤层气地质特征、富集成藏规律和有利区分布。结果表明：主力煤层4+5、8+9号煤发育稳定且厚度较大(4+5号煤：3.2~5.8 m;8+9号煤：8.7~13.5 m),有利层段主要分布在煤层中上部位置;宏观煤岩类型主要为光亮−半亮煤,煤体结构主要为原生−碎裂结构煤;受深成变质作用的影响,煤类以气煤、肥煤和焦煤为主,煤的变质程度处于热解生气的高峰期,煤储层表现出中−高含气量(4+5号煤：3.0~12.0 m³/t;8+9号煤：7.5~18.5 m³/t)和中−高含气饱和度(35.0%~115.0%)等特征;主力煤层属于低渗储层((0.01~0.09)×10⁻³ μm²),孔隙结构主要以微孔和小孔为主。提出府谷地区煤层气为“挠褶−断层−水动力”富集成藏模式,煤层气富集区位于构造平缓区和斜坡带。建立深部煤层气地质−工程双甜点评价体系,识别出I类地质−工程甜点区位于东部和西南部,是研究区深部煤层气勘探开发首选区带。因此,该研究认识进一步丰富了深部煤层气富集成藏理论,对鄂东缘深部煤层气勘探开发实践具有重要指导意义。

     

MTT-92型煤与瓦斯突出危险探测仪

介绍了电磁辐射法预测煤与瓦斯突出危险的基本原理、MTT-92型煤与瓦斯突出危险探测仪的技术指标、电原理框图及在白皎矿的试验效果,从而说明煤与瓦斯突出危险探测仪可以作为预测煤与瓦斯突出危险的一种新型物探手段。     

煤岩配煤技术的研究

应用宝钢试验用煤及200kg试验焦炉的焦炭进行岩相配煤研究。其不同变质程度的活性组分的G_RI值配合,未能呈现出良好的加和性;其焦炭的光学结构组成与焦炭强度具有良好的相关性;并获得用单煤焦炭的光学结构组成来预测配煤焦炭的公式。     

金厂峪金矿床的地球化学特征及成矿物质来源

本文在测试金厂峪金矿区1080个样品的基础上,统计出各类岩石的金丰度,其与地壳中的金丰度值相当。金矿床矿石的硫、铅、碳、氧同位素值与脉岩和花岗岩相近,而与围岩斜长角闪岩有别,因子分析结果也表明矿与脉岩、花岗岩位于同一组,显示三者具有地球化学的亲缘性。与其他岩浆热液金矿床相比,金厂峪金矿床具岩浆热液金矿床成矿元素组合特征。据此确定金厂峪金矿的成矿物质来自于与花岗岩同源的岩浆。