桐梓北部大竹坝井田含煤地层及可采煤层地质特征

大竹坝井田位于呈北东向展布的松坎复式向斜南东翼之次级褶皱-乐坪背斜南东翼,含煤地层为上二叠统龙潭组(P3l),厚45.61~71.53m,平均厚61.10m,含煤层(线)2~6层,全区可采煤层一层(C3),局部可采煤层二层(C2、C4)。C3煤层具有低挥发份、中灰、中高硫、高固定碳、高熔灰分、高热值的特点。可作工业用煤、动力用煤、气化用煤和化工用煤以及民用等。井田以含煤地层相对较薄,可采煤层少,煤层厚度小,含煤率低为其特征。     

镇泾地区延安组底界侵蚀谷地震特征及其与煤层和砂体的关系

鄂尔多斯盆地延长组沉积后期的侵蚀谷发育十分广泛。在盆地西南缘镇泾地区三维地震所做的延10底等t₀图上可以识别出沿NE、NW延伸的主谷和沿NW、NE次谷体系。地震剖面上主谷为宽缓的不对称\     

鄂尔多斯盆地侏罗纪煤田典型顶板水害防控技术与应用

黄陇侏罗纪煤田厚煤层开采导水裂隙带发育高度大,易导通上覆白垩系洛河组巨厚砂岩含水层,区内青岗坪煤矿回采期间出现典型的“脉冲式”涌水特征,给矿井的安全回采造成严重影响。以青岗坪煤矿42105综放工作面为研究对象,采用3DEC离散元模拟、钻孔冲洗液漏失量、综合物探以及钻孔电视相结合的实测方法,对工作面回采过程中覆岩导水裂隙带和离层发育规律进行研究,探究该典型地质条件下矿井的涌水机制与导水裂隙带发育特征。结果表明：42105工作面导水裂隙带受覆岩周期性垮落影响不断向上发育,洛河组孔裂隙砂岩静储水不断释放,间歇性涌入工作面,形成幅值稍低的“脉冲式”涌水;在采动影响下巨厚砂岩含水层内不断出现离层,导水裂隙带导通砂岩含水层离层积水区,致使涌入工作面的瞬时涌水量突增,形成幅值较高的“脉冲式”涌水。结合现场钻孔冲洗液漏失量实测、综合物探以及钻孔电视结果,揭示了青岗坪煤矿洛河组孔裂隙砂岩静储水与离层水叠加影响的“脉冲式”涌水机理,确定导水裂隙带的最大发育高度为316.83~333.00 m,裂采比为30.17~31.71。研究结果对于类似地层条件下矿井涌水的防治和安全高效回采具有指导意义。

     

中国煤层气开发存在的问题及破解思路

复杂含煤地层顶板水平井射孔压裂是增加煤层透气性、提升瓦斯抽采效率的关键,而地层结构和射孔位置影响裂缝扩展形态。考虑地层结构特征及射孔位置,建立压裂工程地质模型;基于有限元方法构建数值模型,研究射孔位置、地层条件、垂向应力与水平应力差对裂缝扩展的影响,并进行工程验证,提出施工建议。结果表明：射孔孔眼位置存在全部位于煤层中、全部位于顶板岩层中和部分位于顶板部分位于煤层3种情况。孔眼位于煤层中,裂缝受到界面的“阻隔”作用,对煤层改造有利;孔眼位于顶板,当顶板层理发育,垂向应力与最小水平主应力差大于2 MPa时裂缝能够穿越层理和界面进入煤层,而顶板完整时,应力差大于−2 MPa裂缝即可在孔眼诱导作用下进入煤层,顶板层理和界面对裂缝垂向扩展具有“阻挡”作用,结构完整地层有利于裂缝的垂向穿层扩展;孔眼部分进入煤层,对裂缝起裂、扩展产生明显诱导作用,形成沿界面的水平缝和进入煤层的垂直缝,无论顶板是否完整,都能形成有效改造裂缝。当射孔孔眼距煤层较远、孔眼与煤层间弱面发育、水平应力大于垂向应力或压裂施工规模不足时,建议采用深穿透射孔、分支孔等能够沟通煤层的工程措施,以保证压裂效果。研究结果在陕西韩城某煤矿的井下分段压裂施工中进行了应用,试验孔瓦斯抽采效果良好,可为类似地质、工程条件下的压裂施工提供借鉴。

     

高硫酸盐矿山废水的处理方法研究进展

高硫煤矿闭坑后成为埋藏在地表以下深部的产酸污染场,对相邻含水层和周边环境造成了潜在危害,且因采动效应影响和矿井空间分布复杂导致相邻含水层的污染过程与污染程度评价困难。以某闭坑矿区为研究对象,选取SO₄ ²⁻作为特征污染物,考虑多煤层采动裂隙对含水层结构的破坏影响,运用数值模拟技术对闭坑矿区酸性矿井水中SO₄ ²⁻污染迁移特征进行研究,并分析流体扩散系数对含水层污染物运移的影响。结果表明：SO₄ ²⁻在二叠系童子岩组砂岩含水层中水平迁移面积随时间增大而增大,增大速率逐渐减小,垂向渗透系数扩大10倍,空间变异性增强;闭坑5、10、15 a后,最大水平迁移距离分别为215、414、612 m,最大垂向迁移距离分别达到50、65、70 m;而扩散系数越大,产酸时间越长,SO₄ ²⁻迁移距离和污染范围将随之增大,相较于水平方向,垂向上SO₄ ²⁻浓度变化对扩散系数的敏感度更高。基于模拟结果,结合闭坑矿区实际条件,针对性提出了“源头减量−过程阻断−末端治理”的综合防控与治理方案。研究结果将为该闭坑煤矿酸性矿井水污染治理与防控提供理论基础,也为其他同类矿井提供科学借鉴。

     

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。

     

大倾角煤层分层综采再生顶板破断规律研究

针对大倾角厚软煤层下分层安全综采问题,结合淮南矿区潘北煤矿1212（3）大倾角厚软煤层分层综采下分层工作面地质与工程条件,综合运用基于数字散斑、声发射监测与分布式光纤传感技术的物理模拟试验、基于煤系地层赋存禀赋建模技术的数值模拟试验相结合的研究手段,开展了下分层开采再生顶板破断倾向分区演化、再生岩体变形声发射能量与光纤应变响应规律及应力分布特征研究。结果表明：再生顶板破断由其破断岩块滑移、低中位悬臂梁和高位铰接岩梁断裂组成,双梁破断是引起下分层支架失稳的关键所在。下分层中上部双梁破断声发射能量呈高度聚集且持续时间短,光纤感知低位悬臂梁破断且中上部光纤应变峰值高,下分层中上部是支架与再生顶板稳定性控制的重点区域。下分层下部再生顶板破断岩块充填密实且粒径小,是架间与架前岩块漏冒多发区域。下分层再生顶板中形成高应力组成的应力拱,距采空区高度约30 m,双梁破断主要发生在拱内,拱中岩体破断对支架具有一定的冲垮作用。     

上海酸雨变化及对策

上海市的酸雨状况已引起人们的关注，通过对上海市区近几年来的酸雨状况调查发现，上海的酸雨状况尽管已有了很大改观，但从大气中二氧化硫和氮氧化物浓度的历年变化看，以及比较大气降水中各离子浓度的历年变化，并通过分析硫酸根和硝酸根在大气中的形成过程，发现一些新的情况：即酸雨的类型正在从硫酸型向硝酸型转变，并在上海市区形成了一种硫酸型与硝酸型并重的形式。对此提出了部分控制对策，来防止酸雨的发展变化。     

区域煤炭资源流动及其宏观经济效应初探——以内蒙古为例

从流量、流向以及流动通道三方面,探讨了内蒙古煤炭资源流动平衡现状,采用向量自回归模型解析了内蒙古煤炭资源流动与其宏观经济发展的相互作用关系,结果表明:(1)内蒙古已成长为中国最大的能源输出基地,煤炭交流活动主要集中在其周边地区,尤以华北和东北地区为主。(2)内蒙古铁路煤炭运能不足,缺乏独立、完善的运输网络。(3)内蒙古煤炭资源流动与区内经济发展水平的提高、重工业的发展、第三产业发展以及税收增长均存在着长期稳定的均衡关系,且对区内重工业发展和税收增长具有明显的单向推动作用,但对区内人均GDP和第三产业发展的促进作用相对比较微弱。(4)建立独立、完善的煤炭运输网络;重视发展煤炭运输及其相关服务业;转变能源输出战略,提高输出资源附加值,带动区内煤炭工业以及整体经济发展水平提高的政策建议。     

淮北煤矿塌陷区湿地生态环境营建及旅游产品开发

煤矿塌陷区生态环境治理一直是一个关系国计民生的难题。近年来,淮北市对煤矿塌陷区形成的大面积湿地进行大力整治,经过近20年努力,建成我国第一个煤矿塌陷区国家级城市湿地公园,将昔日荒凉的废弃地变成了生态旅游天堂。对淮北煤矿塌陷区生态环境营建进行分析总结,对其生态旅游产品开发提出了建议。