陕北府谷矿区煤炭资源清洁利用潜势及方式探讨

为了厘清陕北府谷矿区煤炭资源的清洁潜势、探究其更加清洁高效利用的可能性,在整理分析相关煤炭勘查资料的基础上,通过对矿区主采煤层样品进行系统煤质分析、煤岩组分鉴定、微量元素测试以及相应的对比分析,以探讨其清洁高效利用潜势及途径。结果表明：府谷矿区煤具有中高灰、低硫、高挥发分、高氢碳原子比、低有害元素、富惰质组分等特点,较高的灰分是府谷矿区煤清洁利用的最主要障碍。经对比评价,府谷矿区原煤洁净等级为Ⅲ级,浮煤为Ⅱ级。低热演化程度、高挥发分、高氢碳原子比的特点使其在煤炭直接液化利用方面具有较大的优势,浮煤直接液化利用是府谷矿区煤炭资源清洁高效利用的选择之一。     

淮南矿区不同类型沉陷水域水质遥感反演和时空变化分析

在淮南矿区,常年大规模地下煤炭的开采造成地表塌陷,形成了大面积的沉陷水域。选取潘集和顾桥2个不同类型沉陷水域为研究对象,结合同步的地面实测数据和环境卫星数据,利用综合营养指数法对不同时段沉陷水域水质富营养化进行了综合评价。结果表明：沉陷水域水体都已呈现出富营养化状态,不同类型沉陷水域在时间上和空间上存在着明显的差异。从时间上看,沉陷水域5月份的富营养化程度要明显高于11月份。从空间上看,顾桥沉陷水域富营养化程度要明显高于潘集沉陷水域。     

阳泉矿区新景矿构造煤发育规律的数值模拟

预测构造煤发育区对矿井瓦斯突出预测具有重要意义。以阳泉矿区新景矿3号煤层为研究对象,根据其地质赋存条件,建立了相应的岩性不均衡力学模型,基于FLAC^3D数值模拟软件,研究了顶板砂岩透镜体存在情况下3号煤层围岩应力分布规律。结果显示：砂岩透镜体的存在使得煤岩地层的应力、位移分布不均,在透镜体影响范围内呈现应力集中现象,致使该区域煤层发生塑性变形;岩性不均衡条件下3号煤层的构造煤发育,进而证实了新景矿3号煤层顶板砂岩对构造煤发育的控制作用。     

两淮煤田煤层底板灰岩水害区域超前探查治理技术

煤层底板灰岩水害区域超前探查治理技术是近几年刚刚兴起的一种灰岩水害防治新技术,具有探查治理时间超前、探查治理空间范围大、水害隐患整体消除效果好等特点。分析了两淮煤田煤层底板灰岩水害基本特征,研究了煤层底板不同类型灰岩水害区域超前探查治理的技术方法和工程工艺。提出针对淮北煤田煤层底板存在高压复合强富水薄层灰岩含水层水害威胁的矿井,应采用定向水平井钻探和\     

沁水盆地南部中高阶煤高压甲烷吸附行为

煤层气吸附作用是发生在煤基质内表面的物理过程,而煤岩复杂孔裂隙网络为高压甲烷吸附提供了丰富的空间。开展沁水盆地南部高阶煤30℃高压甲烷等温吸附实验,结合煤岩煤质参数与孔隙特征参数,通过改进的D-R模型分析了煤岩性质、孔隙特征与吸附参数的相关性。煤岩性质对最大吸附能力和吸附热参数的影响是多因素叠加的综合效应,而最大吸附能力与微孔体积,吸附体积校正参数与大中孔比表面积呈较好的正相关性,表明甲烷分子在煤基质内表面会根据孔径尺度大小呈现不同的吸附方式。据此提出高压甲烷在煤基质微孔中呈紧密堆积状态而在大中孔中呈多层分子堆叠状态的新认识,为进一步研究煤层气吸附机理提供了新的思路。     

PNN在煤田随钻测井岩性判识应用研究

介绍了PNN方法原理及其算法训练学习过程,详细阐述了网络识别岩性参数的选取、岩性识别模型的建立过程.通过对比研究PNN与其他6种岩性识别方法,分析相同条件下预测结果,得到不同识别方法的优劣性.经研究发现,PNN概率神经网络方法在生产应用中效果更佳、训练识别用时最短.利用人工智能神经网络对测井数据进行自动解释分析,可满足随钻测井时效性及快速解释处理的地质导向需求.     

暴雨作用下排土场平台–边坡系统土壤侵蚀过程模拟研究

为了探究冻融循环作用对土体结构和力学性质的影响机理,以内蒙古元宝山露天煤矿内排土场典型黏土为研究对象,采用室内冻融循环试验和MatDEM数值模拟,进行土体内部温度场、水分场和应力场的模拟分析。结果表明：排土场土料经过冻融循环后发生冻缩现象;低围压时应力−应变曲线呈现应变软化型,发生剪切破坏,围压升高后向应变硬化型转变,发生剪胀破坏;抗剪强度的劣化受前3次冻融作用的影响最为显著,在第3次达到最低值;温度的传递过程可划分为温度快速下降、缓慢相变过程、继续降温、温度稳定4个阶段;水分运移主要在温度传递的前2个阶段发生,且第二阶段的水分运移量居多;颗粒受冻融作用后整体半径缩小、分散性增大;温度和水分运移引起的颗粒胀缩、冰−水相变、冷生结构的形成等,导致颗粒的大小、位置、连接状态和颗粒间的应力等反复变化,共同驱动土体产生不可逆的结构性损伤,进而造成强度劣化。水分运移不仅为冷生构造的生长提供水源条件,还产生溶蚀、冲刷破坏,与水的相变共同成为冻融循环作用导致土体发生结构调整和应力场变化的主要原因。通过离散元法模拟冻融循环,有助于了解土体内部的力学特征和强度劣化机理,为冻区露天煤矿内排土场边坡及其他工程建设的稳定性研究提供参考。

     

淄博洪山—寨里煤矿地下水串层污染治理区水化学和硫同位素特征

在明确淄博洪山—寨里煤矿地下水串层污染治理区内水文地质状况、地下水流场特征等基础上,通过对矿井水、采空区水、矿排水、奥灰水、雨水、地表水的取样分析,掌握治理区的地下水水化学、硫同位素特征。选择接受大气降雨补给的区域、煤矿水聚集区、奥灰水聚集区以及奥灰水与煤矿水交叉混合区,分区对地下水水质现状及煤矿水和奥灰水之间水力联系情况进行分析判断。通过对比分析治理前后研究区水质情况,发现治理后奥灰水仍呈现高${\rm{SO}}_4^{2-}$浓度、高硬度、高TDS特征,且硫酸盐主要来源于煤矿水,治理后洪山、寨里煤矿地下水串层通道依然存在,串层污染情况持续进行,且污染较治理前有加重趋势。则今后治理工作应进一步查清、控制导水通道,控制矿坑水水位,避免其污染奥灰水。     

煤层采空区“三相”的激发极化特征

激发极化法对煤层采空区、采空积水区、裂隙富水区等情况的探测,可以取得不同的响应特征,具有良好的区分效果。将该方法的物理-电学特性与土力学理论相结合,从土力学中的\     

Paleo‐fires and Atmospheric Oxygen Levels in the Latest Permian: Evidence from Maceral Compositions of Coals in Eastern Yunnan,Southern China

Inertinite maceral compositions of the Late Permian coals from three sections in the terrestrial and paralic settings of eastern Yunnan are analyzed in order to reveal the paleo-fire events and the atmospheric oxygen levels in the latest Permian. Although the macerals in the studied sections are generally dominated by vitrinite, the inertinite group makes up a considerable proportion. Its content increases upward from the beginning of the Late Permian to the coal seam near the Permian-Triassic boundary. Based on the microscopic features and the prevailing theory that inertinite is largely a by-product of paleo-fires, we suggest that the increasing upward trend of the inertinite abundance in the latest Permian could imply that the Late Permian peatland had suffered from frequent wildfires. Since ignition and burning depend on sufficient oxygen, a model-based calculation suggests that the O2 levels near the Wuchiapingian/Changhsingian boundary and the Permian-Triassic boundary are 27% and 28% respectively. This output adds supports to other discoveries made in the temporal marine and terrestrial sediments, and challenges the theories advocating hypoxia as a mechanism for the Permian-Triassic boundary crisis.