Geochemical distribution and removal of As,Fe, Mn and Al in a surface water system affected by acid mine drainage at a coalfield in Southwestern China

The chemical characteristics, formation and natural attenuation of pollutants in the coal acid mine drainage (AMD) at Xingren coalfield, Southwest China, are discussed in this paper based on the results of a geochemical investigation as well as geological and hydrogeological background information. The chemical composition of the AMD is controlled by the dissolution of sulfide minerals in the coal seam, the initial composition of the groundwater and the water–rock interaction. The AMD is characterized by high sulfate concentrations, high levels of dissolved metals (Fe, Al, Mn, etc.) and low pH values. Ca²⁺ and SO₄ ²⁻ are the dominant cation and anion in the AMD, respectively, while Ca²⁺ and HCO₃ ⁻ are present at significant levels in background water and surface water after the drainage leaves the mine site. The pH and alkalinity increase asymptotically with the distance along the flow path, while concentrations of sulfate, ferrous iron, aluminum and manganese are typically controlled by the deposition of secondary minerals. Low concentrations of As and other pollutants in the surface waters of the Xingren coalfield could be due to relatively low quantities being released from coal seams, to adsorption and coprecipitation on secondary minerals in stream sediments, and to dilution by unpolluted surface recharge. Although As is not the most serious water quality problem in the Xingren region at present, it is still a potential environmental problem. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

吉林浑江煤田构造分区分带特征及赋煤规律

运用煤田构造与控煤构造研究方法,从浑江煤田地质构造展布的平面差异性分析入手,揭示了本区地质构造展布的分区、分带特征,指出南北方向上分为三带,东西向分为两区,不同的区带内赋煤规律有显著差异。受到SE—NW向的挤压,浑江地区发育SW—NE向的断裂及褶皱,成为控制煤系赋存形态的主要因素。浑江煤田西区因中生代以来构造活动较强烈,断裂较发育,对煤系的后期改造破坏较强烈;而东部煤系赋存于向斜构造内,受断裂破坏较小,但保存面积少于西部。     

淮南煤田地下水类型及其特征

淮南煤田为全隐蔽煤田,松散层厚度大,主要含煤地层为二叠系。通过大量的勘探资料及生产矿井的开采成果,对影响煤层开采的地下水进行了分类,并对其水文地质特征进行了阐述,为新区的建井与开采提供了参考资料和决策依据。     

合山煤田矿井水害防治措施探讨

合山煤田是典型的岩溶充水矿床．矿井开采水害严重。煤层的直接顶、底板为碳酸盐岩类,岩溶极为发育,为矿井的直接充水含水层;煤层底部的茅口组为强岩溶含水层,与煤系地层的联系密切,为间接充水含水层;位于煤田两侧的红河水是矿井充水最主要的补给水源。断裂、节理和破碎带等通道是矿井充水的主要通道。通过分析井下突水点的发育特征,认为强岩溶导水带是矿井突水的关键部位,防治矿井水害的重点是切断岩溶导水带,对强导水带进行封堵,防止红水河的侧向补给,对四煤底板灰岩进行加固。总结出地面防治的主要方法为帷幕式、截堵式、堵水点式和地面铺盖式。对井下防治水,提出了有疑必探,先探后掘,设置防水闸门、防水墙,实行分层、分区开采,加强井下排水等防治措施。     

淮南煤田太原组铝质泥岩元素地球化学特征

华北聚煤盆地南缘淮南煤田晚石炭世-早二叠世太原组含煤岩系普遍沉积铝质泥岩,然而,对于多层铝质泥岩的形成条件及其地球化学特征尚未开展深入研究。在本次研究中,系统采集了淮南煤田张集煤矿补Y1钻孔岩心样品,采用XRF和ICP-OES、ICP-MS分别测试了主量元素和微量元素,对铝质泥岩地球化学特征及其地质成因进行分析。结果表明：不同层位的铝质泥岩来源于同一源区,铝土质泥岩可能受到了更强烈的红土化作用导致其明显偏离SiO₂/Al₂O₃和Fe₂O₃/Al₂O₃趋势线;Sr/Ba的结果表明铝质泥岩是在不稳定的海陆交互沉积环境下形成的,V/Cr和V/（V+Ni）的结果表明铝质泥岩是在贫氧到厌氧的沉积环境中形成的;综合主量元素和微量元素的结果,表明了不同层位铝质泥岩的母岩可能是附近古陆的中酸性火成岩,母岩风化产物经迁移至淮南地区沉积成岩。     

论煤地质学与碳中和

煤基碳排放构成了中国碳排放总量中最重要的部分,做好煤基碳减排和煤炭高效洁净低碳化利用是实现“碳中和”国家目标的重要途径,碳中和背景下的煤地质学发展值得关注。系统评述与碳中和相关的煤地质学研究领域,分析煤地质学在碳中和研究与工程实践中的作用和应用前景,探讨碳中和背景下煤地质学的重要发展方向。取得以下认识：推进清洁煤地质研究、服务煤的高效洁净化燃烧,勘探开发煤系天然气低碳燃料、优化一次能源结构和化石能源结构,开展煤化工资源勘查与开发地质保障研究、推动煤炭的低碳能源转化和新型煤化工产业发展,深化瓦斯地质研究、提高煤矿瓦斯（井下）抽采率、控制煤矿瓦斯的大气排放和泄漏,研究煤层甲烷天然逸散和煤层自燃排放、控制煤层露头的天然排放,发展煤层CO₂地质封存与煤层气强化开发（CO₂-ECBM）技术、推动碳捕获、利用与封存（CCUS）技术发展及其在火力电厂烟气碳减排中的商业化应用,研究煤炭勘查企业的碳足迹、实现企业净零排放,是与煤地质学紧密相关的碳减排技术路径;其中煤层甲烷与煤系气高效勘探开发、深部煤层CO₂-ECBM、煤层露头气体逸散与自燃发火控制、洁净煤地质与煤炭精细勘查是碳中和背景下煤地质学优先发展的重要领域。     

磷处理粉煤灰可作农业土壤磷源

粉煤灰(简称CCP或ash)具有改良土壤,增加植物产量的功能。此外,由于它特殊的多孔结构,也可用作吸纳并承载植物养分的载体。用NaH2PO4配制成含磷0.10mol/L浓度的溶液,对采自加拿大西安大略省Sarnia地区Lambton电厂的底灰(bottomash)进行振荡浸渍处理。结果表明,振荡浸渍66h后的粉煤灰中磷含量可达784×10-6。以磷处理粉煤灰、未进行磷处理的粉煤灰和石英砂按比例混合,作为基本生长介质进行玉米种植实验,其中实验配方设计为生长介质中含磷量分别为标准含磷浓度(50×10-6)的10%、25%、50%、75%和100%。生长26、34和46d后分别与不含磷的空白配方、施加含氮-磷-钾为0-20-0标准磷肥并控制磷含量为标准浓度(50×10-6)配方进行生物产量对比。生长实验结果表明,以磷处理粉煤灰供磷的生长介质,当含磷量为标准浓度的25%至100%时,其植物生长量就比添加标准浓度磷肥的配方好。种植46d后的生物生长量统计结果显示,含磷分别为标准浓度50%、75%和100%的实验介质中,玉米杆的鲜重较施标准磷肥介质中玉米分别增长39.46%、42.73%和46.13%;玉米杆干重依次增加29.71%、13.39%和28.87%;根鲜重平均增加16.62%;根干重平均增加14.03%。上述实验结果启示,粉煤灰可以很好地吸纳承载磷养分,并持续供给植物吸收生长,如果采用吸纳磷(或其他养分)的粉煤灰改良砂质土壤将有重要意义。     

不同煤体结构煤的孔隙-裂隙分形特征及其对渗透性的影响

煤的孔隙-裂隙结构特征是研究储层渗透性的关键问题。为了定量描述孔隙-裂隙结构的复杂程度,以黄陇侏罗纪煤田永陇矿区郭家河井田原生结构煤和碎裂结构煤为研究对象,基于压汞实验数据和扫描电镜（SEM）图像,采用Menger分形模型和计盒维数方法,分别计算不同煤体结构煤的孔隙-裂隙分形维数;同时采用不同孔径段的孔隙体积比作为权重值,计算得到孔隙综合分形维数,探讨孔隙-裂隙结构分形维数和渗透率之间的关系。研究结果表明,脆性构造变形作用对孔隙整体复杂性,裂隙孔、渗流孔复杂性以及微观裂隙复杂程度均具有积极改造作用,对吸附孔结构复杂性具有均一化作用;微观裂隙分形维数与渗透率具有较高非线性关系,脆性构造作用改造下形成的碎裂煤,其具有的孔隙-裂隙结构优势配比是决定储层高渗透性的关键。因此,建议优先考虑弱脆性变形的碎裂结构煤为主体的断层、向斜和背斜区域进行煤层气抽采。     

东胜煤系高岭土矿床地质特征及开发利用前景

东胜煤系砂岩型高岭土矿床是特大型沉积矿床，矿床地质条件简单，开采条件优越，矿石分３种类型，以砂岩型为主体，原矿组成简单，质量优良，尾矿以石英为主，是一种质量优良的玻璃原普，可综合利用，该高岭土的开发可与煤炭同步进行，具有投资少，见效快的特征，开发前景广阔。     

黄河北煤田10号煤煤层气储层物性及特征研究

煤层气是一种备受国家重视和开发利用的非常规清洁能源,煤层气储层物性的研究对煤层气资源的评价与开发具有重要意义。以黄河北煤田煤层气开发资料为基础,结合区域地质特征,应用煤层气地质理论对煤田内10号煤煤层气储层物性特征进行了研究。研究发现:10号煤层宏观煤岩类型以半亮煤为主,煤中有机显微组分以镜质组为主,无机显微组分以黏土为主;煤的变质程度比较高,整体进入成熟阶段;10号煤层储层孔裂隙发育、渗透率较低;10煤层对甲烷的吸附能力较强;10号煤层储层压力为2.16~4.20MPa,压力梯度为0.418~0.797MPa/100m,为低压储层至常压储层;黄河北煤田呈单斜构造,10号煤层埋藏深度较深,含水性较好,有利于煤层气保存。