“双碳”目标下煤矿采空区（废弃矿井）煤层气资源再利用的政策研究

在我国以煤炭为主导的能源结构背景下,要实现“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”的目标,除了要大幅发展可再生能源外,还需要大力推进化石能源清洁高效利用。当前,煤炭行业供给侧结构性改革持续推进,国内绿色煤炭资源量逐年减少,煤炭采空区（废弃矿井）数量日益增多。开发利用好煤矿采空区（废弃矿井）残余煤层气资源,是实现“双碳”目标的重要举措。本文总结了山西省煤矿采空区（废弃矿井）煤层气资源赋存情况,分析了开发利用煤矿采空区（废弃矿井）煤层气资源的必要性和可行性,剖析了现阶段开发利用可能面临的诸多问题,如矿业权设置、经济成本等,提出了规范开发的政策性建议：1.矿业权设置方面,可以邀请招标等方式确定实施企业;2.出台政策方面。如免征矿业权使用费、鼓励煤矿闭坑后,继续运营瓦斯抽采系统、支持煤层气移动式发电站项目建设等。3.监管方面,加大监管力度,对恢复煤炭生产的企业依法实施处罚。     

晋城矿区寺河矿采空区煤层气资源评价

通过对煤炭开采引起覆岩变形破坏的研究,进行理论分析及数学推导,对晋城矿区寺河矿采空区煤层气资源进行计算。采空区内煤层气资源主要由吸附气及游离气构成,基于煤层开采后覆岩的变形破坏特征,分析采动裂隙形成原因,依此计算出冒落带及裂隙带的岩体孔隙体积,并建立了采空区煤层气资源计算模型。     

关石焦煤矿煤层气资源评价

介绍了矿区的主要地质条件、储层特征、煤质特征等矿区基本情况,依据矿区自身特点,找到最适合对矿区煤层气进行资源评价的方法体积法,并运用体积法进行资源评价,得到最终的评价结果。     

晋城矿区废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究进展

废弃矿井煤层气资源丰富,抽采废弃矿井煤层气,已成为煤矿区煤层气的重要资源之一.基于山西晋城矿区废弃矿井煤层气抽采实际,系统介绍了废弃矿井采空区煤层气赋存特征及其地面抽采技术的研究进展,分析了废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究现状和存在的问题,提出了目前我国废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究面临的关键科学问题和研究内容.研究...     

废弃矿井瓦斯——值得关注的煤层气资源

从废弃矿井逸散到大气中的瓦斯是一种温室气体，同时也是一种煤层气资源。本文对废弃矿井瓦斯的特点、资源预测方法和开发利用现状等内容进行了介绍，从技术层面提出了废弃矿井瓦斯开发利用存在的主要问题，以及下步需要进行的主要工作。     

中国废弃煤矿瓦斯资源评价与抽采利用研究进展

中国废弃煤矿数量巨大且多为高瓦斯矿井,综合考虑废弃煤矿瓦斯赋存的利弊及其时效性特点,认为亟需对废弃煤矿瓦斯资源进行开发利用。从废弃煤矿瓦斯资源开发利用的2个关键步骤:废弃煤矿瓦斯资源评价、瓦斯抽采利用入手,系统汇总分析了当前废弃煤矿瓦斯赋存范围、瓦斯来源及赋存状态、瓦斯资源量估算模型、瓦斯富集分布规律及抽采布井优化方面的研究进展,得出了废弃煤矿瓦斯资源评价及抽采利用方面存在的问题及研究方向。     

废弃煤矿采空区积水过程分析

煤矿废弃后，地下水动力场将发生变化，将形成不同于开采阶段的新的地下水动态平衡。通过对唐村煤矿水文地质条件和矿井废弃后地下水动力模式分析，分析了水位回弹过程中矿井的容水空间及其分布特点，分析了废弃矿井水位回弹的时空过程和最终动态平衡模式。     

湘中地区煤层气特征及资源评价

本文对湘中地区早石炭世测水组，晚二叠世龙潭组所含煤层气的地质特征。煤层气赋存特征进行了分析探讨，提出了煤层气资源评价原则，评价指标和评价方法。并运用所确定的评价原则，评价指标和评价方法，对湘中地区煤层气进行了资源评价，优选出资源开发条件较好的矿区和井田。     

煤矿煤层气项目经济评估模型

本文概述了我国煤层气开发利用现状及前景，介绍了煤层气项目经济评估模型的开发背景、开发过程及应用范围，通过实例描述了评估模型的三项功能，详细介绍了评估模型的五个模块以及使用方法，指出了该评估模型能够评价的三种回收方案和九种利用方案，最后提出评估模型的改进方向。     

鸟山区煤层气资源及开发评价

介绍了鸟山区煤层气田的形成条件、煤岩特征、资源量、美国黑勇士盆地煤层气田主要特征对比,用类比法对鸟山区煤层气做出资源评价。     

废弃煤矿瓦斯资源量预测模型的构建与应用

准确预测废弃煤矿的瓦斯资源量及瓦斯资源类型,可以为其抽采可行性评价和抽采方案设计提供重要依据。以沈北煤田废弃的清水二矿为研究对象,针对矿井不同位置的煤炭剩余量、孔隙率、受采动影响程度和内部瓦斯赋存状态的差异,将矿井瓦斯资源划分成采空区、冒落带、裂隙带等裂隙空间中的游离态瓦斯和采动影响区、遗煤、邻近层、未采区的吸附态瓦斯7类,并分别建立了相应的瓦斯资源量预测数学模型。将清水二矿研究区划分为不同块段,分析各块段瓦斯资源的构成类型,并使用所建立的数学模型进行计算,得到了研究区整体的瓦斯资源量。结果表明,清水二矿的瓦斯资源总量为276×10⁶ m³,未采区的吸附态瓦斯含量最多,占比达到76.98%,邻近层卸压区域的吸附态瓦斯含量最少,占比不足1%;游离态瓦斯资源总量占比整体不超过10%,其中游离态瓦斯资源量占比裂隙带＞冒落带＞采空区。研究为废弃矿井瓦斯资源量的准确计算提供了一种方法。     

废弃矿井采空区积水过程分析

分析了唐村煤矿水文地质条件和矿井废弃后地下水动力模式，并对水位回弹过程中矿井的容水空间及其分布特点及废弃矿井水位回弹的时空过程和最终动态平衡模式进行了计算和分析。     

微生物在煤矿废弃地修复中的应用

研究了微生物技术在煤矿废弃地处置方面的应用优势、机理及生态修复效果评价,探讨了该技术存在的问题及应用方向。     

煤矿采空区岩体渗透性计算模型及其数值模拟分析

煤矿采空区岩体渗透性是煤矿采空区煤层气抽采设计的基本参数。从煤矿采空区岩体变形-破坏特征分析入手,通过理论分析研究了岩体渗透性与应力之间的耦合关系和模型,揭示了采空区岩体应力-应变和渗透性分布规律。研究结果表明:不同岩性岩石的渗透性在全应力-应变过程中为应变的函数,采空区岩体渗透性决定于岩体破坏程度和断裂的张开度,基于采空区岩体应力-应变导致断裂开度变化,推导了采空区岩体渗透系数与应力之间的三维关系与模型;应用FLAC~(3D)计算软件,对采空区岩体应力-应变-渗透性进行了数值模拟计算,分析了采空区岩体的变形破坏的分区分带特征,在纵向上自上而下形成弯曲下沉带、断裂带和垮落带;在横向上划分为原岩应力区、超前压力压缩区、卸载应力区和岩体应力恢复区;揭示了采空区岩体渗透性分布与采空区岩体应力-应变和破坏规律相一致的特征。无论是垂直渗透系数比(K_z/K_(z0)),还是水平渗透系数比(K_y/K_(y0)),均随着距开采煤层垂直距离的增大,采空区岩体渗透性逐渐减小,且采空区边缘的渗透系数较大,采空区两侧煤柱区岩体渗透性显著降低。     

分类分级视角下煤矿废弃地再开发潜力研究

煤矿废弃地开发潜力分类分级研究有助于退出关闭矿区开发方案决策或促进市、县、州或其他类型地区层面大量煤矿废弃地的评估,为煤矿废弃地分类管理和制定整体规划提供理论支撑。因此,建立了可处理多维约束的煤矿废弃地开发排序准则,提出了煤矿废弃地开发的分类、多级的集成评价方法,以适应不同策略下的综合决策问题,并以木城涧和西露天为例验证方法有效性。鉴于此方法主要以煤矿废弃地基础数据为支撑并借用专家相关知识与经验进行评价,为实现不同研究尺度下煤矿废弃地的分级、分类研究,需要进一步完善在产矿井资源生态评价制度,加强煤矿废弃地资源数据库建设。     

基于粗糙集理论的工矿废弃地复垦利用实施效果评价模型及应用（增刊）

工矿废弃地复垦利用实施效果评价对于量化各试点省份工作效果以及加强工矿废弃地复垦监管具有重要意义。本文构建了工矿废弃地复垦利用实施效果评价指标体系,并利用粗糙集理论知识约简和相对正域理论在消除冗余信息和处理不确定性信息等方面的优势,从而进一步确定了评价指标体系中各准则层的权重。结果表明：以湖北、江苏等12个省份的工矿废弃地复垦利用试点效果评价为例,对上述赋权思路进行实例分析,对比传统特尔斐法和粗糙集理论赋权结果发现,特尔斐法确定的专项规划审批（C1）、复垦项目实施进展(C2)、建新审批(C3)、制度建设(C4)、技术规范制定与实行(C5)和信息化管理(C6)的6个准则层指标权重分别为0.180、0.360、0.060、0.210、0.090和0.100,而粗糙集理论确定的C1-C6这6个准则层指标权重分别为0.143、0.190、0.095、0.190、0.191和0.191,其中,C1、C2和C4权重下降,C3、C5和C6权重上升。因而,粗糙集理论在工矿废弃地复垦利用实施效果评价中的具体赋权思路基本是可行的,可为工矿废弃地相关领域的评价提供参考和借鉴。     

考虑应力敏感性的煤层气井产能模型及应用分析

煤储层应力敏感性是影响煤层气井产能的地质因素,在煤层气井排采过程中如何降低或避免煤储层应力敏感性对煤层气井产量的影响是值得考虑的问题。在对煤储层应力敏感性分析的基础上,推导了考虑应力敏感性的煤层气气井产能模型,提出了用产量降低幅度值(β)描述应力敏感性对煤层气井产量的影响程度,揭示了有效应力对煤储层渗透性和煤层气井产能的影响规律。研究结果表明:煤储层渗透率随有效应力的增加按负指数函数规律降低,在煤层气开发中煤储层表现出明显的应力敏感性。考虑煤储层应力敏感性后,煤层气井的产量低于不考虑应力敏感性的气井产量;随生产压差的增大,煤层气井的产量增加幅度较小,并逐渐趋向稳定,且煤层气井产量下降幅度β值增大;煤层气井的产量降低幅度β值随应力敏感系数的增大整体呈增高趋势。随着生产压差的增加,煤层气井的产量增加幅度较小,并逐渐趋向稳定,说明放大生产压差并不能获得最大产量,煤层气开发需要制定合理的生产压差和严格控制排采强度。     

矿山废弃地治理PPP模式演化博弈分析

为探讨矿山废弃地治理PPP模式地方政府与社会资本的合作机制,本文构建了演化博弈稳定均衡模型。结果表明:当社会资本机会成本小于机会主义收益时,若地方政府在矿山废弃地治理PPP项目中获得额外收益增加,或社会资本在声誉、物资和其他方面的奖励增加,双赢合作成为稳定均衡策略;当政府加大对社会资本机会行为惩罚,并使得社会资本机会成本大于机会主义收益时,系统演化博弈由地方政府来主导。政府在演化过程中给予外部影响,如降低监管成本、提升社会资本积极合作的口碑效应和声誉收益,可改变演化结果,实现稳定策略均衡。最后提出降低地方政府监管成本、构建社会资本激励机制以及建立反向约束和公众监督机制三个措施。