基于多因素约束下的低温余热供暖资源潜力研究

低温余热供暖是重要的清洁供暖技术途径,但余热资源与供暖负荷的匹配受时间、空间、 温度、产业发展等多种因素的影响,因此需要深入研究能够提供长期、有效、稳定供暖的低温余热 资源。 通过深入分析影响低温余热供暖的主要因素,基于情景分析法对可用于供暖的低温余热 资源潜力进行了研究。 结果显示:2017 年,北方地区可用于供暖的低温余热资源约为62.26× 106t标准煤,可供冬季取暖面积约为8.12×109 m2,其中80℃以上的低温余热资源量约占可用 于供暖的低温余热资源总量的25.2% 。 到2020 年和2030 年,可用于供暖的低温余热资源量将 分别为68.98×106t标准煤和66.49×106t标准煤,可供取暖面积分别为12.14×109m2 和11.70× 109m2。     

三塘湖盆地中—下侏罗统煤层甲烷风化带划分

以三塘湖盆地中、低煤阶煤层含气量和主要气体成分为基础,结合盆地构造、沉积及水文地质特征,对汉水泉凹陷和条湖凹陷煤层甲烷风化带进行了划分,并对库木苏凹陷、马朗凹陷、淖毛湖凹陷和苏鲁克凹陷煤层甲烷风化带进行了预测。结果表明,三塘湖盆地甲烷风化带深度为400~1000 m.由于受东北冲断隆起带的影响,三塘湖盆地北部甲烷风化带浅于南部。沉积方面,盆地东部淖毛湖凹陷、马朗凹陷和条湖凹陷深湖—半深湖和辫状河三角洲成煤环境优于盆地西部汉水泉凹陷和库木苏凹陷扇三角洲成煤环境,盆地东部甲烷风化带普遍浅于西部;水文地质方面,条湖凹陷和马朗凹陷中开启性局部滞留水文地质单元形成的甲烷风化带浅于其他凹陷封闭性弱径流水文地质单元的甲烷风化带。初步预测马朗凹陷北部为下一步煤层气勘探开发的优势区块,条湖凹陷北部为下一步煤系气勘探开发的优势区块。     

北京典型城区冬季PM2.5 水溶性离子特征

为了全面了解北京市煤改气后冬季大气细颗粒 PM2.5中无机水溶性离子及其来源,于 2017年冬季供暖期间在北京市海淀区连续采集了41个PM2.5 样品,采用离子色谱分析了其中10 种水溶性离子(Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-)的浓度。 结果表明:采样期 间北京市 PM2.5 的日均质量浓度范围为(94.28±52.49)μg/m3,相较于2016 年,2017 年冬季 PM2.5 日均质量浓度降低了29μg/m3,减少幅度达28.2% ,污染天数明显降低;污染期颗粒物中 NO3-、SO42-、NH4+显著高于优良期;质量浓度比 ρ(NO3-)/ρ(SO42-)大于1,移动源贡献相对较 大,反映出“煤改气”政策实施引起燃煤等固定源排放硫酸盐减少。 采用飞行时间二次离子质谱 (TOF-SIMS)结合质量高分辨模式与正负离子成像模式表征了PM2.5。 结果显示NH4+在污染期 倾向以分子硫酸铵或硫酸氢铵的形态存在。     

断层保护煤柱下采煤工作面保留巷道破坏分析及其控制

针对布尔台煤矿2-2煤断层保护煤柱下方4-2煤开采导致其保留巷道产生剧烈变形破坏的情况,通过现场实测、理论分析、数值模拟等方法对断层保护煤柱下采煤工作面保留巷道的破坏特征及致灾机理进行了研究。研究表明:①保留巷道变形破坏区域性特征明显,断层保护煤柱下更为剧烈,超前影响范围可达100 m;②多次采动造成断层保护煤柱下保留巷道位置处垂直应力叠加和水平应力卸,最大垂直应力为原岩应力的1. 8 倍,水平应力普遍小于原岩应力;③多次采动后,保留巷道塑性区在煤柱下方可达2 ~3 m,在采空区下方多在1 ~1. 5 m。针对性地提出水压致裂并结合锚索补强支护的治理方案,效果良好。     

泵送剂掺量对充填料浆流动性能及充填体力学性能的影响

泵送剂作为改善充填料浆流动性能的添加剂，已经被广泛应用于矿山，但泵送剂对料浆凝固后充填体力学性能的影响却尚不明确。针对某矿不同泵送剂掺量的充填料浆，开展了料浆塌落度试验、流变试验 、充填体试块单轴抗压强度试验及试块电镜细观试验。结果表明：泵送剂对塌落度呈非线性梯度影响，随着泵送剂掺量不断增加，同剂量的泵送剂对塌落度的影响能力慢慢减弱；屈服应力与塑性黏度均随泵送剂掺量 的增加而降低，泵送剂掺量在超过3%后，屈服应力的下降幅度明显减缓，而对于塑性黏度，掺量超过2%时，其下降幅度就已经开始明显减缓；泵送剂对3 d养护龄期试块强度的影响较弱，而对于7 d、28 d养护龄期试 块，掺量为1%和2%时，对充填体抗压强度的影响是正面的，当掺量大于2%时，充填试块抗压强度呈下降趋势；掺量在1%时充填试块的细观结构是最致密的，随着泵送剂掺量的增加，大孔隙逐渐增加。综合考虑泵送剂 成本、料浆流动性及抗压强度，针对试验中的料浆配比，推荐泵送剂掺量为2%。     

我国煤矿安全高效开采地质保障系统研究现状及展望

从近40年来我国煤炭工业的发展进程,分析和总结了我国煤矿安全高效开采地质保障系统建设随着煤炭工业从炮采和普采向机械化开采的转变,经历了从煤田地质学发展到采矿工程地质学和矿井工程物探的发展过程,并逐步构建了煤矿安全高效矿井地质保障系统的基本框架。20世纪90年代中后期,随着煤矿采区高分辨三维地震勘探技术体系研究成果的建立和完善,使煤矿精细地质构造、煤与瓦斯突出、矿井突水通道等灾害隐患的探测精度和预测准确度大大提高,促进了我国煤矿安全高效矿井的迅速发展,煤矿安全高效矿井地质保障系统也走向成熟并在全国煤炭系统推广应用。虽然煤矿地质保障系统在保障开采安全、提高开采效率等方面取得了显著的成效,但随着信息技术的深度融合和煤矿机械化水平的进一步提高,煤炭绿色开采、智能精准开采等对煤矿安全高效开采地质保障系统提出了更高的要求,矿井地质透明化是当前煤矿安全高效矿井地质保障系统发展的努力方向。其重点任务是:①在统一的数据融合基础上,进一步提高地球物理勘探精度,提高矿井地质的透明化水平,构建煤矿智能开采地质保障平台;②研发与惯导技术一体的高分辨煤岩辨识仪器装备,实现对工作面前方5 m范围煤岩结构的自动化数据采集与精准识别;③以岩层结构为基础,以岩石力学和流体因子为重点,开发和建立智能矿山建设决策与灾害隐患预警系统。     

海陆过渡相高黏土含量微孔致密岩屑砂岩储层特征

海陆过渡相地层中致密砂岩气、页岩气和煤层气的勘探开发前景十分广阔。过去的研究工作主要集中在海陆过渡相的页岩和煤层的地质和地球化学特征上，对其中的致密砂岩关注较少。以黔西地区海陆过渡相上二叠统龙潭组砂岩为例，利用薄片观察、压汞法、核磁共振实验等技术手段，综合分析龙潭组致密砂岩储层特征。龙潭组砂岩属于岩屑砂岩，典型储层特征包括砂体单层厚度薄，岩屑和黏土含量高，基本以微孔为主，孔喉结构复杂，孔隙度和渗透率非常低。与国内其他大规模开发的致密砂岩相比，龙潭组砂岩岩屑成分含量更高，孔喉结构更致密，致密砂岩气潜力比较有限。龙潭组砂岩与泥岩和煤层呈互层分布，致密砂岩气与页岩气和煤层气的合采方式是可行的，从而为海陆过渡相非常规气开发找到突破口。      

四川盆地及周缘上奥陶统五峰组岩相特征

上奥陶统五峰组分为页岩段和观音桥段。对比分析四川盆地及周缘五峰组页岩气钻井岩心以及测试数据,根据岩心和全岩矿物组分特征,以硅质矿物(石英)、黏土矿物和碳酸盐矿物为三端元,进行岩相划分。页岩段可识别出4种岩相类型:硅质页岩、含黏土硅质页岩、含灰硅质页岩以及含灰黏土质页岩;观音桥段发育含介壳泥质灰岩。页岩气钻井实测数据表明,页岩段4类页岩岩相品质(有机碳含量、脆性矿物含量以及含气量)差异较大,硅质页岩品质最优,含灰黏土质页岩品质最差。页岩段岩相类型以及观音桥段分布特征受控于沉积环境。川南永川地区等相对浅水的区域页岩厚度较大,但是硅质页岩厚度较小,页岩段整体品质较差,不建议作为水平井靶窗;川南威远地区受古陆和古地形影响,硅质页岩厚度较小,也不建议作为水平井靶窗;川东南焦石坝、武隆、丁山以及南川地区硅质页岩厚度超过4 m,可作为水平井靶窗。     

2种灰色模型在矿区地表沉陷预计中的适用性

目前矿区地表单点沉陷动态预计方法主要基于传统的水准测量数据,监测方法单一,成本高,观测点易破坏,不能保证地表形变信息的实时性,且采用灰色模型进行地表沉陷预计时只针对单一模型的应用,没有结合模型自身特点分析其适用性。以袁店二矿7221工作面为试验区域,采用合成孔径雷达差分干涉测量技术监测矿区地表沉陷量,分别建立了描述沉陷量与时间关系的GM(1,1)与灰色Verhulst模型进行地表沉陷量预计,实现了矿区地表沉陷监测与动态预计一体化。通过比较、分析GM(1,1)与灰色Verhulst模型对地表沉陷量的拟合及预计结果,得出了2种灰色模型在矿区地表沉陷预计中的适用性:在矿区开采沉陷开始至活跃前期,若地表单点沉陷量曲线呈近似单峰型,则宜采用GM(1,1)进行短期预计;当矿区地表沉陷进入衰退阶段,单点沉陷量曲线呈平底饱和状态,则宜采用灰色Verhulst模型进行中长期预计。