论煤炭绿色开采的地质保障

受"缺油、少气、相对富煤"能源资源禀赋特点制约,煤炭一直是我国能源安全的基础保障。煤炭资源是地球演化过程形成的层状沉积矿产,是近地表地壳的组成部分,煤炭开采会对地质条件和生态环境造成损害。煤炭绿色开采地质保障从煤炭资源赋存地质条件出发,为实现煤炭资源安全高效开采、减缓和减小采掘工程对地质条件和生态环境损害,提供地质理论和技术支撑。从绿色开采地质保障的内涵、科学问题、技术问题、研究思路4个方面系统阐释了煤炭绿色开采地质保障理论与技术。煤炭绿色开采地质保障突出深部煤炭资源开采扰动下的地质条件变化,强调煤炭开采活动与地质结构和地表生态环境变化的整体研究,关注地下采掘工程引起时空效应范畴的地质条件变化和生态环境演化之间的耦合机制。总体研究思路是开采前精细勘查、开采过程有效减损、开采后恢复利用。采前实施空天地一体化精细勘查,查明煤系矿产资源空间赋存特征及维系地表生态系统的主要地质因素,构建涵盖煤系资源、地质条件、生态环境等要素的高精度三维模型,评价煤炭资源最佳利用方向和区域环境承载能力;采中进行地质条件损害探测、监测,揭示应力场、形变场、渗流场变化规律,研究煤系气、地下水运移和涌出特点,分析导致围岩动力灾害发生的地质因素,提出煤与瓦斯突出、水害、冲击地压等灾害超前预警理论及防控措施;采后进行采空区水体、有害气体、遗留资源的探测,巷道围岩、煤柱变形特征监测,研究煤-岩-水相互作用及采空区稳定性变化,开展地质条件及地表生态恢复演化过程研究,提出地下空间及遗留资源的综合利用理论与技术。煤炭绿色开采地质保障涵盖找煤、勘探、开采及采空区利用全过程,追求煤系矿产资源和生态环境保护协调发展。     

浅谈内蒙古自治区伊和达布斯矿区煤炭地下气化

煤炭地下气化技术是煤炭开采方式变革的前沿技术,在提高煤炭资源利用率、降低开采成本、安全环保等方面具有较大优势。本文从地质角度出发,对阿拉达布斯煤田伊和达不斯矿区应用煤炭地下气化技术的适宜性、存在的局限性及在未来开发生产过程中气化产品利用方式的选择进行了探讨。认为伊和达不斯矿区从地质角度分析采用地下气化技术开采是适宜的,虽存在一定的局限性,但只要选择合适的煤炭地下气化技术和最优的气化产品利用方式,此项技术在本矿区的采用有可能获得较好的经济效益。     

煤炭精准开采地质保障技术的发展现状及展望

我国绿色煤炭资源量有限,实施煤炭精准智能开采是未来绿色采矿的必由之路,其中地质保障技术体系是重要的基础。从煤炭开采基础地质及其勘探、综合地球物理探测、地质钻探和矿井地质信息技术平台等方面,系统地分析了我国矿井地质保障技术体系的现状,提出了煤炭精准智能开采模式下矿井地质保障技术的发展趋势和方向。通过大数据、云计算、互联网等技术平台,采用地质调查、钻探、物探、化探、GIS等多种地学参数信息,构筑基于天空、地面、井孔、地下、采煤工作面、长钻孔等全空间、全方位地质动态模型的保障技术体系,为煤炭精准智能开采提供所需的透明地质条件;研发三维和四维地球物理精细探测新方法、新技术,研制震、电、磁、核、声、光等物理参数主、被动源综合探测与成像智能化仪器设备,实现对开采地质条件的精准判识;发展由探测到监测,以及与掘进机械、采煤机械等一体化的监控预报识别体系,对影响开采的多灾源地质因素进行智能预测及监控,不断建设和完善煤炭资源综合开发保障技术体系;结合移动智能终端APP,逐步完成煤炭资源开发过程中井下图、景、物、人、设备等人机共享共管,实现高度信息化和智慧化,切实保障矿井安全高效生产;通过进一步加强高素质复合型地质专业技术人才培养,开展大尺度模拟实验和技术攻关,做到创新发展和技术引领,着力推进煤炭资源开发利用的新发展。     

浅论内蒙古自治区准格尔煤田老三沟井田煤炭地下气化可行性

煤炭地下气化技术是集建井、开采、气化三大工艺为一体的前沿技术,对于提高煤炭资源利用率,降低开采成本等具有先天优势。内蒙古自治区准格尔煤田老三沟井田是国家煤制天然气项目配套煤炭资源开采区,通过从地质资源条件、技术成熟度、经济效益等方面的可行性分析,结果表明老三沟井田运用煤炭地下气化技术是可行的。依据可行性分析结论,提出老三沟井田开展煤炭地下气化示范实验项目初步设想方案,方案涉及实验区优选、工艺技术选择、产品方向及融资渠道分析等方面,为老三沟井田后期规模化煤炭地下气化开发生产提供了有益参考。     

煤炭地下气化技术发展刍议

从科学发展观出发,对煤炭地下气化的意义及技术发展进程,影响煤炭地下气化工艺的因素等方面进行了阐述,认为煤炭地下气化是提高地下煤炭资源回收率、保护矿区生态环境、实现煤炭资源绿色开采的重要途径。     

内蒙古自治区准格尔煤田老三沟井田煤炭地下气化可行性分析

煤炭地下气化技术是集建井、开采、气化三大工艺为一体的前沿技术,对于提高煤炭资源利用率、降低开采成本等具有先天优势。内蒙古自治区准格尔煤田老三沟井田是国家煤制天然气项目配套煤炭资源开采区,通过对地质资源条件、技术成熟度、经济效益等方面的可行性分析,表明老三沟井田运用煤炭地下气化技术是可行的。依据可行性分析结论,提出老三沟井田开展煤炭地下气化示范实验项目初步设想方案,方案涉及实验区优选、工艺技术选择、产品方向及融资渠道分析等方面,为老三沟井田后期规模化煤炭地下气化开发生产提供了有益参考。     

极复杂地质条件下采煤工作面顶板控制研究

基于我国是一个煤炭资源比较丰富的国家,储量大,地质条件复杂,给我国煤炭的开采带来了许多这样那样的问题,在复杂地质条件下回采工作面,受断层、老巷等地质构造影响,工作面极易发生歪架、顶板事故,严重影响工作面生产。因此,如何将有限的煤炭资源进行开采以及利用就显得尤为重要,如何科学合理的控制好顶板,保证矿井安全高效的将原煤进行开采利用,对煤矿企业高产高效具有重要意义。     

大城勘查区煤炭地下气化地质条件评价

在煤炭地下气化的开发中,针对整个煤田某一煤层具体位置的选择非常重要。通过对大城勘查区地质数据的评估,来判断该区煤层地下气化开采的地质可行性。主要从地质条件、煤层赋存情况、煤质情况、水文情况4个方面考虑。地质条件主要与实施气化采煤是否有风险相关;煤层赋存情况与炉区布置及炉型相关;煤质与气化工艺相关;水文情况与气化过程对环境的影响相关。通过研究各相关因素对煤炭地下气化各环节的影响程度,对气化作用进行评价,确定各相关因素对煤炭地下气化可行性的权重,最终得出评价依据,对大城勘查区煤层地下气化开采的地质条件的可行性进行量化评价,其结果作为该区地下气化的基础依据。     

大柳塔矿井f2断层地质特征及对回采的影响

在分析大柳塔矿井f2断层地质特征的基础上,总结了断层的分布规律,剖析了该煤层对煤炭开采的影响和造成的损失,并对本矿区的煤炭资源勘探、开采设计提出一些建议。     

内蒙古自治区伊和达布斯矿区煤炭地下气化探讨

煤炭地下气化技术是煤炭开采方式变革的前沿技术,在提高煤炭资源利用率、降低开采成本、安全环保等方面具有较大优势。本文从地质角度出发,对阿拉达布斯煤田伊和达布斯矿区应用煤炭地下气化技术的适宜性、存在的局限性及在未来开发生产过程中气化产品利用方式的选择进行了探讨。认为伊和达布斯矿区从地质角度分析采用地下气化技术开采是适宜的,虽存在一定的局限性,但只要选择合适的煤炭地下气化技术和最优的气化产品利用方式,此项技术在本矿区的采用会获得较好的经济效益。     

煤矿环境地质调查与评价

矿区环境污染的地质调查包括矿区原生地质环境调查、矿区水土污染地质调查、煤矿区大气污染地质调查、地质灾害等地质调查。煤矿环境污染源资源化利用地质评价主要有:矿井水资源化利用评价,煤矸石资源化利用评价,矿井瓦斯资源化利用评价,地表移动区资源化利用评价。     

基于MFC平台的煤系地层三维地质建模及可视化研究

煤炭是关系国民经济发展命脉的重要战略性资源,但是位于地下深处的地层及煤层由于长时间受到地质作用的影响,均出现一定程度的变形、断裂或位移;再加上应力集中、断层构造中断层瓦斯积聚等,都造成了一定的安全隐患,构建复杂地质三维模型并进行可视化研究成为当前需要解决的一大关键问题。提高煤矿开采经济效益的有效途径就是实现煤炭开采的科技化和信息化,而煤炭开采科技化、信息化实现的关键就是用三维可视化的图形效果将煤矿的主采区域和主采煤层形象且直观地表达出来。     

矿山地质环境影响治理分析

我国许多煤矿周边由于地下开采而形成了大面积的塌陷区,对生态环境造成不利影响。只有减少矿山建设及生产活动造成的环境问题及地质灾害,落实矿山地质环境治理保证金制度,才能促进矿山地质环境治理工作的规范化,最终实现地区经济的持续和谐发展。     

论地质测量工作与煤矿经济建设

介绍了地测工作与煤矿经济建设的关系，指出地测工作是指导煤放生产的基础与合理开采的依据，也是防治水灾的安全保障及煤矿经济建设的保证。     

川东地区煤矿主要地质环境问题及其防治措施研究

煤炭资源开发利用,会扰动矿区地质环境,破坏矿区地质环境条件,导致生态环境破坏,形成矿山地质灾害,污染矿区环境。文章以煤炭资源比较丰富,开发频度比较大的川东重镇达州为实例,调查矿山地质环境现状,分区评价矿山地质环境问题,分类研究防治措施,为川东地区煤矿地质环境保护与恢复治理提供参考。     

“双碳”目标下煤炭开采扰动空间CO2地下封存途径与技术难题探索

煤炭作为我国主体能源地位短期内难以改变,但煤炭工业发展面临着“碳达峰,碳中和”目标的新挑战,积极推动煤炭资源绿色开采与低碳利用,充分发挥煤炭安全供给的兜底作用,是保障国家能源安全的重大现实需求。而CO₂排放是煤炭工业可持续发展面临的最大制约,探索大规模、低成本CO₂封存技术是煤炭资源低碳化利用必须面对及破解的难题。在对煤层自然封存CO₂和CO₂气藏赋存地质条件研究基础上,探讨和展望利用煤炭开采、地下气化及原位热解等形成的扰动空间进行CO₂地下封存的技术途径,并明确了实现CO₂地下高效封存的必备条件：（1）煤层上部存在不受开采扰动影响的地质密闭层是实现煤矿扰动空间CO₂封存的先决要求;（2）构建功能性充填空间是实现CO₂地下封存的核心工作;（3）由功能性充填体围限的碎裂岩体、气化煤灰及热解半焦等封存载体物性特征是影响CO₂封存量及封存效果的重要因素。据此,剖析了进行CO₂...     

基于保水采煤理念的地质环境承载力研究

我国西部生态脆弱区采煤引起的水资源破坏和地质环境变化,已经严重制约了矿区经济、社会、环境的可持续发展。通过梳理保水采煤、煤矿区地质环境承载力的研究进展,结合目前西部富煤缺水地区的地质环境现状,提出了基于保水采煤理念的地质环境承载力内涵及基本研究思路。分析认为:基于保水采煤理念的地质环境承载力研究,应将保水采煤理念与地质环境承载力理论有机融合,系统分析"采煤活动—水资源破坏—地质环境效应"作用机理,从寻求煤炭开采、水资源保护、地表生态环境保护3者之间的最优解中阐述内涵。地质环境承载力评价方法研究,可采用属性分析、生态需求分析、数值分析、突变理论等方法,重点研究评价指标的量化方法、综合评价方法、承载能力及承载状态等级划分方法。对于承载能力的计算,可采用模拟实验,取得典型煤矿区承载能力下地质环境与开采强度临界值的关系数据,进而提取出控制和减轻煤矿区地质环境问题的保水采煤技术方法,确定合理的开采强度和规模。在承载力评价和计算的基础上,提出地质环境承载力影响因素的协同监测技术方法,并给出了承载力预警等级判定标准。所提出的基于保水采煤理念的地质环境承载力内涵及基本研究思路,以期丰富和发展保水采煤及地质环境承载力的科学内涵,为西部生态环境脆弱区煤炭资源开发与水资源保护协调发展提供理论与技术支持。     

基于MFC平台的煤系地层三维地质建模及可视化研究

煤炭是关系国民经济发展命脉的重要战略性资源,但是位于地下深处的地层及煤层由于长时间受到地质作用的影响,均出现一定程度的变形、断裂或位移;再加上应力集中、断层构造中断层瓦斯积聚等,都造成了一定的安全隐患,构建复杂地质三维模型并进行可视化研究成为当前需要解决的一大关键问题。提高煤矿开采经济效益的有效途径就是实现煤炭开采的科技化和信息化,而煤炭开采科技化、信息化实现的关键就是用三维可视化的图形效果将煤矿的主采区域和主采煤层形象且直观地表达出来。     

生态脆弱区保水采煤矿井(区)等级类型

水资源保护性采煤是生态脆弱矿区可持续发展的必然选择,如何深化保水采煤研究,使之更好的付诸工程实践,是西北煤炭开发规划和建设生产亟需解决的问题。以陕北榆神矿区为例,结合浅表层水资源(保水采煤目的层)量分布和煤矿开采对浅表层水资源的影响程度两方面,研究了保水采煤矿井(区)类型。首先,分析了研究区生态-水-煤系地层空间赋存结构特征,提出了以保水采煤为目的的生态地质环境类型,将其划分为潜水沙漠滩地绿洲型、地表水沟谷河流绿洲型、地表径流(黄土)沟壑型和区域性(深埋)地下水富集型;其次,计算确定了浅表层水资源单位面积总储存量分布;然后,基于煤层开采对生态层及浅表层水的影响程度,提出了4种保水采煤环境工程地质模式(环境友好型、环境渐变恢复型、环境渐变恶化型及环境灾变型),在分析影响其分区的导水断裂带高度、残余隔水层釆动隔水性等关键指标的基础上,建立了不同环境工程地质模式分区阈值和确定方法;最后,基于浅表层水资源量和保水采煤环境工程地质模式分布特征,提出了保水采煤矿井等级类型划分方法,将其划分为:正常开采矿井、保水采煤一级矿井、保水采煤二级矿井和保水采煤三级矿井,总结了各级保水采煤矿井适用的开采方法与水资源保护、利用方法。     

地质构造综合探测技术在塔山矿的应用

为了满足煤矿机械化采煤程度不断提高,对矿井地质小构造的探测提出的更高要求.在综合分析大同石炭一二叠纪煤田塔山矿区地质条件的基础上,采用地面和井下相结合的方法,在地面瞬变电磁法、高密度电法和高分辨地震勘探,并结合井下的构造力学解析法、高密度电法和无线电波坑道透视法等多种物探手段对工作面内和掘进工作面前方地质构造进行有效探测,最好的探测方法为沿煤层定向钻进技术,结果有效预测了采区内地质小构造的分布,优化了盘区设计,保证了回采工作面的正常生产和巷道的正常掘进.