煤系中的锂矿产：赋存分布、成矿与资源潜力

锂作为一种重要的战略性金属矿产,成为近些年来矿产资源勘探领域的热点。锂矿床的类型主要包括卤水型、花岗伟晶岩型和黏土型等。煤和含煤岩系中的战略性金属矿产研究取得了较多的进展,典型的有锗、镓-铝、铀、稀土、铌-锆等煤系共伴生金属矿产类型。煤中锂在过去相当长的时间内未被当作可从煤中开发利用的金属,仅在2008年后才得到较多关注和研究。煤中锂含量超过一定品位时,可形成与煤共伴生的锂矿床,属于沉积型锂矿床,但由于锂的原子序数低、赋存状态多样,是煤中赋存状态研究难度较大的元素之一。基于前人的研究,并结合煤系金属矿床特点,提出煤系中共伴生锂矿床的边界品位为Li₂O含量为0.08%（高温灰基）。我国煤系锂资源主要分布在华北的石炭—二叠系地层,少数分布在南方。迄今发现的品位最高的煤系锂矿床主要有山西晋城地区晚石炭世煤层、内蒙古准格尔官板乌素矿晚石炭世煤层以及重庆草堂矿晚三叠世煤层（Li₂O含量均大于0.2%,高温灰基）,其中锂最重要的载体均为锂绿泥石或含锂的绿泥石。以上3个煤系锂矿床中Li的异常富集均为热液成因。煤系锂矿床中常还共伴生Ga和REY等战略性金属,...     

陕西典型矿区煤系关键金属元素富集特征及其成因机制

煤型关键金属矿床的研究现已成为国内外煤地质学和矿床学研究的重要内容,也是当前国际矿产地质界的前沿问题。陕西煤炭资源丰富,含煤岩系涵盖石炭—二叠系(太原组,山西组)、三叠系(瓦窑堡组)及侏罗系(延安组),不同煤田及不同时代煤层煤质特征差异较大,部分地区煤中存在关键金属的富集。为了查明陕西煤系关键金属的富集分布特征及成因机制,选取主要煤田10个典型煤矿的含煤岩系为研究对象,系统开展煤的工业分析、全硫分析和微量元素地球化学测试。陕西煤中关键金属富集主要分布于石炭—二叠系煤系,在渭北及陕北石炭—二叠系煤系中普遍存在Li-Ga-Nb-Ta-REY关键金属组合的共富集。这些关键金属主要赋存于高岭石、勃姆石、磷酸盐等矿物中,且在靠近煤层夹矸及顶底板的煤系中更为富集。陕西石炭—二叠系煤中关键金属的富集与华北地台沉积基底及本溪组古风化壳密切相关,关键金属元素主要由盆地周缘蚀源区古风化壳黏土质和铝土质碎屑物质经水系搬运进入泥炭沼泽,通过有机质与无机质相互作用而富集;此外,也可能受同沉积火山灰输入及大地构造的部分影响。石炭—二叠系为陕西煤型关键金属矿产的富集层位,煤系Ga, Li, Nb, Ta等关键金属普...     

我国煤系锗镓资源前景及研究方向

2023年7月3日，商务部和海关总署发布公告称，决定自2023年8月1日起对镓、锗相关物项实施出口管制。我国锗镓资源储量和产量均居世界前列，但随着需求端的不断增长，锗镓资源的储量优势正在不断下降，因此，需要寻找新的锗镓资源储量，稳固我国的资源优势。在特定的地质作用下，煤系中可以高度富集镓、锗、稀土等战略性关键金属。在战略金属资源供应日趋紧张的大环境下，煤系战略性金属矿床能够成为战略性金属资源的重要来源。我国煤系锗富集异常点主要分布于海拉尔-二连盆地、鄂尔多斯盆地周缘、郯庐大断裂一带及滇西-滇中盆地等区域，其余地区煤系锗富集异常点均为零星分布。我国煤系镓主要富集在阴山南麓准格尔煤田和山西省北部石炭系-二叠系煤田，准东煤田侏罗系煤层中镓富集异常点出现成片分布情况，其余地区的不同成煤时代煤层中镓富集异常点零星分布，如四川盆地周边、重庆市南武矿区和南桐矿区、贵州省西南矿区二叠系煤层、山东省滕县煤田、河南省登封煤田石炭系煤层、宁夏回族自治区磁窑堡矿区侏罗系煤层等。煤系锗镓矿产成矿机理、提取工艺和综合勘探与综合开发利用的研究具有广泛前景，研究重点应该集中在资源成矿条件、成矿机制和成矿模式、多种金属...     

平朔矿区高产高效矿井设计经验浅析

以安家岭井工矿为例,介绍了平朔矿区高产高效矿井设计经验,从采煤工艺和工作面设备两方面阐述了石炭二叠纪煤层高产高效矿井设计的一般规律和基本原则。实践证明,放顶煤采煤方法完全适应石炭二叠纪煤层赋存条件,是值得在石炭二叠纪煤田推广的高产高效建设模式。     

任家庄井田晚古生代煤系战略性金属元素富集特征

煤系是战略性金属矿产增储的重要来源。宁东煤田煤炭资源丰富,部分地区煤中富集战略性金属。以宁东煤田任家庄井田煤系为研究对象,系统采集主煤层剖面煤样、夹矸及顶(底)板样,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、X-射线荧光光谱(XRF)和X射线衍射(XRD)进行了系统的矿物学和地球化学测试分析,查明常量元素和微量元素分布及富集情况,讨论战略性金属元素富集成因并进行物源分析。结果表明,任家庄井田石炭-二叠纪煤系富集战略性金属矿产,太原组和山西组煤中战略性金属元素整体含量水平较高,以Li-Ga-Zr(Hf)-Nb(Ta)-Th(U)-Pb及REY共富集为特征,且顶底板及夹矸更为富集。其中：5号煤层Li、Ba高度富集,Rb、Zr富集;9号煤层Li高度富集,Zr、Hf、Th富集;9^上煤层微量元素含量整体相对较低,Cr富集。5号煤层和9号煤层战略性金属元素富集程度较9^上煤层更好。5号煤层和9号煤层灰基Li、Ga均达到了开发利用品位,5号煤层灰基REY也达到了开发利用品位,具有良好开发利用前景。基于元素赋存特征、沉积环境、构造演化的综合分析,认为任家庄井...     

煤与煤系战略性金属矿产协同勘查技术方法

战略性金属矿产在新材料、新能源、现代信息技术、国防军工等新兴产业均具有不可替代性,传统战略性金属矿产资源储备相对较低,供应风险较高。煤系战略性金属矿产资源作为重要补充,已成为新型战略性金属矿产资源勘查的重要方向,因此,基于煤与煤系战略性金属矿产的基本特征,亟需开展煤与煤系战略性金属矿产协同勘查方法研究。基于前人研究成果,以煤与煤系战略性金属矿产（铀、锂、镓、锗、铌-锆-镓-稀土）为研究对象,总结了煤与煤系战略性金属矿产的主要组合类型,探讨了煤与煤系战略性金属矿产协同勘查方法。从煤与煤系战略性金属矿产的赋存位置角度,总结了煤与煤系战略性金属矿产资源的主要组合类型,包括煤-铀矿床、煤-锂、镓矿床、煤-锗矿床、煤-铌-锆-镓-稀土矿床。根据不同岩石及矿产的物性差异,总结了不同勘查技术方法的响应原理及特征。基于煤与煤系战略性金属矿产的分布规律、赋存层位等,针对煤与煤系战略性金属矿产的地质条件、地球化学条件和地球物理条件,总结了主要组合类型的基本特征。从多矿种勘查的协同和各勘查技术的协同两方面出发,基于煤和煤系战略性金属矿产的勘查技术方法,遵循经济效益最大化和勘查方法最优化原则,提出了合理的煤与...     

煤矿岩溶水害的治理

一、煤矿岩溶水水患已成为煤炭生产和发展的一个重要影响因素我国煤炭资源极为丰富,是世界上煤储量最多的三个国家之一。但华北石炭二叠纪煤田,矿井岩溶水患情况严重,影响了当前的煤炭生产和新井建设。华北石炭二叠纪太原组煤系中含3～15层薄层石灰岩含水层,累计厚度大的为30～80米。煤系底盘赋存有厚达500～800米的厚层状石灰岩,为承压水含水层。充水性强的薄、厚石灰岩岩溶水一旦溃入矿井,都会带来不同程度的危害。从此类煤田充水强度和已发生的突水危害程度来看,在世界上也称得上水文地质条件最为复杂的国家之一。     

华北石炭二叠纪煤系地层火成岩侵入及形成机制

通过分析华北石炭二叠纪煤系地层火成岩成因、矿物成分,结合地质年代和同位素测年分析,认为影响我国华北石炭二叠纪煤系地层的火成岩侵入形成于中生代和第三纪,火成岩侵入和裂隙充填物对煤层的厚度、结构、煤质以及瓦斯赋存条件影响严重.     

煤系中战略性金属矿产资源：意义和挑战

战略性金属矿产资源对国民经济发展和国防安全具有重要作用。煤是特殊的沉积有机岩石,在其形成过程的特定地质条件下,可以富集战略性金属,并在煤系中形成大型或超大型金属矿床。由于煤系战略性金属矿床不断被发现,世界各国对煤系战略性金属矿产高度重视,使其成为矿产资源勘探的重要领域和重要方向。基于煤系战略性金属矿产的丰度和规模、粉煤灰中金属元素(如锗、镓、铝、铀等)现有提取利用情况和其他金属开发潜力评估,煤系战略性金属矿产的开发利用表现出了良好的前景,将为战略性金属资源增储和环境保护(如燃煤引起的环境污染控制和碳中和目标的实现)发挥重要作用。然而,煤系战略性金属矿产在成矿理论、勘探和提取的理论与技术等方面的研究时间尚短、研究问题复杂和难度大,面临诸多难题或挑战。在成矿理论方面存在的诸多关键科学问题中,核心难题包括：成煤全过程中有机质(矿产)和无机质(矿产)的相互作用及其效应、金属成矿4个过程(物源供给/形成—物质迁移—金属富集—后期改造保存)和盆地演化3个阶段(沉积物充填—成岩作用—改造就位)之间的时空配置规律。在勘查技术方面存在的诸多关键技术问题中,其核心技术难题是煤系中战略性金属元素丰度和组合与...     

大同煤田北部石炭-二叠纪含煤地层特征分析

分析了大同煤田北部含煤地层赋存规律,揭示了大同煤田石炭-二叠纪煤层的变化规律,加强了对其沉积环境和聚煤规律的了解,为同煤集团开采石炭-二叠纪矿井的安全高效生产提供技术指导,并给煤田规划等提供理论依据.     

青藏高原北部成煤地质背景及煤系矿产资源特征

为摸清青藏高原北部煤系矿产资源的种类和分布状况,开展了青藏高原北部成煤地质背景和煤系矿产资源特征研究。通过实地调查、典型样品测试及资料综合分析,总结出青藏高原北部主要成煤时代为早石炭世、晚石炭世、晚二叠世、晚三叠世及早中侏罗世,煤系可划分为昆仑山、积石山、唐古拉山、土门-巴青、昌都-芒康等5个赋煤带;主要的煤系矿产有煤炭、煤系气、天然气水合物、煤中锗镓以及煤系石膏、高岭土、优质灰岩等。在成煤环境、煤化作用、构造演化等的共同作用下,尕马羊曲地区形成煤-煤中锗共生矿床;开心岭-乌丽地区形成煤-煤系气-天然气水合物共生能源矿床;唐古拉山地区的巴贡组（T3bg）、那益雄组（P3n）、杂多群（C1zd）、加卖弄群（C2j）均具有形成煤-煤层气-煤系页岩气共生能源矿床的资源潜力。     

GPJ-120型加压过滤机在平朔矿区的应用

分析了平朔矿区各煤层粉煤的煤质特征及粒度组成和煤泥产率,介绍了GPJ-120型加压过滤机在平朔公司选煤厂的使用效果及产生的效益.     

多煤层开采相互采动的影响规律

针对平朔煤炭工业公司安家岭井工矿4号和9号煤层联合开采的特点，利用相似材料模拟和数值模拟两种手段研究了9号煤层开采对4号煤层工作面巷道的采动影响规律，以及在不同煤柱尺寸下9号煤层工作面推进过程中，4号煤层工作面巷道周围应力变化规律及巷道变形规律.同时优化煤柱尺寸，使4号煤层工作面巷道处于安全的采动影响范围之内.     

大埋深煤岩层风氧化带发育机理及其对开采影响的分析

为了消除或减弱风氧化带对煤矿安全生产的影响,以山西西山煤田西曲煤矿、河东煤田晋邦德煤矿和晟聚煤矿、霍西煤田光道煤矿为例,研究了大埋深太原组煤岩层中陷落柱、煤层顶板基岩及断层附近风氧化带的地质特征,从地质构造、水循环、水化学、煤岩层结构特征等方面分析大埋深风氧化带发育机理,并调查了深部风氧化带对矿井开采的影响,提出了针对性的防治措施,为煤矿安全生产提供了指导。     

乌达煤田煤层自燃内因分析与自燃类型划分

采用野外地质调查、测试分析和数据处理等综合手段，研究内蒙古乌达煤田煤层自然发火的内因条件，揭示了煤层自燃趋向性与煤层厚度、煤变质程度、灰分含量、发热量、硫含量、硫化物矿物以及有机显微组分含量等煤物质组成要素之间的关系.以煤测试统计分析数据的聚类分析结果为依据，从内因条件控制角度，将乌达煤田主要发火煤层划分为三大类：以高硫含量和富硫化物矿物为特征的高硫助燃类型；以煤层厚度大和低变质程度为特征的厚层氧化类型；过渡类型.     

含煤岩系矿产资源类型划分及组合关系探讨

含煤岩系中多种矿产资源共存的现象一直受到人们的关注,煤系矿产资源类型划分及组合关系研究是煤系矿产综合勘查评价的前提条件和基础性工作。通过系统收集整理前人研究成果、现场调研、以及专题会议研讨,重新厘定了含煤岩系矿产资源的概念,将其定义为赋存于煤和含煤岩系以及邻近地层中、与煤矿床有成因联系或空间组合关系的所有矿产资源。从经济性、赋存特征、成因机制、物质相态、工业分类等方面对煤系矿产资源进行了分类。以煤系矿产现今赋存状况为依据,初步建立了煤系矿产资源组合分类系统,包括煤-能源矿产、煤-金属矿产、煤-非金属矿产、煤-能源矿产-金属矿产、煤-能源矿产-非金属矿产、煤-非金属矿产-金属矿产等6大类。从中国煤田地质条件和煤系矿产资源时空分布差异性角度出发,简要总结了5大赋煤区的煤系矿产资源组合类型。     

阜康西沟煤矿瓦斯涌出量预测

瓦斯涌出量是制定瓦斯防治措施的基本依据,为了制定合理的瓦斯防治措施,必须预测煤矿瓦斯涌出量。文章通过实验得出阜康西沟煤矿各煤层瓦斯吸附常数,现场实测了各煤层瓦斯压力,计算出各煤层瓦斯含量并预测矿井瓦斯涌出量,对煤矿瓦斯防治工作具有现实的指导意义。     

大村矿段钻孔下偏心楔补采煤心施工技术

在煤田钻探施工中,经常会出现打薄打丢煤层现象,影响采样化验和对井田的评价。为了准确了解煤层的深度、厚度和采取完整的煤样,保证勘探质量,必须补打斜孔采取煤心,以满足地质设计和煤田勘探钻孔工程煤层质量标准的要求。在川南煤田古叙矿区大村矿段的钻探施工中,采用金刚石绳索取心钻进工艺,摸索并掌握了下偏心楔补采煤心的施工技术。     

矿井信息化系统在煤矿安全生产中的应用

我国成煤建造多赋存在华北地层区,属石炭二叠含煤地层,灰岩水害非常典型,一旦突水,轻则淹头淹面,重则造成人员伤亡,严重威胁煤矿安全生产。平顶山市瑞平煤电有限公司张村矿位于河南省汝州市朝川矿区中部,主采煤层二1煤层,主采二1煤底板分布有石炭系薄层灰岩和寒武系灰岩,裂隙岩溶发育,富水性较强。张村矿目前太灰与寒灰水位基本维持在-210m左右,采掘头面标高-250～-600m,其采掘头面都不同程度承压,防治水任务艰巨。矿井防治水信息化系统的应用,一方面为煤矿管理者提供一种方便快捷的科学决策工具;另一方面使矿井水文地质数据的管理工作更加科学化、系统化、规范化。防治水系统的应用,无异于邀请许多水文地质、煤矿防治水方面的专家来解决用户需要解决的水文地质方面及防治水方面储多难题。     

豫西龙门滑动构造的形成条件研究

在偃龙煤田西部发现龙门滑动构造已有60多年,尚未整体上对其形成机制及控煤作用深入研究。采用断块掀斜理论和构造应力场理论,通过对物质条件、动力条件、边界条件、诱发条件等运动条件分析,说明龙门滑动构造是在嵩山隆起基础上,受东西向、北西2组边界断裂组成断块掀斜控制,在华北古板块地壳活动频繁的背景下,诱发重力失稳的煤系岩层由掀起端向倾斜端滑移,经过燕山期晚期至喜马拉雅期早期的长期间断滑动形成的。滑动构造会造成二₁煤层上覆岩层缺失,引起煤厚强烈变化和煤层顶板变形,导致水文地质条件复杂化。弄清龙门滑动构造的形成机制,对分析偃龙煤田西部煤层赋存条件、煤厚变化规律等控煤特征及矿床开发管理有重要意义。