油页岩开采模式

随着世界石油市场高油价时代来临,原来高成本的油页岩生产变得经济,油页岩已成为非常重要的替代能源。由于受诸多因素限制,常规油页岩开采方法成本较高。基于我国油页岩埋藏条件及其物理力学性质,分析国内外非常规油页岩开采以及相关的试验,提出了2种开采模式——油页岩原位开采与钻孔水力开采。     

油页岩开采模式

随着世界石油市场高油价时代来临,原来高成本的油页岩生产变得经济,油页岩已成为非常重要的替代能源.由于受诸多因素限制,常规油页岩开采方法成本较高.基于我国油页岩埋藏条件及其物理力学性质,分析国内外非常规油页岩开采以及相关的试验,提出了2种开采模式--油页岩原位开采与钻孔水力开采.     

油页岩原位开采技术发展方向及趋势

通过对国内油页岩开发利用技术现状的研究,分析了制约我国油页岩大规模开发利用的主要问题,并针对我国优质油页岩资源埋藏深的特点,考虑到环境保护和可持续发展等问题,提出油页岩原位开采技术是未来我国油页岩开发技术的必然趋势,并对目前国内外各种油页岩原位开采技术进行了分析和对比,提出了我国油页岩原位开采技术研究的思路.     

油页岩原位开采技术研究新进展

原位开采技术已成为未来油页岩商业化大规模开采的发展趋势.本文重点分析了制约油页岩进入商业化阶段的能源需求及环境保护方面的重要影响条件:能源消耗、水资源污染、温室效应气体排放等,并针对这些影响条件详细阐述了PyroPhase公司风能利用技术、Heliosat公司太阳能利用技术、Idaho国家实验室核能利用和化学帷幕墙技术、壳牌公司冷冻墙技术、Los Alamos国家实验室CO2动态评估模型、Raytheon公司RF/CF技术.上述技术为我国油页岩原位开采技术的研发拓展了思路,也为我国进入油页岩等非常规油气资源的大规模开采阶段提供了重要的借鉴.     

高压-工频电加热原位裂解油页岩的试验研究

随着能源的短缺加剧,油页岩资源的开采受到重视。地表干馏油页岩的方法,对于吉林地区的油页岩资源并不适用。研究一种新的原位开采油页岩的方法是非常必要的。经试验,高压-工频电加热原位裂解油页岩的方法是可行的,可以成功地产生油气,应进行进一步的研究。与壳牌公司的ICP技术相比,该方法更适合油页岩储量大、储层薄的吉林地区。     

准噶尔盆地油页岩科学开采关键问题研究

基于准噶尔盆地油页岩资源的赋存特征、开采现状,对包括生态容量制约下的高效开采方法选择、复杂地质构造条件下巷道围岩稳定性控制机理研究、水化作用下油页岩微观结构演化模式探讨、低温循环冻融作用下油页岩THM耦合机理研究在内的关键问题的内涵、目标等内容提出初步的构想,以期为后续科学研究提供参考。     

深层金属矿原位流态化开采构想

我国浅部金属矿资源已趋于枯竭,逐渐转入1000 m以深的开采.深地金属矿床开采面临着高应力、高井温、高井深的特殊开采环境,采用传统的采矿模式难以实现深部资源的安全高效经济开采.结合深层金属矿产资源开采的趋势,本文提出并阐述深层金属矿产资源的原位流态化开采构想的定义、具体内容与挑战.根据转化方式,将深层金属矿原位流态化开...     

制冷液温度对地下冷冻墙制冷效果影响的有限元分析

油页岩原位开采、矿山竖井施工、基坑支护等工程中,常采用地下冷冻墙进行止水和护壁。在地下冷冻墙制冷系统中,制冷液温度影响冻结交圈时间,进而影响地下冷冻墙的制冷效率,更影响工程的施工成本及运行费用。通过有限元模拟,对制冷过程中地下温度场进行理论分析,得出制冷液温度对地下温度场的影响规律,并对制冷液温度进行优化,得到在制冷机组制冷或风冷制冷方式下,制冷液温度应在-10~-15℃较为合适的结论,为提高地下冷冻墙制冷效率提供理论指导。     

抚顺煤与油页岩地下气化试验研究

在分析研究国外煤与油页岩地下气化技术的基础上，提出了在抚顺龙凤矿进行煤与油页岩地下气化的试验方案，在借鉴国外钻孔法地下气化经验的同时，充分利用龙凤矿的有利条件，并对气化工艺进行改革，创造性地提出了井巷负压抽出式气化法。     

吉林油页岩开采的新模式

常规油页岩开采方法，由于受诸多因素限制成本较高。基于吉林省油页岩埋藏条件及其物理力学性质，可采用高压水射流技术在地下破碎油页岩矿石，在浸水条件下油页岩短时间内能够快速崩解。对国外钻孔水力开采技术的分析表明，从基本理论到物质装备以及国内若干开采滨海石英砂的成功案例，国内进行钻孔水压力开采技术研发的各项条件已经成熟。给出了需要考虑的若干钻孔水压力开采技术参数及其计算方法。     

前郭县深井子油页岩矿区松散层钻进护壁堵漏技术

针对前郭县深井子油页岩矿区个别钻孔松散层易坍塌、漏失的问题,及时采取措施,配制胶结性和抑制性能更好的以PVA为主的冲洗液体系,起到了很好的防塌护壁效果,同时利用锯末、花生皮等经济实用的惰性材料进行堵漏,降低了孔内事故率、降低了钻进成本、提高了台月效率,取得了较好的经济效益。     

深部油页岩巷道变形破坏机理及稳定性控制研究

针对民和盆地窑街煤田侏罗世典型陆相油页岩巷道多次翻修仍然无法保证正常生产需要的现状,结合油页岩沉积环境及其主要物理化学性质分析,采用岩石强度衰减非线性蠕变模型,通过数值模拟研究分析巷道围岩应力和围岩变形速率随时间的变化规律,指出围岩组分中较高的黏土类矿物成分在风化和水理作用下易膨胀崩解,时间效应对围岩强度的影响以及不合理的支护参数是巷道围岩变形失稳的根本原因.在此基础上提出了“高强预紧,适度让压,封闭裂隙,切断水源”的围岩控制技术,通过高强预应力让压锚杆、锚索配套碟形托盘、及时喷浆、注浆等方法实现深部油页岩巷道围岩稳定控制.在埋深800～ 850 m的集中运输下山应用该技术与以往的支护效果进行对比分析,表明提出的围岩控制技术有效控制了巷道变形破坏,保证了巷道的稳定性.     

茂名油页岩露天矿开采工艺

为寻求茂名油页岩露天矿最佳的剥离开采工艺,依据开采工艺选择的原则及油页岩与剥离物赋存特点,提出可供选择的单斗-卡车间断、轮斗连续、吊斗铲倒堆和自移式破碎机半连续等工艺方案,并从各方案技术可行性、设备投资、运营成本等方面进行详细的比较论证。为降低初期投资,突出露天煤矿初期经济效益,推荐采用单斗-卡车-半移动破碎站-带式输送机半连续工艺为采矿工艺。     

Impact of Oil Shale Mining on Flow Regimes in Northeast Estonia

In addition to the well-documented effects of aquatic pollution, mining operations can have major impacts on hydrological pathways and flow regime in downstream catchments. This paper documents long term (1923–2008) changes in surface drainage areas and runoff characteristics in two small to medium (100–1,000 km²) rivers draining part of the Ordovician oil shale field of north east Estonia. Through coupling analysis of flow regime with mining records (discharge rates and workings locations) the impact of expansion in oil shale mining through the mid to late twentieth century on downstream flow is assessed. During phases of intense mining, winter and summer baseflow is between 53 and 72% higher than long term average baseflow in the Purtse catchment and between 66 and 92% higher in the smaller Pühajõgi catchment where the volumetric significance of mine discharges is greater. The contribution of pumped deeper groundwater to surface run-off is shown to control the largest increases in mean annual run-off. While flow augmentation is the most common hydrological impact of the mining operations, phases of dehydration are also recognised in streams where cross-watershed transfers reduce the effective catchment area. Implications of the changed flow regime on river quality and management options are considered.     

浅埋深长壁工作面矿压显现规律实测分析

为了掌握浅埋深长壁工作面开采矿压显现特征,通过对纳林庙煤矿一号井316-2上04综采工作面支架工作阻力的实测分析,揭示了浅埋深长壁工作面的矿压显现规律,并分析了支架的适应性。所得结论对研究浅埋煤层开采矿压规律及支架合理支护强度具有重要的理论和实践意义。     

油页岩回采巷道稳定机理及控制技术

针对油页岩回采巷道难支护特点,结合油页岩物理化学性质分析,指出围岩层理结构及风化作用是巷道变形失稳的根本原因,并通过数值模拟研究确定锚杆支护参数。在此基础上提出了"高强预紧,适度让压,喷浆护表"的围岩控制技术,通过高强预应力让压锚杆、锚索配套大面积碟形托盘实现围岩稳定控制。在埋深800～850 m的回采巷道应用该技术与以往的支护效果进行对比分析,表明提出的围岩控制技术有效控制了巷道变形破坏,保证了巷道的稳定性。     

油页岩溶剂萃取技术研究

为寻找油页岩清洁、高效利用的途径,分别进行了油页岩在温和条件下溶剂萃取、添加剂辅助萃取、微波辅助萃取等工艺的研究。采用气相色谱/质谱联用技术(GC/MS)对三种不同萃取工艺获得的萃取产物进行了成分分析。结果表明:萃取法是油页岩资源利用的有效途径,萃取率可以达到8.2%以上。在萃取过程中加入添加剂或采用微波辅助萃取均可提高油页岩的萃取率,且微波辅助萃取工艺可有效地缩短萃取时间、降低萃取剂的用量。GC/MS分析表明,萃取物主要由脂肪烃构成,其次是含杂原子的化合物,芳环族化合物含量较少。微波辅助萃取可获得更多种类的有机化合物。     

小颗粒油母页岩成型工艺研究

对桦甸小颗粒页岩尾矿进行了工业分析和铝甑成分组成分析,表明小颗粒页岩中含挥发分27.48%,含油12.08%。通过反复试验,研制出适应于小颗粒页岩成型的多元复合粘结剂SN,并确定了成型较佳的工艺配比:复合粘结剂6%,水13%,压力25～30MP,在此工艺条件下,成型页岩的抗碎强度和热稳定性分别能达到90.4%、91.7%,能较好的满足工业化干馏工艺要求。