井工煤矿全生命周期甲烷捕集核算及减排路径

甲烷减排是我国碳减排目标的重要组成部分，建立甲烷捕集核算体系是实现甲烷减排的前提。以甲烷近零排放为目标，结合《国家温室气体清单指南：IPCC—2019》和煤炭企业温室气体排放核算国家标准，提出了井工煤矿全生命周期中地质勘探、煤炭开采、矿后活动和煤矿废弃各阶段甲烷捕集的具体核算方法，构建了井工煤矿全生命周期甲烷捕集核算模型。在此基础上，提出了井工煤矿甲烷减排路径及其实施方案。研究结果可为井工煤矿甲烷治理与低碳发展提供指导。     

基于EIO LCA的铁矿石采选温室气体排放研究

铁矿石采选过程是重要的能源消费源和温室气体排放源,为更好的推进铁矿石采选业的温室气体减排,需要采用全生命周期方法对铁矿石采选过程中的直接和间接温室气体排放进行详细计算。为避免传统的过程生命周期评价方法在计算过程中产生的截断误差,本文基于投入产出全生命周期评价方法（EIO LCA）对铁矿石采选全生命周期的能源消费和温室气体排放进行了计算。计算结果显示,最终获取1t铁矿石的能源消费强度为0.089tce;温室气体排放强度为2.138 tCO2-eq,主要源于煤炭,约占总排放量的48.1%。     

基于EIO LCA的铁矿石采选温室气体排放强度分析

铁矿石采选过程是重要的能源消费源和温室气体排放源,为更好的推进铁矿石采选业的温室气体减排,需要采用全生命周期方法对铁矿石采选过程中的直接和间接温室气体排放进行详细计算。为避免传统的过程生命周期评价方法在计算过程中产生的截断误差,本文基于投入产出全生命周期评价方法(EIO LCA)对铁矿石采选全生命周期的能源消费和温室气体排放进行了计算。计算结果显示,最终获取1t铁矿石的能源消费强度为0.089tce;温室气体排放强度为2.138tCO2-eq,主要源于煤炭,约占总排放量的48.1%。     

电动汽车全生命周期节能减排效益分析及环境影响评价

为探究电动汽车在全生命周期是否仍具有良好的节能减排效益,论文以插电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（BEV）为研究对象,采用生命周期评价方法和GREET模型,对能源消耗及污染排放情况进行计算,并对比传统汽车（GICEV）,以评价其环境效益。研究得出以下结论：1）两种电动汽车全生命周期总能耗均低于传统汽车,PHEV和BEV相对于GICEV分别减少18.94%和24.27%,在车辆行驶阶段体现出明显的节能优势;2）相比于GICEV,两种电动汽车对CO2、NOx、CO和VOC的排放量均有不同程度的下降,其中BEV对CO和VOC的减排效果最好,分别减少了90.34%和44.39%,但SOx的排放量增至GICEV的2.57倍,综合来看,PHEV和BEV的环境影响负荷分别比GICEV下降了24.25%和40.72%;3）考虑负外部性时,电动汽车的纯经济成本更接近于真实成本,有利于减排;4）在未来我国能源结构得到优化的前提下,推广电动汽车的效益会更加可观。     

井工煤矿开采全生命周期碳排放特征研究

基于生命周期法和井工煤炭开采工艺流程分析了井工煤炭开采全生命周期的碳排放边界和碳排放源,构建了煤炭开采全生命周期的碳排放核算模型,并结合煤炭生产企业的实际生产情况进行案例分析。结果显示,甲烷的逃逸和电力的消耗是煤炭开采温室气体排放的最主要因素|煤炭开采的全生命周期内,维持矿井正常运行的基础电力消耗是最大的耗电项目,掘进和回采设备在电力消耗中也占有较大比重。最后提出了煤炭生产企业的低碳发展对策。     

中美页岩气开发利用现状的文献分析及展望

美国“页岩气革命”的成功改变了世界各国依赖新能源和可再生能源的能源发展思路,使得页岩气的开发利用的现状、政策体系及其社会经济影响成为学术界关注的热点。本文通过对现有关于页岩气开发利用现状的文献进行系统梳理与归纳总结发现当前的研究主要集中在这些方面：1）中美页岩气政策的对比及国内政策现状;2）我国页岩气商业化面临的问题及挑战;3）页岩气开发利用的社会、经济及环境效益分析。基于上述文献总结,笔者认为未来应该进一步加强页岩气开发利用短期及长期的经济、社会、环境影响的研究,为我国页岩气产业政策的制定提供科学的决策依据。     

页岩气开发的环境影响因素研究综述

中国页岩气地质资源量丰富,我国主要盆地和地区的页岩气可采资源量为26万亿m3。当前我国正在积极推进页岩气勘探开发工作,更多的资金和政策都集中在页岩气的勘探和开发上,对页岩气勘探开发过程中可能带来的环境问题重视不够。本文梳理了美国页岩气开发过程中产生的环境问题及国内固体矿产开发中引起的环境问题,认为目前我国页岩气开发可能面临如下环境问题:土地占用、破坏与污染;水资源消耗与污染;大气污染与温室气体排放;地质灾害。并针对性的提出了一些环保建议,如探索页岩气开发新技术;建立环境评价体系;建立相关法规和应急方案。以期为中国页岩气勘探开发过程中如何处理好环境与资源的关系提供参考。     

金川集团股份有限公司镍精矿冶炼过程NOx排放分析

分析我国镍冶炼行业主要生产过程中氮氧化物排放环节,根据实际监测情况,测算出以镍精矿为原料的镍火法冶炼生产过程中NOx的排放系数,对我国镍冶炼NOx排放情况进行初步评估,为有色金属冶炼行业NOx排放量的核算及减排工作提供依据。     

中国主要镍冶炼企业镍精矿冶炼过程NO_x排放分析

分析我国镍冶炼行业主要生产过程中氮氧化物排放环节,根据实际监测情况,测算出以镍精矿为原料的镍火法冶炼生产过程中NOx的排放系数,对我国镍冶炼NOx排放情况进行初步评估,为有色金属冶炼行业NOx排放量的核算及减排工作提供依据。     

煤矿井下工程全生命周期过程协同体系研究

本文依据协同学和项目生命周期的原理和方法,针对目前煤矿井下工程协同性不足的现状,首先,从工程生命周期的角度,识别出煤矿井下工程的生命周期阶段和相应的过程;然后,根据煤矿井下工程工作实际和工程范围的界定,构建煤矿井下工程全生命周期过程协同体系的单项工程协同体系、单工作面工程协同体系和多工作面工程协同体系的三大协同体系;其次,分析总结出煤矿井下工程全生命周期过程协同体系的三大体系的协同机制,最后,根据协同学中序参量的定义,给出了影响三大协同体系运行的协同有序度的表达式。本文创造性的研究对于系统性优化现有煤矿生产管理方式、增加煤矿井下工程全生命周期的协调性、提高煤矿生产的经济效益和劳动效率具有一定的理论和实践意义。     

四川地区志留系页岩气成藏的地质背景

从构造演化入手,以四川地区志留系龙马溪组底部的黑色泥岩为研究对象,探讨其页岩空间分布特征、生烃作用历程及页岩气的成藏过程。研究认为：四川地区龙马溪组黑色页岩是一套富含有机质的烃源岩,属Ⅰ型干酪根,具有厚度大、埋藏适中、有机质成熟度高等有利条件,为页岩气在该地区的形成和聚集成藏,并形成大规模的气藏提供可能;威远、泸州、宜宾和自贡区域龙马溪组页岩气资源潜力很大。     

世界页岩气勘探开发现状

由于美国在页岩气勘探开发中所取得的巨大成功,世界各国开始重视这一非常规资源,如加拿大、澳大利亚、英国、波兰和中国。在介绍页岩气基本概念和开发意义的基础上,重点介绍世界主要国家（尤其是美国）在页岩气勘探开发过程中所取得的重要进展。通过对比中国页岩气勘探开发现状,提出我国在油气资源对外依存度高的情况下,如何学习和借鉴国外先进的页岩气勘探开发经验,如积极与国外政府、企业、研究机构等建立联系和合作、结合我国实际地质条件建立页岩气勘探开发关键技术体系、以及加大政策扶持力度等。     

六盘山盆地下白垩统马东山组页岩气勘探潜力评价

为了研究六盘山盆地下白垩统马东山组的页岩气勘探潜力,对马东山组的泥页岩样品进行了一系列储层物性、孔隙结构和有机地化的分析试验。研究表明：六盘山盆地马东山组泥页岩有效厚度较大,平均1215m,脆性矿物含量高,在80%以上;在孔隙特征方面,该套泥页岩主要发育微小孔,发育少量微裂缝,孔隙度均值为397%,平均可动流体饱和度为276%;在地化特征方面,该组泥页岩总有机碳含量平均101%,有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,镜质体反射率平均094%。综合考虑泥页岩有效厚度、有机质丰度、有机质类型、热演化程度和孔隙特征等因素,六盘山盆地马东山组具备页岩气富集与成藏的条件,并可优选出两个页岩气勘探有利区：分别是海原凹陷东部有利区和固原凹陷中部有利区。经计算,两个勘探有利区的页岩气资源总量约为0364亿m3。     

习页1井五峰组—龙马溪组页岩特征及含气性评价

在岩心观察和实验测试的基础上,对习页1井钻遇的五峰组—龙马溪组富有机质页岩岩性、地球化学特征、储层特征以及含气性进行系统研究,以期对贵州页岩气勘探开发、有利区优选以及资源潜力评价提供地质依据。研究表明,富有机质页岩为碳质页岩和硅质页岩,主要位于五峰组和龙马溪组底部,为深水陆棚沉积,具有有机质丰度高、热成熟度高、有机质类型好、含气量大的特点,说明黔西北地区五峰组—龙马溪组富有机质页岩段具有良好的页岩气形成的地化条件;从水下隆起—浅水陆棚—深水陆棚环境富有机质页岩自生石英含量逐渐增加,黏土矿物含量逐渐减少;富有机质页岩段储集空间以有机质孔隙为主,天然气多以吸附形式存在;页岩形成的沉积环境和保存条件是控制我国南方地区页岩气含量高低的决定性因素。     

煤层气/页岩气开发地质条件及其对比分析

从煤层气、页岩气基本概念入手,系统分析了煤层气/页岩气开发地质条件,主要包括成藏地质条件、赋存环境条件和开发工程力学条件3个方面,进一步对煤层气/页岩气开发地质条件进行了对比分析,揭示了煤层气/页岩气开发地质条件的共性和差异性。煤层气/页岩气赋存于煤层/页岩中的一种自生自储式非常规天然气,其富集成藏主要取决于“生、储、保”基本地质条件是否存在、质量好坏以及相互之间的配合关系。在一定埋藏深度范围内煤层气/页岩气都发生过解吸-扩散-运移,并普遍存在“垂向分带”现象,有机质演化程度越高解吸带深度越小,风化带越深解吸带深度越大,解吸带内煤层气/页岩气富集在一定程度上服从于常规天然气的构造控气规律;原生带内煤层气/页岩气富集却可能更多地受控于煤储层/页岩层的吸附特性。不同赋存环境条件下所形成的煤/页岩储层差异性大,使煤/页岩储层中吸附气和游离气相互转化,导致煤层气/页岩气成藏类型、规模和质量等方面的差异性。影响煤层气开发的主要地质因素有：煤层厚度及其稳定性、含气量大小或煤层气资源丰度、构造及裂隙发育与渗透性和煤层气保存条件等方面;影响页岩气开发的主要地质因素包括页岩厚度、有机质含量、热成熟度、含气量、天然裂缝发育程度和脆性矿物含量等。     

考虑含水和多组分气体的页岩气含气量预测模型

基于体积法建立页岩气含气量预测模型,含气量包括吸附气量和游离气量,在计算吸附气量时考虑了页岩矿物组成、温度、压力、水分和非甲烷多组分气体,在计算游离气量时考虑了吸附相体积,最终采用涪陵焦石坝地区焦页1井页岩现场解吸数据验证模型。结果表明,当考虑吸附相体积时,含气量模型计算值与现场解吸数据较吻合,当不考虑吸附相体积时,页岩含气量被高估27%～38%;水分对页岩含气量的影响较小;多组分气体不仅改变页岩含气量,也改变页岩气的赋存状态,不考虑多组分气体将高估目标区域含气量5. 6%～31. 8%。所建含气量模型精确性依赖于室内岩芯实验结果,未来应进一步开展含水页岩对多组分气体吸附实验研究,准确计算页岩气含气量。     

页岩气探矿权招投标区块优选方法

页岩气探矿权区块招投标为我国页岩气的勘探开发带来了资金保障和技术支持,对加快我国页岩气勘探开发起到了积极作用。我国发育海相、海陆过渡相及陆相等多种沉积环境下的泥页岩系,经过后期多次的构造运动改造,显现出页岩构造变动强、保存模式多、埋深变化大等特点,多变的地质条件导致了多样的页岩气发育类型和模式。探矿权招投标区块优选的方法和标准应该以页岩气地质选区为基础,通过收集区块内前人研究资料,进行页岩气基础地质研究、资源量计算以及区块经济评价,以页岩的厚度、埋藏深度、有机质丰度、有机质热演化程度、可压裂性及经济性等评价参数,优选适合页岩气招投标工作的页岩气探矿权区块。     

页岩对甲烷高温高压等温吸附的热力学特性

为了研究页岩在高温高压条件下对甲烷的吸附特性,采用高压等温吸附实验仪,分析了取自贵州岑巩地区天马1井的页岩对甲烷的吸附效果,并根据lausius-Clapeyron方程和Vant-Hoff方程求得甲烷吸附的等量吸附热和极限吸附热,从热力学角度分析甲烷在页岩上的吸附特性。研究结果表明:贵州岑巩地区天马1井页岩对甲烷的等温吸附曲线形态在不同温度条件下基本一致,都存在着明显的极值点;在低压阶段,等量吸附热随吸附量的增加而逐渐增加,平均吸附热为43.59 kJ/mol,表明可能发生了化学吸附;在高压阶段,等量吸附热随吸附量的减少而逐渐升高,表明随压力增加解吸更加困难;通过Vant-Hoff方程计算得到的极限吸附热为39.61 kJ/mol,表明天马1井页岩孔隙表面与甲烷气体之间的相互作用力较强。对于相互作用力较强的页岩,在页岩气开采过程中可以结合注入与页岩孔隙表面作用更强气体的方法来促进解吸,如CO2等气体。     

中国页岩气资源分布与节能减排

节能减排是党中央、国务院做出的重要战略部署,是转变经济发展方式,实现经济又好又快发展的必由之路。而页岩气作为一种重要的低碳排放的清洁环保型绿色能源,在美国已进入商业性开采,而我国正处在起步和快速发展阶段,加快页岩气的勘探开发利用对我国的节能减排和缓解油气资源短缺将会起到重要作用。通过对中国含油气盆地页岩相关资料调研、野外实际页岩地质露头剖面的调查及实测、岩石取样分析测试等,并与北美页岩气富集条件综合对比分析,认为我国页岩层位发育多、沉积相类型丰富、广泛分布于不同时代的含油气盆地和后期构造变动复杂的沉积残留区或露头区;页岩有机质含量多、成熟度适当,已具备了页岩气形成的构造、沉积、地球化学和富集条件,并依据地质历史、沉积与构造地质基础、页岩气成藏及分布等特点,将中国的页岩气发育区划分为4大区域,勘探开发前景良好,尤其是我国南方上扬子地区古生界海相富有机质页岩是最有希望率先获得突破的页岩气勘探开发区。     

川西坳陷须五段页岩微观孔隙结构发育控制因素及其成藏意义

以川西坳陷须五段页岩为例,首先运用氮气吸附法对页岩纳米孔隙进行测定,通过等温线和DFT模型分析,对页岩的微观孔隙结构进行表征;然后通过等温吸附实验研究了页岩的甲烷吸附性能,通过解吸法测定了页岩的含气量;最后探讨了页岩微观孔隙结构发育的主要控制因素及其对页岩气成藏的意义。结果表明：川西坳陷须五段页岩孔隙结构较复杂,主要由中孔组成,主体孔径位于2~50 nm,中孔提供了主要的孔隙体积;在85 ℃条件下页岩甲烷吸附的兰氏体积为0.79~4.99 m3/t,页岩的含气量为0.50~2.44 m3/t;有机碳含量、伊/蒙间层矿物含量、脆性矿物含量以及热演化程度是控制页岩微观孔隙结构发育的主要因素;微孔和中孔对页岩气的吸附能力极强,在其内部有大量页岩气以结构化方式存在,增加了页岩气的存储量。