【摘 要】
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蕴含丰富地质信息的厚煤层是重要的地质碳库及地质信息库,我国是煤炭资源大国,华北、西北、东北、华南等聚煤区都发育有厚煤层.传统煤田地质学认为,厚煤层是泥炭沼泽潜水面上升速度与植物遗体聚集速度长期处于均衡补偿状态下的连续聚集产物.但现今发育的泥炭沼泽单层最大厚度仅为20 m,考虑泥炭到烟煤成煤过程受到高达约6:1的压实比例,均衡补偿成因解释厚煤层的形成可能存在一定的不合理性.基于煤岩学、层序地层学、旋回地层学的理论和研究方法,对不同盆地厚煤层中反映气候变化的天文周期信息开展研究.结果表明,厚煤层中煤岩显微组分
【机 构】
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中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;山东科技大学 地球科学与工程学院,山东 青岛 266590;河南理工大学 资源与环境学院,河南 焦作 454003
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蕴含丰富地质信息的厚煤层是重要的地质碳库及地质信息库,我国是煤炭资源大国,华北、西北、东北、华南等聚煤区都发育有厚煤层.传统煤田地质学认为,厚煤层是泥炭沼泽潜水面上升速度与植物遗体聚集速度长期处于均衡补偿状态下的连续聚集产物.但现今发育的泥炭沼泽单层最大厚度仅为20 m,考虑泥炭到烟煤成煤过程受到高达约6:1的压实比例,均衡补偿成因解释厚煤层的形成可能存在一定的不合理性.基于煤岩学、层序地层学、旋回地层学的理论和研究方法,对不同盆地厚煤层中反映气候变化的天文周期信息开展研究.结果表明,厚煤层中煤岩显微组分以及灰分在垂向上的周期性变化和沉积间断面的存在,是多期次泥炭沼泽叠加形成厚煤层的重要依据.泥炭沼泽多期次叠加及厚煤层中煤岩显微组分的周期性变化均受当时的气候环境演化影响,而气候环境的演化又受控于天文周期.综合已有的厚煤层成因观点和实例研究,提出受天文周期控制的多期次泥炭沼泽叠加成煤理论和模型,用于解释厚煤层的成因机制.
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由于水资源短缺,陕北矿区利用采空区储存矿井水进行再利用,采空区储水量与采动裂隙空间分布密切相关,为准确预测采空区储水量,基于工作面上覆岩层断裂分带划分结果,确定煤矿地下水库的主要储水空间为垮落带与断裂带的裂隙空间,建立了采动覆岩裂隙率空间分布的计算方法,采用相似模拟试验得出了柠条塔矿1-2煤和2-2煤重复采动后上覆岩层的下沉曲线,计算出重复采动覆岩裂隙率在垂直和水平方向的空间分布情况.结果表明:沿垂直方向,随着高度增加,覆岩裂隙率逐渐减小,1-2煤开采后岩层裂隙率由1.87％逐渐下降为1.18％,2-2煤
我国煤层气资源丰富,发展煤储层地质学理论与技术有助于煤层气勘探开发的进一步突破.基于对文献调研与分析,阐述了煤层气储层地质与表征技术的研究内容及进展,分析了前缘发展方向.研究认为,煤层气储层地质学研究正在从宏观向微观、从定性向定量、从单学科到多学科协同发展,研究内容涉及煤储层成因类型、沉积环境、构造作用、应力特征、物性特征、几何形态、井网布置方式、储层改造及保护、井网调整及优化等产业全过程;煤层气运聚动力分为2类,一类是在气体浓度差作用下的扩散-渗流机制,另一类是压差或势差作用下的水动力-浮力机制;构造挤
为进一步认识煤与瓦斯突出后巷道内突出流体的运移传播规律以及突出灾害的防灾减灾机制,以大型物理模拟试验为主,研究了突出流体运动、煤粉堆积、冲击波阵面传播、静压和温度等多物理参数的动态响应特征,建立了突出流体运移模型,并着重分析了突出流体在弧形直角拐弯巷道的运移规律.结果表明:突出煤粉在巷道内堆积呈现出两头多中间少的分布特征,多数煤粉集中分布于拐弯后巷道;冲击波阵面的传播速度呈先增大后减小再增大的演化趋势,气流速度快于煤-瓦斯两相流运移速度;巷道静压在单相气流阶段动态响应大,在煤-瓦斯两相流阶段骤降;空气压缩
以CO2地质封存为代表的负碳排放技术是实现我国碳达峰、碳中和战略目标的重要途径.煤层CO2封存成本低,同时可实现煤层气高效采收,符合国家绿色发展理念.尽早布局煤层CO2封存安全研究是保障我国碳达峰、碳中和目标的战略要求.对煤层CO2封存技术发展现状和安全问题进行了梳理和分析,当前煤层CO2封存仍处于示范阶段,规模化推广应用尚未实现.煤层CO2封存安全性主要受封存地质体结构、地质灾害、工程扰动等因素影响,现有安全监测方法多以CO2泄漏产生的某些环境效应为监测对象,缺乏对封存地质体自身安全性的监测.煤层碳封存
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废弃矿井煤层气资源丰富,抽采废弃矿井煤层气,已成为煤矿区煤层气的重要资源之一.基于山西晋城矿区废弃矿井煤层气抽采实际,系统介绍了废弃矿井采空区煤层气赋存特征及其地面抽采技术的研究进展,分析了废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究现状和存在的问题,提出了目前我国废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究面临的关键科学问题和研究内容.研究结果表明,煤炭开采形成的冒落-断裂带,为采空区煤层气赋存提供了储集空间.废弃矿井采空区煤层气主要来源于煤柱及残留煤层、临近未采煤层和围岩中的游离气和吸附气,基于体积法对废弃矿井采空区吸附气和
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