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煤炭地下气化是对传统采煤技术的变革,气化炉选址是煤炭地下气化能否成功的先决条件。基于煤炭地下气化的研究进展和存在的问题,分析煤炭地下气化原理和气化炉选址的地质影响因素,重点分析煤级、煤层、地下水、围岩、构造等地质条件。结果表明:褐煤最适合地下气化;地下气化煤厚度应大于2 m、煤层倾角小于70°、埋深300~2 000 m适宜。同时,煤炭地下气化过程可能会对地下水造成污染,地下水涌入气化盘区也会导致气化失败;煤炭地下气化容易引起围岩破裂,造成地下水贯入气化区以及地表沉降;煤炭地下气化炉选址应避开构造复杂区域;地下气化可能会影响附近含水层微生物的活性,破坏地下生态环境系统。 相似文献
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煤炭地下气化为我国清洁、低碳、安全、高效现代能源建设开辟新的途径。为研究华亭烟煤地下气化污染物的富集、分布规律,以评估华亭烟煤地下气化的环境影响因素,采用地下气化模拟实验平台系统,通过不同富氧—水气化实验、不同尺度煤样的热解实验,研究煤层气化过程中焦油及气化残留物中重金属元素的富集规律。结果表明:随着烟煤的尺度（块体大小）增加,烟煤热解焦油呈增加趋势,而焦油产率呈先增加后减小的趋势;烟煤在N2、CO2气氛中热解时,热解焦油中主要成分为酚类、萘类以及烃类污染物;气化后残留重金属Ni、Cr、Zn、Cu、As这5种元素在氧化区最为富集、还原区次之、干馏干燥区最不富集,而Hg在氧化区富集程度最高、干馏干燥区次之、还原区最次,Pb在还原区富集程度最高、氧化区次之、干馏干燥区最次;重金属元素残留程度由高到低依次为Zn、As、Hg、Cr、Ni、Cu、Pb。针对华亭矿区,煤层气化后应重点检测重金属元素Zn、As、Hg。在后期实际煤层气化生产阶段,应结合华亭矿区煤层特征及地下水特征,在项目选址、气化工艺等方面进行污染物防控。在当前生态环境保护形势严峻的当下,研究成果对煤炭地下气化开采的污染物处置和减排具有一定的指导意义。 相似文献
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《中国煤炭地质》2020,(3)
根据六盘水煤田已有的大量文献、煤勘、钻探、物化探等地质资料,研究区内各赋煤构造单元含煤地层的水文地质情况、煤层发育情况、煤厚、煤质、埋深、上覆地层及下伏地层情况、工程地质条件、构造发育条件、有害元素情况等;结合最新矿权分布情况;立足贵州省地质构造复杂、薄煤层占比较高、煤层群发育的现状;基于FAHP构建煤炭地下气化资源评价层次结构模型,建立8个一级评价指标和24个二级评价指标,采用模糊层次综合评价法进行六盘水煤田煤炭地下气化资源评价。评价面积共计4 091.81km~2,可进行煤炭地下气化的资源总量647亿t;其中有利区资源量90亿t,面积1 140.62km~2;一般区资源量287亿t,面积1 398.79km~2,潜力区资源量270亿t,面积1 552.4km~2。评价结果显示六盘水煤田煤炭地下气化潜力巨大,可着重在有利区内进行工程示范。 相似文献
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煤炭地下气化技术(UCG)是一种潜在的煤炭利用新方法,对于缓解我国能源危机,保障国家能源安全,实现碳达峰碳中和的“双碳”目标具有重大意义,其探索研究一直受到世界各国的重视。针对UCG资源条件的适宜性、工艺技术的可行性、环境影响的可控性3个方面,综述了煤炭地下气化技术的发展现状,阐明了适合UCG技术的煤炭资源储量情况、地质选区选址技术的不同标准、气化工艺的发展历程与适用条件、影响气化实施的工程与环境因素。分析认为,UCG的地质选区技术多为定性分析特定地质条件下的有利区,缺乏定量化的指标体系和方法,并且主要针对浅部和中部煤层,评价体系有待完善,特别是多煤层地区和深部煤层的开发;环境因素对于UCG产业化发展的影响越来越大,将是未来研究的主要方向之一。 相似文献
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河北省辖区内赋存、分布的褐煤资源形成于早白垩世和第三纪，但由于煤层顶底板岩石固结程度差，建井开采时井巷变形严重，维护困难，致使大量褐煤资源未得以开发利用。根据已有资料分析，褐煤含煤区地质构造条件简单、水文地质条件简单、主要呵采煤层顶板以泥岩或炭质泥岩为主，岩石致密，透气性差。褐煤本身透气性好，燃点低，没有粘结性，挥发分高．受热容易膨胀破裂，诸多因素都表明适合采用煤炭地下气化的开采方式进行开发利用，因此有必要加强我省褐煤资源的地质勘查工作和煤炭地下气化工艺的研究，为今后褐煤开发利用奠定基础。 相似文献
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地下煤层气化的燃烧范围,气化燃烧热力影响边界、形态、方向,气化区冒落带的发展高度及气化煤层裂隙发育程度,是开展煤炭地下气化工程迫切需要解决的问题。基于煤炭地下气化工程试验区地震地质情况,从地震响应入手,在分析煤炭地下气化后地震波场响应特征的基础上,提出了运用高密度三维地震采集技术结合全三维地震属性解释技术,高精度识别煤炭地下气化燃烧范围、气化热力影响边界的方法。实际勘探成果表明,本方法地震成像清晰,预测精度高,与钻探结果吻合较好。 相似文献
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冀北榆树沟煤矿区褐煤地下气化地质条件分析 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对冀北沽源县榆树沟煤矿白芈系青石砬组含煤地层地质条件进行分析,认为仵该矿区进行煤炭地下气化是可行的。研究区构造简单,为一轴向近东西向的舒缓向斜,主要煤层厚度大,最大平均厚度为24.31m。可采煤层顶板多为泥岩、炭质泥岩,尤其是煤系上覆的“三趾马红土”层,对气体有良好的圈闭作用。由于褐煤的灰分含量高,26％～49．03％,地下气化时对煤层顶板影响小,主要煤层埋藏浅200—300m,水文地质条件简单,根据诸多因素分析认为该矿区适合进行褐煤地下气化开采。 相似文献
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为厘清影响煤炭地下气化的地质因素,构建科学的地质指标评价体系,对影响煤炭地下气化的七大类地质条件、41个次级地质指标进行了系统分析和分级量化,建立了地质选区指标体系;根据对选区的重要程度,将各地质指标分为基本地质指标（A）和关键地质指标（B）两类,基于这两大类指标,提出了两种新的煤炭地下气化有利区定量评价方法,精细型（A+B）和通用型（B）;利用专家打分法和层次分析法确定了这两种评价方法中所涉及到的地质指标权重;依据资源、开采技术、区域构造和环境四大类条件,厘定了评价结果的定性分级方案;综合定量评价和定性分级,提出了有利区优选的一般步骤,最终形成了一套完整的煤炭地下气化有利区评价技术体系.该评价技术体系的有效应用,可为煤炭地下气化科学选址和产业化进程推进提供重要理论支撑. 相似文献
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根据万全煤田地质构造、水文地质、地层岩性、煤类与煤质、煤层(组)厚度与夹矸的具体分布特点,对万全煤田煤层地下气化开发条件及其前景进行了较为全面的分析和研究.结果表明该区地质构造简单,水文地质条件单一,煤层顶底板主要为泥岩、碳质泥岩和粉砂岩,而煤层为褐煤,均为煤层进行地下气化的良好条件;唯有煤层夹矸层多是不利于地下气化的因素. 相似文献
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我国富油煤资源丰富,采用地下原位热解“取油留碳”是富油煤资源绿色高效开发的主要趋势。富油煤地下原位热解开采尚处于技术研发阶段,需要围绕富油煤原位开发的关键技术开展攻关。地下体系封闭是保障富油煤原位热解开采能量高效利用和生态环保的关键技术之一,亟需研发并构建适于富油煤原位热解开发特点的地下体系封闭技术。根据目前地下体系封闭技术研究与应用现状,系统梳理总结了地下冻结、注浆帷幕、气驱止水、泡沫止水等各类地下体系封闭技术原理与优缺点,深入分析了各类技术的地层适应性。结合富油煤层埋深、层厚、区域构造等地质特点,以及热解开发工艺和规模,讨论了不同体系封闭技术在富油煤热解开发中的适用性。探讨了体系封闭技术研发的发展趋势,即创新现有技术原理、发展复合封闭技术。针对地下体系封闭技术的工程实施,围绕开发前精细设计、开发中严密监测和开发后安全恢复,提出了包括地下体系封闭设计-监测-修复和环境恢复的系统方法。通过整合富油煤原位热解、地下体系封闭、产物驱采、CO2地质封存等关键技术,提出了富油煤地下原位热解开发及CO2地质封存一体化技术构想,为我国富油煤地下原位热解开... 相似文献
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煤层气化学组分、甲烷碳氢同位素特征对煤层气成因、分布规律和煤层气资源评价具有重要意义。为了查明河东煤田北部兴县地区山西组、太原组煤层甲烷及二氧化碳成因，采集研究区煤层气井解吸气样，通过组分分析、CH4碳氢同位素和CO2碳同位素测试，根据煤层气成因图版，分析了煤层气稳定同位素的地质影响因素，揭示了研究区煤层气成因。结果表明，区内主力煤层的甲烷碳同位素存在明显差异:8煤甲烷δ13C1值介于-55.1‰~-44.2‰，平均为-49.2‰；13煤δ13C1值介于-65.7‰~-55.7‰，平均为-59.8‰。同一煤层内甲烷碳同位素呈现出随煤层埋深增加而变重、随水动力条件增强变轻的特点；甲烷碳同位素偏轻，重烃组分偏少，表明受到一定因素或次生作用的影响。8煤以热成因气为主，13煤以次生生物成因气为主。研究区8煤δ13C （CO2）介于-17.3‰~-4.8‰，13煤δ13C （CO2）介于-26.3‰~-6.9‰，二氧化碳为煤热演化初期或最近一次煤层抬升再沉降后煤中有机质热裂解产生。研究成果为明确该区煤层气勘探开发方向提供了理论依据。 相似文献
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宿南矿区为淮北煤田重要矿区,其中72煤层为矿区主要可采之一。地质勘探资料表明,该煤层的厚度变化较大,变化特征明显。在矿井地质调查及矿区地质构造研究的基础上,发现该煤层煤体结构破碎,煤层厚度变化与区内地质构造具有密切的联系。在煤厚区域分布特征方面呈现NW-SE向厚薄相间分布,其方向与研究区总体褶皱方向一致。局部厚度变化特征方面与断层走向及褶皱轴向关系密切。因此,排除该煤层原生沉积影响因素,断裂构造与褶皱构造以及褶皱作用伴生的层滑构造为区内煤层厚度变化的主要控制因素。 相似文献
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煤基碳排放构成了中国碳排放总量中最重要的部分,做好煤基碳减排和煤炭高效洁净低碳化利用是实现“碳中和”国家目标的重要途径,碳中和背景下的煤地质学发展值得关注。系统评述与碳中和相关的煤地质学研究领域,分析煤地质学在碳中和研究与工程实践中的作用和应用前景,探讨碳中和背景下煤地质学的重要发展方向。取得以下认识:推进清洁煤地质研究、服务煤的高效洁净化燃烧,勘探开发煤系天然气低碳燃料、优化一次能源结构和化石能源结构,开展煤化工资源勘查与开发地质保障研究、推动煤炭的低碳能源转化和新型煤化工产业发展,深化瓦斯地质研究、提高煤矿瓦斯（井下）抽采率、控制煤矿瓦斯的大气排放和泄漏,研究煤层甲烷天然逸散和煤层自燃排放、控制煤层露头的天然排放,发展煤层CO2地质封存与煤层气强化开发（CO2-ECBM）技术、推动碳捕获、利用与封存（CCUS）技术发展及其在火力电厂烟气碳减排中的商业化应用,研究煤炭勘查企业的碳足迹、实现企业净零排放,是与煤地质学紧密相关的碳减排技术路径;其中煤层甲烷与煤系气高效勘探开发、深部煤层CO2-ECBM、煤层露头气体逸散与自燃发火控制、洁净煤地质与煤炭精细勘查是碳中和背景下煤地质学优先发展的重要领域。 相似文献
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矿井无线电波勘探可用于煤层地质构造探查,凭借其轻便和效果好等优势,成为煤层地质构造探查的常规和必备手段。现阶段无线电波信号在煤层中的能量衰减较快,大宽度煤层工作面透射无线电波探测面临制约。基于此,提出煤层工作面无线电波反射勘探方法。首先,数值模拟构建二维含煤地层电性模型,对无线电波Hx分量信号的场强值进行分析。模拟结果显示:无线电波在正常煤层巷道中Hx分量信号的场强值衰减与传播距离呈现近似线性关系,为无线电波反射成像算法奠定理论基础。其次,在模型中距巷道5、10、15、20、25、30 m处设置断层异常区。与正常无断层煤层相比:Hx分量场强值在断层处会发生数值突变,场强值先增大再减小,并且随着断层距巷道距离的增大反射场强值整体减小;当断层距巷道25 m以后,场强值变化不明显。最后,利用某煤矿工作面进行现场试验。试验采用0.965 MHz的频率进行整条巷道的无线电波反射探测,探测结果中地质异常附近无线电波场强值异常升高,显示出明显的直达波和反射波相叠加的现象。通过回采揭露验证,场值异常处与断层位置吻合较好,试验取得良好的效果。综上所述,无线电波在正常煤层巷道中场强值衰减与传播距离呈近似线性关系,当工作面内存在构造异常时会产生直达波和反射波相叠加的现象,其场值会发生跳跃升高。采用反射无线电波法进行煤层工作面地质异常探测具有可行性和有效性,为煤层工作面地质构造探查提供一种新的方法和思路。 相似文献
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为评价煤层气资源勘探开发潜力和指导矿井安全生产,对准噶尔盆地南缘硫磺沟煤矿主煤层(4-5、7、9-15号煤)的储层物性特征(显微组分、裂隙及含气性等)进行了测试分析,结合现场钻井资料、瓦斯解吸及瓦斯涌出量等资料,从构造、沉积、煤层埋深、水动力条件等方面分析了该区煤层气的控气地质因素。结果表明：煤储层物性较好,孔裂隙较为发育,微裂隙高达3 935条/9 cm2;煤层含气性(瓦斯含量)较好,4-5号煤层为4.88~10.81 m3/t,平均6.56 m3/t。控气地质因素分析表明,准南硫磺沟煤层气的控气模式以构造-水动力耦合控气为主。同时,利用多层次模糊数学综合评价模型,预测的硫磺沟煤矿(4-5号煤)煤层气赋存有利区为钻孔29-3和28-3周边区域。 相似文献
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深部煤层渗透性普遍较差,直井压裂开发单井产量低效果不甚理想,而U型水平井分段压裂开发煤层气技术已取得很好的效果。该项技术试验前必须进行适合该井型的地质评价。以鄂尔多斯盆地东缘延川南区块为例,首先分析影响水平井压裂产能的地质因素,主要为单井控制资源量、储层渗透性和煤层气解吸难易程度,其中单井控制资源量受含气量和煤层厚度影响,渗透性与煤层埋深、构造及煤体结构等有关,碎裂煤发育区渗透性相对好。而后假定吸附性能不变的前提下,利用数值模拟方法分别模拟了不同渗透率、含气量和煤层厚度条件下水平井压裂的产气情况,模拟结果表明水平井压裂后累计产气量与渗透率、含气量、煤层厚度正相关。最后在经济效益评价的基础上,查明适合水平井压裂的地质条件:渗透率>0.25×10–3μm2,含气量>12.3m3/t,煤层厚度>2.9m。该地质适用性评价标准在现场得到广泛应用,并收到了良好的开发效益。 相似文献
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西南地区晚二叠世龙潭组煤层气勘探开发取得较好的成效,该层位弱含水性制约着煤层气的排采。为揭示多煤层合采条件下煤储层的压降特征,以平面径向渗流理论为指导,利用松藻矿区Q1井地质工程数据,基于井底流压、套压、日产水量、日产气量数据的综合分析,建立了纵向上不同储层的井底流压数学模型,并分析不同储层的压降特征。研究表明:M6、M7、M8煤层的初始产气时间分别为45d、162d、217d;储层压力和渗透率控制储层供液能力,导致压降效果随层位的降低而降低;储层临界解吸压力相差较大（4.07 MPa）和日产水量低（0.23 m3）影响多煤层的合采效果。加强选层综合研究、产水特征分析和注水时机研究,开展递进排采相关工艺设备研发和工程探索是弱含水煤层群合采的重要工作方向。 相似文献
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煤体结构及破裂压力直接影响煤层气开发的工程设计和产气效果，其中煤体结构评价方法较多，但针对寿阳区块高阶煤，地质强度因子（GSI）法效果最好，但其具有很强的地域适用性；煤层的非均质性极强，破裂压力预测效果并不理想。针对上述问题，通过引入取心率、连续心长等参数优化地质强度因子法，进而建立适用于本区的煤体结构定量评价方法，结果表明，其测井解释结果准确性达到86.3%。同时，在煤体结构评价的基础上，引入煤体破碎指数并建立煤层破裂压力预测公式，利用公式计算的破裂压力与实际相对误差2.5%~16.1%，平均误差8%。提出的煤体结构及破裂压力预测方法对沁水盆地高阶煤适用性较好，能够为煤层气勘探开发及压裂改造提供有力支撑。 相似文献
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瓦斯区域超前治理是实现煤矿安全、高效及智能化开采的重要保障,针对碎软煤层区域瓦斯高效抽采难题,以陕西韩城矿区3号煤层为研究对象,提出井下煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯抽采模式。采用理论分析、数值模拟和现场试验等多手段相结合的方法,验证模式适用性,阐明紧邻煤层顶板梳状钻孔压裂裂缝延展规律、抽采机理和压裂曲线特征,进而建立适用于500 m孔深的集地质条件动态分析、分段水力压裂、封隔器遇阻解卡和压裂范围连续探查于一体的顶板梳状长钻孔裸眼分段水力压裂关键技术体系,实现煤层顶板梳状钻孔主孔轨迹距离煤层5 m左右、多段均匀压裂、压裂范围全孔监测和孔内事故高效处理。以此为基础,在韩城桑树坪二号井开展2孔次的工程实践:压裂主孔深度588 m、距3号煤层2 m左右,单孔压裂6段,压裂范围探查深度381 m、压裂影响半径20 m以上;压裂后,钻孔抽采瓦斯平均体积分数40%以上、瓦斯抽采量1 m3/min以上,抽采效果是常规钻孔的4倍,120 d瓦斯抽采有效半径可达9 m,实现了碎软煤层瓦斯区域高效抽采。并提出了适用于碎软煤层大区域瓦斯抽采以及高瓦斯压力碎软强突煤层远程区域抽采卸压等规模化应用技术思路。 相似文献