期刊名称: 《中国煤炭地质》 创办日期: 1989年
主管单位:国务院国有资产监督管理委员会
主办单位: 中国煤炭地质总局 主编:谢志清 刊期:月刊 出版地:北京市 国内统一刊号(CN): 10-1364/TD 国际标准刊号(ISSN):1674-1803
中国低变质烟煤储量丰富,中低温热解是低变质烟煤极佳的利用方式,介绍了煤热解、煤热解过程的影响因素及煤热解的研究现状,重点梳理了煤热解机理的发展及热解机理的最新研究成果,现阶段实现了对煤热解过程的定量描述,对煤热解过程中的二次反应认识也得到了一定的细化,继续加大煤热解的基础研究将为中国煤炭资源的高效清洁利用指出方向,实现煤的定向热解和产物调控,更好地指导工业实际应用。
富铁矿是我国紧缺的战略矿产资源,长期依赖进口,严重影响了国家经济社会发展和资源安全。提出了中生代华北克拉通破坏背景下的矽卡岩型富铁矿“煤铁共盆”成矿理论和华北赋煤区“煤下找铁”四级渐进找矿预测方法,在研发深覆盖条件下微弱地学异常信息提取和增强技术的基础上构建了深覆盖区“空—地—井”协同立体勘查技术体系,在重要矿集区实现了富铁矿深部找矿突破,开拓了我国富铁矿深部找矿新方向,对提升我国富铁矿资源供给能力和保障资源安全具有重要意义。
新疆煤田火区是我国乃至世界上最大的煤田火区,煤火不仅消耗掉大量煤炭资源,同时其燃烧后释放的有毒有害气体也对大气环境造成了严重污染,对国土资源也造成了严重的破坏,极大的影响了当地经济、社会与生态的发展。因此精准勘查火区范围对治理煤田火区具有重要意义。由于各个火区所处的煤田地质条件并不一致,且发火影响因素有差异,所以目前针对火区的勘查手段并没有统一的执行标准,同时通过单一的勘查手段并不能完全准确查明煤田火区的燃烧状况,而为了提高勘测精准程度就需要使用更多的勘查手段,这便使得勘查成本大幅提升。为了平衡好勘查精准程度与勘查成本,本次针对新疆吐哈煤田急倾斜煤层火区采用了综合勘查手段,通过实践研究表明,在控制成本的基础上,本次采用的综合勘查手段有很高的准确度和可靠性,为其他具有类似地质与开采技术条件的煤田火区精准勘查提供了良好的借鉴。
海太过江通道公路段工作井基坑采用悬挂式止水帷幕,其帷幕深度对基坑开挖施工安全有重要影响。根据承压水抽水试验实测数据,采用数值反演法获取了承压含水层相关水文地质参数;基于研究区地层结构特征,建立了三维地下水流运动数学模型,确定了帷幕最优深度、井群位置和降水井数量。计算结果显示,设计的降水方案能够保证施工场地干燥、基坑底部不发生突涌、土体不发生渗透变形和基坑周围沉降量在允许值内。因此,本建议方案优化了承压降水井群,降低了悬挂式止水帷幕深度,节约了降水成本,为设计部门提供了依据和技术支撑。
2017年,松宜地区陈家河煤矿区发生了酸水污染事件,对当地环境产生了严重影响,生态环境部委托相关单位对该区展开了地下水污染调查工作,试图查明地下水污染程度及污染路径,为后期治理提供水文地质依据。通过分析陈家河流域地表水与地下水氢氧同位素组成特征及分布规律,探讨不同水体之间的补给关系,结果表明:(1)陈家河流域水体δ~(18)O-δD关系图斜率与斜距均小于全球大气降水线,显示该区域水体主要由大气降水补给。(2)δD与δ~(18)O上游至下游变负的趋势增大,表明下游地表水受到地下水与矿洞水补给。(3)δD与δ~(18)O的数值关系表明,在陈家河流域下游可能存在地下水运移的优势通道,例如断层导水带,岩溶通道等。(4)流域范围内水体δ~(18)O与Cl含量关系反映流域中下游地区地下水在一定程度上受到人类活动的影响。
覆岩离层注浆充填技术既解决了长壁开采控制地表变形的问题,又提高了采出率,但随着该技术的广泛应用,其理论研究和技术发展遇到了瓶颈。以夏店煤矿3117工作面瓦斯泵站下注浆开采项目为例,从离层演化规律、高性能浆液配置和地表观测等方面开展了研究,有效指导实际工程应用,为推进绿色矿山建设、促进离层充填技术的高质量全面发展提供了新的思路。
在浅部资源渐趋枯竭的背景下,针对大量“三下”压覆煤炭,离层注浆减沉技术越来越受到广泛应用。不过目前条带式充填开采基础上的离层注浆工艺研究还比较欠缺,结合邢台某矿条带式充填开采+离层注浆减沉实践,通过充填后采高等效换算,条带开采工作面注浆关键层优化、邻空工作面注浆孔位确定和注浆压力持续控制等关键技术,实现了条带式充填开采回收以往煤柱的地表沉降控制,地表沉降幅度在30mm以内,补充了不同条件的离层注浆工艺研究,对以往条带式开采矿井剩余煤柱的绿色回收有重要意义。
地面区域治理技术因具可地面治理、区域治理、超前治理等优势,在受底板水威胁严重的矿区越来越多地得到了推广应用。地面区域治理钻孔能够一孔多用,其施工过程中的异常信息,如漏失量增大、岩性突变等,是判断断层发育的重要依据,通过施工分支钻孔,能够进一步查清断层发育情况,同时能够对断层进行注浆加固。古汉山矿1705工作面由于三维地震勘探施工较早,构造控制精度较差,在实施地面区域治理工程过程中,通过收集分析施工中的异常信息,进一步施工分支钻孔进行验证,探查出工作面内存在三维地震勘探未发现的两条倾向相反的隐伏断层组成的地堑构造,从而为工作面优化调整设计,完善灾害治理方案提供了重要依据。
围绕曹家滩煤矿井下充填工业试验开展了注浆材料制备研究。通过固定水灰比,改变级配,分析浆体对粗颗粒矸石粉(>0.15mm)的容纳极限;改变水灰比,固定级配,分析水灰比对浆体粗颗粒占比的影响。试验显示:固定水灰比为1.7∶1,粗颗粒(>0.15mm)占比40%以下,浆液状态稳定且具备可注性;固定水灰比为1.4∶1,粗颗粒(>0.15mm)占比高达70%,浆体依旧稳定。研究表明:水灰比减小,浆体对粗颗粒(>0.15mm)的容纳极限增大。
在西部复杂地区开展干热岩地热勘探,因特殊地表和地下地震地质条件,采集的原始三维地震资料中面波广泛发育,干扰严重,常规二维速度滤波难以达到预期效果,甚至损伤低频有效信号。结合小面积三维地震资料特点,充分利用三维数据空间分布特征,在十字交叉域利用锥形滤波去除面波干扰,从单炮记录、叠加剖面及信噪比分布等方面对比分析了其应用效果,压制了面波干扰,保留了有效信号,刻画了丰富的波组信息,提高了信噪比,为后续资料解释工作提供了坚实的数据基础,也为西部复杂地区地热勘探工作提供了技术支撑,具有良好的应用效果和潜力。
地质灾害易发性是地质灾害风险评价的基础,是国土空间规划、地质灾害防治及工程建设的重要依据。以贵州省荔波县为例,采用信息量法对研究区地质灾害易发性进行评价。以遥感解译、现有灾害点、隐患点、历史灾害数据为评价基础数据,获取地质灾害信息量。以地形坡度、坡高、坡形、断层、地层、斜坡结构、水系距离7个固有地质环境影响因素为评价指标,开展易发性评价。研究结果显示:荔波县极高易发区4个,占31.65%;高易发区5个,占30.26%;中易发区4个,占29.11%;低易发区3个,占8.98%。经野外验证,符合度较高,评价结果可信。
为了实现突水危险等级的准确评价,提出一种基于组合赋权的有限区间云模型评价方法。首先确定评价指标及其相应的分级标准,并通过组合赋权法计算出各指标的权重;同时基于正态有限区间云模型理论利用MATLAB计算各指标隶属于突水危险等级的云数字特征,生成正态云滴;最后,对唐家会煤矿61304工作面进行底板突水危险性评价,以验证该模型的可行性和科学性。评价结果显示,ZL-1、ZL-2和ZL-4点危险等级属于Ⅳ级和Ⅲ级,危险等级高于其它四个评价点。同时,这些位置的钻孔出水量和注浆量明显大于其它评价点,且都位于音频电透视探测结果的异常范围内。研究结果表明,本文提出的模型适用于底板突水危险性评价,丰富了煤层底板突水危险性评价方法,具有良好的应用前景。
探地雷达是探测公路路基内部隐性损伤的有效手段,具有数据采集速度快、分辨率高、抗干扰能力强等优点,但人工解译速度慢,解译水平参差不齐。以常见的公路路基空洞病害为例,总结了一种基于U-net神经网络进行探地雷达探测图像识别的方法,有效提高了探地雷达数据解译的速度和精度,在模拟数据集和实测地下空洞数据上都取得了较好的预测效果。
物探方法因其成本低,对周围环境友好等优点在岩溶塌陷探测中被广泛使用。在分析湖北武汉市江夏区法泗街道地面塌陷勘查区地质和地球物理特征的基础上,选用高密度电法、微动法以及等值反磁通瞬变电磁法三种物探方法,开展了岩溶塌陷区综合地球物理测量与方法试验研究,通过对以上综合地球物理数据的解译,确定了该区岩溶塌陷的大小、深度以及基岩上顶界面的埋深,取得了良好的地质效果。研究结果表明,高密度电法对浅部的低阻异常体识别较好,等值反磁通瞬变电磁法和微动勘探法则在中深部分辨率比较高,三者综合应用,可以在岩溶塌陷区取得良好的探测效果。