中国绿色煤炭资源概念和内涵及评价

煤炭资源是我国的优势矿产资源。正确认识我国煤炭资源现状,实现煤炭资源清洁高效开发利用,攸关我国能源可持续发展。定义绿色煤炭资源为在当前先进技术条件下,资源禀赋条件适宜,能够实现安全高效开采、生态环境友好,适宜清洁高效利用,且具有经济竞争力的煤炭资源。从新的角度重新审视我国煤炭资源状况,详细阐述了绿色煤炭资源的概念内涵,构建了绿色煤炭资源评价技术框架,并对我国绿色煤炭资源进行了总体评价。结果表明,我国绿色煤炭资源总量较大,其中已探明资源量为9 733.65亿t,且集中分布于"井"字形区划下的晋陕蒙(西)宁地区和新疆北疆地区,但绿色煤炭资源基础储量约为855.77亿t,经济可采的绿色煤炭资源储量仅为445.34亿t,资源保障程度仍有待加强。全面确立基于绿色煤炭资源评价的煤炭资源开发利用模式,将有助于系统规划我国煤炭地质工作,明确区域资源开发战略与产能布局,实现煤炭资源可持续发展。

邯郸-峰峰矿区新构造特征及其煤炭资源开发意义

采用遥感图像解译、天然地震震源分析等手段,对邯郸-峰峰矿区的新生代构造特征进行了深入研究.受太行山山前断裂带伸展滑脱的区域构造背景条件的控制,邯郸-峰峰矿区的先存断裂在新生代不同程度地重新活动,同时形成一些新断裂.矿区新构造格架由NNE-SSW向构造线与NWW-SEE向构造线组合而成,两组断裂交汇部位是底板突水、瓦斯突出等矿井地质灾害的易发地段.在华北新生代伸展变形区,新构造,尤其是活动断裂对矿井安全生产的影响应引起充分的重视.

构建煤炭资源强国的战略路径与对策研究

煤炭是我国的优势矿产资源,在能源结构中具有基础性地位。作为全球煤炭资源开发利用大国,新形势下我国建设煤炭资源强国的重要性日益凸显。本文在界定煤炭资源强国概念与内涵的基础上,辨识了煤炭资源强国的主体要素特征,并从绿色煤炭资源、工程技术、人才教育、企业经济、"一带一路"等要素层面,全面评价了我国实现煤炭资源强国的差距,进而明确了构建煤炭资源强国的战略目标与路径,最终提出了相应的政策建议。研究发现,我国已经具备建设煤炭资源强国的基础,但在煤炭资源勘探开发与转化利用相关的技术、产业、市场等方面仍存在诸多问题。实现煤炭资源强国,亟待强化绿色煤炭资源基础、工程科技创新能力、企业发展与市场环境建设以及人才与制度保障,系统提升煤炭工业的全球竞争力。

我国煤炭资源“井”字形分布特征与可持续发展战略

煤炭是我国的主体能源,科学地认识煤炭资源现状,需要对煤炭资源分布格局与赋存特征有系统的区划辨识,进而制订相应的可持续发展战略。研究发现,我国煤炭资源分布受东西向展布的天山—阴山、昆仑山—秦岭—大别山两条纬向构造带和南北向展布的大兴安岭—太行山—雪峰山、贺兰山—六盘山—龙门山两条经向构造带控制,呈"两横"和"两纵"相区隔的"井"字形分布特征。"井"字形区划格局不仅辨识了含煤盆地和煤炭资源的聚集与分布特征,还与区域自然地理、生态环境以及社会经济发展水平等要素直接关联。"井"字形区划格局下,中部晋陕蒙(西)宁区和蒙东区以及西部北疆区煤炭资源富集,勘探开发潜力巨大,而东部除黄淮海区少数省市以外,可供开发的煤炭资源面临枯竭。本文在系统分析我国煤炭资源发展面临的形势和问题的基础上,从攸关能源安全、生态安全和社会经济发展的角度,提出了实现我国煤炭资源可持续发展的战略思路、目标、重点实施路径以及相应的保障措施。

煤炭资源型城市矿山遗址旅游开发潜力测度与开发模式选择

旅游开发是关闭煤矿经济转型的重要渠道之一,煤炭资源型城市矿山遗址旅游开发的适宜性与开发模式取决于其所具有的旅游开发潜力,测度矿山遗址旅游开发潜力、识别开发类型已成为旅游开发领域亟待研究的课题。本文从矿山旅游资源、矿山开发条件、城市开发环境3个维度着手,构建了矿山遗址旅游开发潜力测度模型,完成了我国煤炭资源型城市矿山遗址的旅游开发潜力实证研究。结果表明:煤炭资源型城市矿山遗址的旅游开发潜力存在明显的差异性,综合潜力排名前十位的城市为:徐州、邯郸、枣庄、邢台、焦作、张家口、大同、淮南、平顶山、抚顺;开发潜力空间格局呈现“两核、三中心”集聚特征。为此建议,煤炭资源型城市应根据资源价值、开发潜力及其空间格局的不同,选择相应的开发模式;适时编制矿山遗址旅游开发规划,探索构建“政府主导、多方合作”的矿山遗址旅游开发新机制,支持矿山遗址向旅游功能的转型升级。

深部新区煤炭资源赋存规律及其勘探模式

深部新区类型是指覆盖层巨厚、主采煤层埋深大（800～1000m）的区域。由于煤层赋存较深，这些地区以前通常没有或很少进行过煤炭勘查和开采，煤炭地质工作程度低，煤层赋存状况的资料缺乏，几近于空白勘查区，深部煤炭资源勘查难度较高。通过对高家堡勘探区勘探历程的分析总结，探讨了深部新区类型煤炭资源的赋存规律及其勘探模式。

山西省煤炭资源供需形势及需求预测

从山西省煤炭资源生产能力、消费需求水平及供应能力三者发展现状入手,对煤炭供需平衡及保障能力进行了分析。最后基于山西省能源消费现状及构成,并利用灰色模型GM(1,1)及专家群体决策,对晋煤需求总量进行了定量与定性预测,在总结分析保障煤炭资源供需平衡的主要问题基础上,提出了晋煤发展相应的对策和建议。

我国煤炭资源开发生态环境影响调查

研究煤炭资源开发对生态环境影响对我国煤炭行业生态文明建设具有非常重要的意义。依据对国家相关规划、主要产煤省的调研结果,在充分分析我国煤炭资源开发状况、生态环境影响、生态环保措施及效果的基础上,提出了我国煤炭资源开发生态环境影响特点及其制约因素,并为推动我国煤炭资源开发的生态环保工作提出政策建议。

论榆神府矿区煤炭资源的适度开发问题

从水环境承载力角度论述了榆神府矿区煤炭资源的科学开发规模,认为矿区整体上环境承载力有限,目前开发规模已经达到极限,尤其是窟野河全流域、秃尾河沿岸,在没有彻底解决水资源问题之前,不能再扩大生产规模或新建煤矿。对于现有生产矿井,应逐步淘汰。榆神矿区三、四期规划区除小保当一号煤矿外,停止新建煤矿,实行煤矿数量和产量的双控制,推广保水开采技术,确保区域煤炭工业健康发展。

我国煤炭开采中的冲击地压机理和防治

总结了我国煤矿冲击地压灾害发生的特点,分析了冲击地压、岩爆和矿震之间存在的联系和区别,建立了煤矿冲击地压的3种力学模型:材料失稳型冲击地压、滑移错动型冲击地压和结构失稳型冲击地压。提炼出煤炭开采中的冲击地压研究需要解决的4个方面的科学问题:地质赋存环境对冲击地压的作用机制及量化分析方法、深部断续煤岩体的变形破坏规律和工程动力响应特征、采动应力分布和能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机理、煤矿冲击地压的监测预警与防治方法,总结归纳了近年来我国在冲击地压机理与防治技术方面的研究成果以及存在问题,指出了今后我国煤矿提高冲击地压防治水平的努力方向。

煤炭深部开采与极限开采深度的研究与思考

从分析开采深度的增加导致一系列工程灾害如岩爆、煤与瓦斯突出、顶板垮落、底板突水等日益严重的特点入手,阐述了国内外关于深部、浅部差异的量化界线。进一步针对煤炭科学开采对资源储量和开采技术发展水平的要求,从工作面环境温度、巷道变形控制以及采动岩体能量聚集灾变等方面,论述了极限开采深度的概念,给出了极限深度范围。

煤炭开采新理念——科学开采与科学产能

针对我国煤炭资源开采的现状及存在的问题,提出了煤炭资源"科学开采"和"科学产能"的概念和内涵。科学开采是指在科学发展观引领的与地质、生态环境相协调前提下最大限度地获取自然资源,在不断克服复杂地质条件和工程环境带来的安全隐患前提下进行的安全、高效、绿色、经济、社会协调的可持续开采;科学产能是指在具有保证一定时期内持续开发的储量前提下,用安全、高效、环境友好的方法将煤炭资源最大限度采出的生产能力,主要包括3方面的要求:安全开采、绿色开采和高效开采。在此基础上提出了生产安全度、生产绿色度、生产机械化程度的煤炭科学产能评价指标体系与标准,并对我国五大产煤区及全国和发达国家进行了科学产能分析对比。结果表明:2010年我国煤炭产能得分平均为42.58分,按科学产能标准得分在70分以上的煤炭产量为10.78亿t,仅占全国煤炭总产量的33.27%;而美国、澳大利亚、英国、德国等世界先进产煤国的煤炭科学产能得分均在90分以上,我国与世界先进水平差距较大,应当全面推行科学开采和科学产能的理念,坚持煤炭科学开采,全面提升我国煤炭开采的科学化水平。

长壁矸石充填开采上覆岩层移动特征模拟实验

长壁矸石充填工作面采空区由于被充填材料占据,上覆岩层移动特征将不同于垮落法管理顶板,采用相似模拟和数值计算模拟工作面回采和矸石充填过程。通过改变支架初撑力和工作阻力、充填材料的夯实力,模拟不同充填率情况下上覆岩层应力变化和岩层移动特征,结合现场实测结果认识长壁矸石充填开采上覆岩层移动规律。研究发现:支架工作阻力对充填效果影响显著,充填支架高初撑力和工作阻力可以限定顶板的变形,保证足够的时间使更多的充填材料充进采空区,进而减小缓慢下沉带高度,控制地表变形。采空区内充填材料限制直接顶的变形、下沉以及冒落,直接顶以断裂和冒落为主,冒落后整齐地排列在采空区矸石上。基本顶以弯曲下沉形式随直接顶移动,上覆岩层冒落高度显著降低。

中国乌达煤炭基地尘土汞分布特征

针对乌达区约200km^2的区域按照1km网格法在185个点位采集了约1.5mm厚度的地表尘土样.热解-Lumex RA-915汞分析仪对其测试结果表明:煤矿区尘土汞含量范围117~765ng/g,平均值为285ng/g;工业园尘土汞含量范围160~6453ng/g,平均值为804ng/g;城区尘土汞含量范围41~382ng/g,平均值为160ng/g;农场尘土汞含量范围16~198ng/g,平均值为66ng/g;荒地尘土范围3~284ng/g,平均值为50ng/g.乌达区尘土汞分布具有显著的非均一性.与乌达区背景值(18ng/g)和中国潮土背景值(50ng/g)相比较,乌达工业园和煤矿区尘土汞明显富集.与国内金属矿区、城区尘土Hg含量相比,乌达煤矿区、城区尘土Hg含量较低;煤矿区尘土汞与煤火区、矸石山相对位置和本身地势有关;城区位于煤矿区下风向,受煤矿区煤火影响,植被稀少、空气干燥和夏季日照较长成为制约汞沉降的主控因素;工业园区的极大值点可能与区域地理位置和PVC生产相关.通过计算Igeo值,发现乌达区工业园污染严重,偏重污染区域占全区36.59%,7.32%达到极重污染程度;煤矿区多为偏中污染和中污染,在全区所占比例为84.09%,偏重污染区域仅为2.27%;城区、农场和荒地污染较少.

工作面跨巷道开采的安全岩柱厚度与加强支护技术

为保障大采高工作面跨石门巷道开采过程中的生产安全,通过理论分析建立了大采高工作面跨巷道开采的力学模型,并定义了工作面与石门巷道之间的安全岩柱厚度;根据分析结果设计了石门巷道的支护方式和工作面跨巷道开采的进度安排,同时对开采过程进行了矿山压力监测。研究结果表明:合理的安全岩柱厚度由工作面底板破坏深度、石门巷道顶板破坏高度和承载岩柱厚度3部分组成,石门巷道的分区段加固方式可以最大限度地节约支护成本,大采高工作面跨巷道开采过程中的支架工作阻力没有发生异常变化,表明石门巷道加固达到了预期效果,实现了大采高工作面跨石门巷道的安全开采。

多伦协鑫煤矿1702^(-1)工作面水体下综放开采安全煤岩柱的留设研究

为了实现多伦协鑫煤矿1702-1工作面变综采为综放开采,进一步提高煤炭资源的开采效率,在水文地质补勘、岩土工程试验、覆岩结构分析、"两带"高度实测、相似模拟和数值模拟试验的基础上,讨论了缩小工作面上部安全煤岩柱厚度的可行性。综合分析认为,该工作面可以实现变防水安全煤岩柱为防砂(塌)安全煤岩柱,从而为采煤方法的优化奠定了基础。

我国煤矿安全高效开采地质保障系统研究现状及展望

从近40年来我国煤炭工业的发展进程,分析和总结了我国煤矿安全高效开采地质保障系统建设随着煤炭工业从炮采和普采向机械化开采的转变,经历了从煤田地质学发展到采矿工程地质学和矿井工程物探的发展过程,并逐步构建了煤矿安全高效矿井地质保障系统的基本框架。20世纪90年代中后期,随着煤矿采区高分辨三维地震勘探技术体系研究成果的建立和完善,使煤矿精细地质构造、煤与瓦斯突出、矿井突水通道等灾害隐患的探测精度和预测准确度大大提高,促进了我国煤矿安全高效矿井的迅速发展,煤矿安全高效矿井地质保障系统也走向成熟并在全国煤炭系统推广应用。虽然煤矿地质保障系统在保障开采安全、提高开采效率等方面取得了显著的成效,但随着信息技术的深度融合和煤矿机械化水平的进一步提高,煤炭绿色开采、智能精准开采等对煤矿安全高效开采地质保障系统提出了更高的要求,矿井地质透明化是当前煤矿安全高效矿井地质保障系统发展的努力方向。其重点任务是:①在统一的数据融合基础上,进一步提高地球物理勘探精度,提高矿井地质的透明化水平,构建煤矿智能开采地质保障平台;②研发与惯导技术一体的高分辨煤岩辨识仪器装备,实现对工作面前方5 m范围煤岩结构的自动化数据采集与精准识别;③以岩层结构为基础,以岩石力学和流体因子为重点,开发和建立智能矿山建设决策与灾害隐患预警系统。

AHP-Fisher判别法在工作面安全开采评价中的应用

为更好地评判工作面能否实现安全开采,在系统收集现场煤矿开采底板突水资料的基础上,不仅采用突水系数、含水层富水性作为评价指标,还将突水水源按照其自新至老及其组合方式进行了分类并作为其中一个评价因子。采用单一Fisher评判和AHP赋权-Fisher评判方法建立工作面安全开采底板危险性评价模型并进行了对比,发现经过AHP赋权后的样本数据类内分布更加密集,其Fisher评判模型比单一的Fisherr评判模型具有更高的可信度。

四维地球物理技术在煤炭开采影响分析中的应用

能源是国家经济建设与发展的基础,尽管目前中国处于能源转型阶段,但煤炭仍是中国的主要生产及消费能源。随着全球气候的变化,资源与环境的协调发展成为人们关注的焦点（钱鸣高等,2007）。对于可持续地下水资源利用、生态环境保护和煤矿绿色开采,研究煤矿开采引起的地下水变化和上覆岩层发育情况具有重要意义（范立民,2015;顾大钊,2016）。

中国煤炭特性数据库数据加密技术研究

从中国煤炭特性数据库中数据类型的自身特点出发,分析了目前多种常用加密技术的优缺点及其适应性,在.NET框架下,选用对称密钥加密方法中的DES加密算法作为该数据库的数据加密算法,用C#语言编程实现数据加密和解密。