安徽省两淮煤田废弃煤炭矿井剩余资源综合调查、开发利用现状及展望

随着去产能政策和能源供给侧改革的深入推进,安徽省两淮煤田先后关闭了大量资源枯竭、经济亏损、产能落后的煤炭矿井。本文在综合调查两淮煤田废弃煤炭矿井剩余资源潜力的基础上,梳理了两淮煤田废弃煤炭矿井资源开发利用现状,分析了当前面临的主要问题。研究结果表明:截至2023年底,两淮煤田63处废弃煤炭矿井剩余煤炭资源约24.33亿t、煤层气约102.83亿m^(3)、可利用地下空间约7383.80万m^(3)、天然焦约3.45亿t,此外还有丰富的矿井水、地热和土地等其他可利用资源,具有良好的资源开发利用潜力。虽然目前两淮煤田在废弃煤炭矿井煤层气、矿井水、土地和共伴生矿产等资源开发利用方面已取得了一定的经济效益与社会价值,但仍然面临基础资料缺失、管理体系不完善、资源开发利用模式单一和利用率低等一系列问题。针对上述主要问题,本文从信息化建设、基础理论研究和探索资源开发利用模式三个方面提出了建议与展望,以期加快开发利用两淮煤田废弃煤炭矿井资源,提高资源利用率。

煤田地质勘查中问题及改进方法研究

煤田地质勘查的质量控制对工程总质量影响很大。随着我国经济体制改革及煤田资源勘探热潮的来临,在地勘体制从原有的计划经济转向市场经济的过程中,煤炭地质勘查暴露了不少问题。本文以煤田地质勘查的重要性为引,分析其存在的常见问题和原因,提出解决的方案,以期获得业内的关注。

安徽省两淮地区煤炭资源地质条件分区、分等初步研究

地质变化程度及其所涉及的相关地质条件分类问题是影响勘查工程布置的主要因素。借鉴原国家煤炭部技术咨询委员会1992年所作的《矿井综合评价及分类》所建立的评价指标体系和层次分析评价办法,对两淮地区煤炭资源地质条件进行定性与定量相结合的分区、分等综合评价。首先以两淮地区现有的地质报告成果为依据,以矿区为基本评价单元,选择构造复杂程度和煤层稳定类型作为评价参数,将煤层赋存深度和水文地质条件作为修正参数,应用层次分析法建立起相应的评价指标体系,确定各层次权重系数及相关因素的隶属度,以此建立地质条件分等与煤层连续性、煤层连续性与构造复杂程度及煤层稳定程度之间的对应关系,并确定地质条件分等定量划分标准,在此基础上对两淮地区煤炭资源地质条件作出分区、分等综合评价:淮北煤田的宿县、临涣矿区和淮南煤田的潘谢、淮南定远矿区为地质条件Ⅱ～Ⅲ等区;淮北煤田的濉萧、涡阳矿区和淮南煤田新集矿区为地质条件Ⅳ等区。

安徽省两淮煤田控煤构造样式研究

在系统总结安徽省煤田构造特征的基础上,运用构造控煤分析方法,提出煤田控煤构造样式,将其划分为六大类18种亚类,并重点讨论了两淮煤田控煤构造样式的成因及其与煤炭资源赋存之间的关系,从而查明了安徽省煤炭资源赋存的基本规律。结果表明:淮北煤田变形强烈,控煤构造样式以伸展控煤构造样式为主;淮南煤田受南北向挤压影响较大,控煤构造样式多以挤压控煤构造样式为特征,南北缘煤系改造变动频繁;在皖南煤田局部发育同沉积控煤构造。

淮南煤田口孜集勘查区深部煤层顶、底板工程地质特征研究

口孜集勘查区矿井目前正处于开发阶段,深部煤层顶、底板的稳定性对煤层开采方法具有很大的影响。在分析煤层顶、底板岩性在平面上变化规律的基础上,结合岩石物理力学性质,对影响煤层顶底板稳定性的因素进行了研究。依据本区顶板岩石的单轴抗压强度,结合钻孔工程地质编录RQD值和煤层开采的采高比,对主采煤层进行了工程地质分类,其中13-1煤层顶板在东北部及中部以周期来压顶板为主,而8煤在东南及西北部也以周期来压为主。另外,对该区深部开采的工程地质问题进行了预测,根据预测结果提出了相应的预防措施。

安徽淮南煤田新庄孜矿煤层二氧化碳封存量评价研究

二氧化碳地质封存是实现碳中和的兜底技术,安徽淮南地区广泛发育的不可采煤层、残留煤层是碳封存的潜在场所。煤层碳封存的潜力评价是碳封存工作的基础。本文综合物质平衡和有效容积法提出适合淮南煤田的碳封存量计算方法,并依据封存方式和封存有利区划分,对煤层碳封存潜力进行分级评价。将碳封存评价方法应用于已关井闭坑的淮南新庄孜煤矿,揭示该矿残留煤层的理论碳封存量为303.92万t,有效碳封存量为137.7万t,实际碳封存量为102.54万t,其中C13煤层的封存潜力最大。

煤田地质勘查的合理配置构想分析

煤田地质勘查是煤矿资源开发最基础和最关键的部分,通过合理配置煤田地质勘查的内容、方法等,有利于降低煤炭资源开发过程中的能源消耗,提高煤炭资源的综合利用率,从而实现更好的经济效益和社会效益。并且,合理配置煤田地质勘查,有利于促进煤炭产业节约优先发展战略的推行。本文对煤田地质勘查的合理配置构想进行分析。

安徽淮南市潘集第三煤矿煤田地质特征及主要可采层特征分析

为推进潘集第三煤矿资源开发利用,在野外地质调查和井田编录的基础上,详细分析了其煤田地质特征和主要可采煤层特征,为煤层资源进一步勘查提供基础依据。潘集第三煤矿含煤地层主要为二叠系山西组、上石盒子组和下石盒子组,共划分出7个含煤段,以第二含煤段含煤性最好;初步探明可采煤层12层,其中稳定煤层1层,较稳定煤层5处;矿区内煤炭资源丰富,聚煤条件良好;煤田内岩浆岩不发育,但沿褶皱核部见不同规模的岩浆岩侵入,对煤层起破坏作用,后期应查明岩浆岩对该区域煤炭资源的影响。

淮南煤田潘集煤矿外围勘查区水压致裂地应力测量研究

为分析淮南煤田潘集煤矿外围勘查区的地应力分布规律,采用水压致裂法及装置,对研究区深部勘查区域地应力进行了测试。本次研究共完成3个钻孔、28个测点的现场实测,3个钻孔深度均超过1400 m,其中最大测点深度为1460 m。通过实测和分析,获得了勘查区的地应力状态及其分布规律。研究结果表明:(1)勘查区深度466~1460 m范围内最大水平主应力为13.62~54.58 MPa,最小水平主应力为11.79~37.93 MPa,最大水平主应力方向为NEE向,实测地应力值随着深度增加成近似线性增长的关系;(2)勘查区最大水平主应力与垂直应力的比值为1.03~1.44,平均比值为1.28,表明勘查区地应力状态以水平应力为主导;(3)在埋深450 m以深地应力场类型表现为构造应力场型,且随深度增加,构造应力显现也增大。测量结果可为勘查区矿井规划与煤炭开采设计提供科学依据。

安徽省“十三五”期间煤层气勘查开发的战略思考

在系统总结安徽省煤层气勘查开发现状的基础上,深入探讨了"十三五"期间煤层气勘查开发的战略布局,提出了勘查开发的主要任务和目标,并进一步指出了科技攻关的重点方向。"十三五"期间,安徽省应根据煤层气产业发展实际情况,坚持地面开发与井下抽采相结合,构建高效协调开发格局;统筹煤层气、煤炭开发时序,建立煤层气与煤炭综合勘查开发机制;坚持基础研究与技术创新相结合,突破煤层气勘查开发技术瓶颈;在保持目前煤矿瓦斯井下抽采力度的前提下,争取在宿州区块实现煤层气地面开发的实质性突破。

安徽省绿色矿山建设评价指标构建与应用效果评价

评价指标构建是进行绿色矿山建设评价的基础。详细介绍了2024年安徽省印发的《安徽省绿色矿山建设评价指标(试行)》的主要内容,重点介绍了约束性内容、基础部分、提升部分等多层次要求下的体系架构设计,对各项指标及评分说明设置方面进行了符合地方实际的修改和特色性优化,提出了基于不同矿山规模的入库标准、星级和特色型绿色矿山评定规则制定等亮点和创新。该套指标基于简明、易操作以及符合地方实际的原则编研制定。选取了7家不同矿种类型、不同开采方式、不同矿山规模、不同绿色矿山级别的矿山进行了现场打分测试,并进行了应用效果评估,测试结果表明,该版指标在实际场景中的应用效果较好,基本符合预期效果。

淮北煤田地温分布规律研究

在淮北煤田各矿井的地面钻孔测温及井下测温资料的统计分析的基础上,利用各矿井近似稳态孔测温曲线对简易测温曲线进行了校正,计算了各测温孔的地温梯度,并对不同水平深度的地温进行了预测,在横向和纵向上揭示了淮北煤田的地温分布特征。

安徽省两淮煤田煤质特征浅析

通过对安徽省两淮煤田各可采煤层原煤的化学性质和工艺性能的研究分析,探讨了两淮煤田各可采煤层原煤的煤质特征及其分布规律,根据两淮煤田各煤层的煤质指标和工艺性能特点,区内煤炭可作为炼焦用煤、气化和炼油用煤、动力用煤及民用煤等。

安徽淮南舜耕山地质遗迹资源类型及特征

安徽淮南舜耕山位于华北克拉通淮南煤田南缘逆冲推覆构造带,天然出露与人工剥露地质遗迹数量众多,系统地查明地质遗迹资源类型、分布及特征可为区域地质对比研究以及地学科普与旅游规划工作奠定重要基础。文章通过野外地质调查,共发现舜耕山主要地质遗迹点62处,可划分为3大类、8类、14亚类,其中以华北型寒武系—奥陶系典型剖面、碳酸盐岩地貌、断裂构造以及矿业遗址等地质遗迹景观尤为发育,具有极高的科研和观赏价值;结合前人研究资料,初步讨论了舜耕山地质遗迹成因及其区域地质背景,为舜耕山地质遗迹资源开发提供理论依据;针对舜耕山在地质遗迹资源保护与开发利用存在的问题,提出对应的远景规划和建议。

安徽省绿色矿山建设要求标准体系实施效果研究

为落实五大发展理念、推动长江经济带高质量发展、规范并提升安徽省绿色矿山建设管理工作,安徽省于2018年初开始根据井采煤矿、露天非金属矿山、露天金属矿山、地下开采金属矿山的建设要求建立标准体系。对标准实施前后的绿色矿山经济、社会及生态效益进行对比,标准体系覆盖了安徽省绝大部分矿山类型,激励各种规模与开采方式的矿山申报绿色矿山,促进安徽省绿色矿山的建设与管理工作。本次研究对不同遴选批次绿色矿山进行分析,发现不同类型矿山的标准实施效益存在区别,差异较大,绿色矿山总体占比少,提升空间较大,提出建立全过程标准体系、重视监管、重视运维和进行矿政智能化建设四个建议。

钢渣-粉煤灰-脱硫石膏地质聚合物的工程地质特性研究

以钢渣、粉煤灰和脱硫石膏等固废为原料,NaOH和水玻璃为碱激发剂,制备复合胶凝材料,研究碱激发剂的模数及原料成分配比对材料力学性能的影响,并结合X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)测试结果进行水化机理分析。结果表明:当脱硫石膏掺量占比为10%,粉煤灰与钢渣掺量比例为1∶1,碱激发剂模数为1.25时,抗折、抗压强度最大,分别为5.65 MPa和20.40 MPa,XRD、SEM测试结果表明,此配比下石英的消耗量最大,原料水化完全,产生大量水化C-A-S-H凝胶包裹钙矾石,结构致密。

安徽省页岩气勘查开发的战略思考与展望

在系统分析安徽省页岩气资源勘查开发现状的基础上,探讨了安徽省页岩气勘查开发的规划战略布局,提出了全省页岩气勘查开发的空间布局、重点、主要任务及保障措施建议。研究表明,页岩气预测远景地质资源量为9.44万亿方,四套烃源岩中石炭-二叠纪含煤地层具备"三气"合探共采的广阔前景;重点围绕"宁-宣-芜"及"淮南"两大重点勘查开发区统筹开发时序,立足"煤系",立足"两淮",立足"共探共采";力争建成南陵-泾县、淮南潘谢2个页岩气勘查开发先导试验区。"十四五"期间部署2~3个页岩气综合开发示范工程,力争建成淮南潘谢页岩气示范基地。这些成果认识,对安徽省转变经济发展方式和页岩气工业开发可持续发展具有重要指导意义。

废弃矿井剩余资源特征及其利用研究——以淮北煤田卧龙湖煤矿为例

因国家政策、资源枯竭等原因,我省关闭了大量煤炭矿井,矿井废弃后仍赋存有大量煤炭、煤层气、地热资源等可利用资源,造成巨大能源、资源浪费,目前部分废弃煤炭矿井已开展了煤层气、矿井水、地下空间、共伴生矿产等资源综合利用的探索性工作。以淮北煤田废弃煤炭矿井卧龙湖煤矿为研究对象,估算了矿井剩余的煤炭、煤层气资源量,提出矿井剩余资源利用建议。

安徽省页岩气勘查开发现状与新认识

安徽省页岩气资源丰富,主要发育有4套富有机质泥页岩层系,预测远景地质资源量为9.44×1012m3,其中全省石炭-二叠纪煤系页岩气预测远景资源量占比66%,石炭-二叠系具备"三气"共伴生物质基础。根据油气源条件、开发潜力条件、综合配套等14个影响因素赋权评价分析,认为安徽省皖南地区郎溪-芜湖-南陵-泾县一带和绩溪-宁国-广德一带以及皖北地区顾桥-丁集-潘集外围深部一带和萧县一带页岩气赋存较为有利。

煤田地质资料深度开发及其在煤系气勘探中的应用

本文提出了整合以往煤田勘探资料,建立煤田地质资料数据库系统;以煤层气、页岩气和致密气目的层为切入点,重新处理和解释钻井、测井和地震等煤田地质资料,最终形成了煤系气勘探过程中的煤田资料深度开发技术体系。在此基础上,以淮南煤田为例,以煤田钻井资料连井分析为主要手段,基本查明了阜阳地区含煤地层赋存特征。煤田地质资料的深度开发在淮南煤田煤系气勘探中取得了较好的效果,也为下一步煤系气勘探过程中的煤田地质资料再次利用提供了依据。