陕北曹家滩矿井富油煤地球化学特征及其沉积环境

为探讨陕北富油煤形成的沉积环境和控制因素,采用井下刻槽和钻探定向取样相结合的方法采集了曹家滩矿井2^(-2)煤的垂向剖面煤样,对样品的煤岩煤质参数和等离子低温灰化样的地球化学参数进行了系统测试,从有机显微煤岩组成和无机地球化学特征方面研究了2^(-2)煤层形成的沉积环境,探讨了焦油产率与沉积环境之间的关系,揭示了富油煤形成的主要控制因素。结果表明:曹家滩矿井2^(-2)煤层以亮煤、暗淡煤为主,显微煤岩组成以惰质组为主、镜质组次之,壳质组含量较少;低温灰化样无机矿物组成主要是方解石、石英和黏土,元素组成以Ca、Si、Fe、Al、S、Mg和Na为主;微量元素中大多数元素处于亏损,仅有Cs、Ba属于轻度富集;稀土元素含量均值9.91μg/g,低于世界煤均值68.47μg/g;煤相分析显示2^(-2)煤主要形成于干燥森林沼泽和潮湿森林沼泽中,成煤植物以低木本植物为主,整体属于弱还原的陆相淡水沉积环境、水动力条件弱,沉积期以温湿和干热的过渡气候为主,晚期出现了古气候由温湿向干热气候转变;显示了2^(-2)煤焦油产率与镜质组含量、凝胶化指数、Sr/Ba、Ni/Co、Ce/La等呈正相关关系,但与植物保存指数、植被指数及Fe_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)+CaO+MgO、MnO_(2)含量呈负相关关系。富油煤在分布上具有中高等镜质组含量、中高凝胶化程度和低木本组分的特征,即植物组织保存程度低、凝胶化程度较高、低木本植物,以及有适量的陆源碎屑物质供应、适量盐度的还原沉积环境更有利于富油煤的生成。

曹家滩煤矿安全精益化管理平台研究与应用

针对陕西陕煤曹家滩矿业有限公司(以下简称“曹家滩煤矿”)数据流转不及时和业务监管不完整、系统应用未深化和奖惩机制未反馈、管理水平待提高和安全效率待提效等问题,曹家滩煤矿结合自身实际情况,建立了曹家滩煤矿安全精益化管理平台。介绍了该平台的总体架构设计和数据基层架构设计,详细阐述了安监精益工作台系统、全员安全积分考核系统、“三违”处置管理系统、培训管理系统四大平台建设内容。通过在曹家滩煤矿实际应用表明,该平台能够对曹家滩煤矿已有的安全精益化数据进行采集,实现“一张图”管理、“五化”运营、精益自循环改善和减人增安等成效,使得曹家滩煤矿在安全管理精益化方面更加高效、科学和精准。

曹家滩煤矿煤质特性及清洁利用途径分级研究

煤炭资源清洁高效利用是实现国家“双碳目标”的有效途径。通过对陕西陕北侏罗纪煤田曹家滩煤矿采集样品煤质数据的综合分析,探讨了该矿煤质特性及清洁利用途径。研究结果表明,研究区主采煤层属特低—低灰分、中高—高挥发分、特低—低硫、特高热值的长焰煤和不黏煤,砷、氯、氟、磷有害元素含量属低—特低,热稳定性好,可选性属易选煤。参照不同用途煤质的评价指标对曹家滩煤矿主采煤层的煤质进行了分级评价。结果显示,曹家滩煤矿各主采煤层可以作为优质动力用煤、煤制兰炭用煤、煤制焦油用煤及气化用煤的优选矿区;各煤层大部分区域为Ⅰ级动力用煤,部分为Ⅱ级动力用煤;各煤层部分区域为Ⅰ级兰炭用煤,大部分为Ⅱ、Ⅲ级兰炭用煤,仅有部分区域不可用于兰炭用煤;各煤层大部分区域为Ⅰ级煤制焦油用煤,小部分区域为Ⅱ级煤制焦油用煤;各煤层的大部分区域可以应用于气流床气化用煤和固定床气化用煤,但是受煤对二氧化碳反应性指标的制约均不能应用于流化床气化用煤;各煤层的全部区域可以用于固定床气化用煤。研究可为曹家滩煤矿煤炭资源的清洁、高效的利用提供指导。

曹家滩煤矿2^(-2)煤层煤质特征及清洁利用评价

我国“富煤、贫油、少气”的能源结构决定了煤炭是我国的基础能源,同时煤炭资源清洁高效利用是实现国家“双碳目标”的有效途径。通过对陕北侏罗纪煤田曹家滩煤矿2^(-2)煤层采集样品煤质数据的综合分析,探讨了该矿煤质特性及清洁利用途径,研究结果表明2^(-2)煤层属于低水分、低灰、中高—高挥发分、低硫、特低硫、高发热量煤等特点,煤层中有害元素磷、氯也极少的优质煤。对2^(-2)煤层展开不同利用方向的分级评价。

基于煤层顶板抽水试验的含水层水力联系研究

为给曹家滩井田2 -2 煤层先期开采地段提供技术保障,在分析矿井各含(隔)水层水文地质特征的基础上,结合地面抽水试验结果,对2 -2 煤层上覆含水层的水力联系进行综合评价。研究结果表明:矿井主要充水含水层为直罗组、延安组和风化基岩含水层,其中风化基岩段存在一定厚度的强富水层;萨拉乌苏组与风化基岩含水层不存在水力联系,证实了保德组红土在井田内有良好的隔水效果,直罗组与风化基岩含水层具有一定的水力联系,延安组与直罗组含水层一般不存在水力联系或相互补给有限。

曹家滩煤矿导水裂隙带发育规律影响因素数值模拟

煤层采后覆岩导水裂隙带发育高度是影响矿井涌(突)水的主要因素之一。以曹家滩煤矿综采条件为背景,运用FLAC 3D软件,模拟分析了固定采高情况下采宽、采深、推进速度对导水裂隙带发育高度的影响,揭示了曹家滩煤矿导水裂隙带发育规律。研究表明,曹家滩煤矿2-2煤层在采高6 m的条件下,煤层顶板导水裂隙带发育高度与工作面采宽、采深成较好的正相关关系,与工作面推进速度呈负相关关系,最终确定曹家滩煤矿2-2煤层的裂采比为27. 8倍。研究成果对矿井防治水工程设计及采煤保水有重要指导意义。

曹家滩煤矿智能供电综合管控系统的设计与应用

为了实现陕西陕煤曹家滩矿业有限公司(以下简称“曹家滩煤矿”)供电安全和高效运行的目标,研究设计了一套智能供电综合管控系统,介绍了该系统的设计原则,详细阐述了该系统的整体架构设计以及智能防越级跳闸、变电站监测监控、供电系统故障诊断预警以及继电保护云平台等具体功能设计,通过“互联网+电力调控”,该系统采用先进的物联网、移动互联网、云计算、智能巡检机器人等技术,实现了供电系统的在线状态监测与诊断、系统优化、远程维护、大数据分析,极大地提高了供电系统的电能利用率。通过实际应用表明,该系统能够对电气设备全生命周期进行管理和服务,使矿井在电能使用过程中更加智能化和高效化,可显著提高供电的安全可靠性,降低供电运维成本,实现了矿井全部变电所无人值守作业。

曹家滩煤矿大断面全煤巷道快速掘进围岩控制技术

研究大断面全煤巷道快速掘进围岩稳定性及控制技术对煤矿的安全稳定生产具有重要的意义。以曹家滩煤矿122109工作面的4条巷道为研究背景,采用理论分析、数值计算及现场应用等手段,得出了大断面全煤巷道的顶板失稳范围及塑性区分布范围。研究表明,随着大断面全煤巷道的快速掘进,在不同应力区域的塑性区分布范围有不同的特点,需要根据实际情况做出不同的支护措施。通过采取有针对性的支护方式后,现场的大断面全煤巷道围岩得到很好的控制,巷道稳定性大幅提高,为工作面的安全生产提供了有力的保障。

曹家滩煤灰分和水分对发热量影响的理论与实验研究

根据GB/T 213—2008《煤的发热量测定方法》测定煤的发热量耗时长、测试速度慢,因此以榆林曹家滩煤为研究对象,利用最小二乘法推导出煤样低位发热量与全水分、干基灰分的模拟方程,采用t检验法、F检验法验证了该模拟方程的可靠性。将煤样低位发热量实测值与理论值进行对比,发现两者绝对值误差小于0.3 MJ/kg,符合GB/T 213—2008中关于低位发热量再现性临界差的要求,进一步验证了该模拟方程的准确性。最后讨论了全水分、干基灰分对煤低位发热量的影响,结果表明,煤低位发热量与全水分、干基灰分呈负相关,且全水分或干基灰分每增加1个百分点,低位发热量减少约0.25 MJ/kg。

大型矿井高精度贯通施测方法研究

曹家滩煤矿主副井与进风立井之间的贯通工程线路长度超过7 km,要求贯通横向偏差不超过±0.15 m,远低于现行《煤矿测量规程》中0.5 m的限差,依据现行《规程》进行施测显然难以满足如此高精度的贯通工程要求。为此,文中通过改进洞口导线边方位角传递方法、提高陀螺定向测量精度、合理布设陀螺边位置和数量等途径,来提高贯通测量的精度和可靠性。在曹家滩矿井贯通测量实践中,按照改进的测量技术规程进行施测,实现了长距离井巷工程的高精度贯通。通过实例表明,所采用的贯通测量关键技术和施测方法与规范要求,具有很好的普适性和推广应用价值。

榆神矿区曹家滩井田水文地球化学特征研究

榆神矿区内煤炭资源丰富,但矿井多受不同类型水害影响。为了准确快速判别矿井出水水源,构建水化学信息库,以曹家滩井田为例,采用水质全分析、同位素测试、有机物检测等多种方法对各类水体的水文地球化学特征进行研究。结果表明:从地表到地下,由表至浅再到深,总体的水化学类型均为低矿化度的重碳酸型,各含水层直接互相交错接触,水力联系密切;地层埋深越大,其赋存地下水的形成年代越久远;TOC和UV254随着含水层深度增加而逐渐降低,不同水体表现出DOM荧光特征有所差异。