吐哈煤田艾丁湖一区煤炭地下气化地质评价体系

【目的】煤炭地下气化(underground coal gasification,UCG)是传统采煤技术的革新,系统的地质评价体系构建和科学的地质选层是UCG成功的先决条件。【方法】以吐哈煤田艾丁湖一区煤储层为研究对象,采用层次分析法、变异系数法和逼近于理想值的排序方法(TOPSIS法)等数学分析方法,从煤岩煤质、煤层赋存、含水层与围岩、地质构造、有害元素、地质勘查程度等方面进行了系统分析,深入探究了吐哈煤田艾丁湖一区UCG的可行性,同时构建了UCG地质选层资源评价体系并进行了气化炉址的地质选层。【结果和结论】结果表明:研究区煤的煤阶较低,煤层水分灰分较低、挥发分适中,煤层较多,煤体结构和煤层地质构造较简单,煤层埋深适中,顶底板岩性多为泥岩和粉砂岩、细砂岩,断层不发育,煤炭储量丰厚,煤层有害元素含量低,地质勘查程度较高,适宜进行UCG工作;优选出煤种、煤层埋深、顶底板岩性、煤炭储量等23个地质因素作为二级评价指标,通过合理的数理统计和科学的定量化转化,计算出了其综合权重并进行了分级处理,建立了适用于研究区的UCG多层次地质选层资源评价体系;基于该评价体系,运用加权求和法和TOPSIS法优选出的艾丁湖一区UCG有利煤层前3位均为8上>11号>7-3号煤层,最终确定8上号煤层为研究区UCG工作的最有利煤层。研究结果可为该区后续的地下气化工作实施提供科学依据,也对其他地区UCG地质选层具有借鉴意义。

哈密煤田生态脆弱区保水采煤的水文地质基础与实践

由于我国西部矿区降雨稀少、蒸发强烈,形成了该区干旱缺水、生态环境脆弱的基本特征。以位于吐哈盆地的哈密煤田大南湖矿区为研究区,开展该生态脆弱区水资源保护性采煤(即"保水采煤")的水文地质基础研究,以及顶板水害防治与保水采煤相结合的可行性探索。在系统评价研究区主要煤层顶板含隔水层结构、隔水保护层的稳定性以及受保含水层开发潜力的基础上,以大南湖五号井1801首采工作面为例,开展了研究区顶板水害防治与保水采煤相结合的实践,提出了矿区高矿化度受保含水层水开发利用的初步方案,通过该工作面的成功试采初步取得了吐哈盆地生态脆弱区水资源保护性采煤的实践经验。提出并实践了吐哈盆地典型生态脆弱区顶板水害防治与保水采煤相结合工程,为指导作为新疆四大煤炭基地之一的哈密煤炭基地煤炭资源的绿色开采具有一定的理论及实际参考。

哈密、淮北煤变质程度与稀土元素的关系研究

以哈密矿区、淮北煤田为例 ,对煤的变质程度与稀土元素特征之间的关系进行了初步研究 ,结果表明 :哈密矿区变质程度相同的煤具有不同的稀土元素特征 .淮北煤田不同变质程度煤的稀土元素特征基本一致 ,这表明变质作用对煤的稀土元素不产生影响 ;稀土元素含量与灰分正相关 ,表明煤中稀土元素含量主要取决于煤的无机组分含量 ;稀土元素分布模式与华北晚古生代沉积的特征是一致的 ,表明煤样稀土元素分布模式是由源岩继承下来的 .

吐哈盆地沙尔湖煤田煤质煤岩特征及煤相分析

吐哈盆地位于新疆东部天山地区,盆地内侏罗系是一套重要的含煤地层,赋存丰富的煤炭资源,以现代沉积学、煤岩学、煤化学和煤相学理论为指导,充分利用煤心样品的测试数据与煤岩鉴定等资料,对研究区煤质、煤岩和煤相特征进行了分析研究。研究结果表明:煤质特征为特低灰-中灰分煤、特低硫-中等硫煤、中-中高发热量煤;显微煤岩类型分析表明煤层顶部为微镜煤,煤层下部为微镜惰煤;顶部煤层沼泽类型应为覆水森林沼泽,沉积环境为近湖沼-浅沼相,中下部煤层沼泽类型主要为湿地森林沼泽;沉积环境为浅沼相。综合分析认为研究区煤层形成过程中总体为一个缓慢下沉水进过程,主要成煤期沼泽环境稳定,沉积环境为浅沼相,形成了巨厚C8煤层,之后沼泽覆水程度逐渐加深,沉积环境也向湖沼-浅沼相演变。

吐哈盆地大南湖煤田西山窑组中段沉积环境与聚煤规律

吐哈盆地南缘大南湖煤田具有丰富的煤炭资源,但以往对沉积环境及聚煤规律的认识不够完善,制约了煤层的综合开采。本研究基于钻孔与剖面露头资料对大南湖煤田含煤岩系沉积特征、岩相古地理及聚煤规律进行分析。大南湖煤田主要含煤地层为西山窑组中段,包括砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩和煤5种岩石类型,可划分出15种岩相类型。大南湖煤田在中侏罗世早期从东北至西南方向依次发育冲积扇、河流冲积平原、河流三角洲和浅湖沉积,聚煤作用受构造沉降和物源供给的共同控制,在三角洲间湾和泛滥平原环境中最为发育。

吐哈盆地库姆塔格煤田西山窑组煤层煤相分析

以沉积学、煤岩学和煤相学理论为指导,运用煤相参数,结合宏观、微观煤岩特征分析煤相类型。结果表明:研究区宏观煤岩类型以暗淡型煤为主,显微煤岩类型以微镜惰煤为主,煤田西北部属潮湿-弱覆水环境,东南部属极潮湿-覆水环境;西北部煤层沼泽类型为干燥森林沼泽相,东南部以潮湿森林沼泽相为主,次为干燥森林沼泽相,沉积环境主要为浅沼相。综合分析认为,库姆塔格煤田煤层形成环境为低水位微弱水动力条件下、以潮湿森林沼泽为主、干燥森林沼泽次之的浅沼相,煤岩和煤相分析为聚煤环境分析、煤质评价、煤层对比等提供科学依据。

吐哈盆地托克逊煤田瓦斯赋存地质规律研究

以瓦斯地质理论为基础,结合吐哈盆地地质特征,对托克逊矿区瓦斯地质规律进行了研究。通过对矿区瓦斯地质赋存规律的分析研究表明,影响托克逊瓦斯赋存的因素主要包括煤层的构造、煤层厚度、煤层埋深、煤层围岩的透气性以及顶底板的完整性等。其中,埋深以及煤厚与煤层瓦斯含量呈正相关关系。

新疆吐哈煤田形成的地质条件分析

吐哈盆地是区域构造长期演化的产物,盆地的形成、发展与区域构造密不可分,同时,区域构造也控制着盆地中煤层的形成。吐哈盆地经历了一个漫长且复杂的发展过程,是晚二叠-三叠纪沉积盆地、侏罗纪-白垩纪沉积盆地和新生代沉积盆地结合发育的结果。盆地沉积体系的研究可以从1个方面揭示能源矿产的分布规律。煤层——尤其是区域性展布的厚煤层的形成需要特定的构造背景,沉积环境和物质基础。