桂中晚二叠世碳酸盐岩型煤系高有机硫煤的矿物学和地球化学研究

应用带能谱的扫描电镜（SEM—EDX）、X射线衍射（XRD）、X射线荧光（XRF）等方法研究了桂中合山煤田合山组灰分小于50％的煤层样品矿物组成、常量和微量元素的地球化学特征．结果表明：合山煤中全硫含量在5．3％-11．6％之间，与惰质组相比，有机硫更易在镜质组中富集；合山煤中的矿物有石英、方解石、白云石等，并有少量的白铁矿、伊／蒙混层黏土矿物、红磷铁矿等，结合电镜观察，认为这些矿物主要形成于泥炭堆积压实前的同生作用；同世界煤相比，W，U，Mo，Cr，V，Zr明显富集．根据微量元素同常量元素、灰分和硫分的相关性，将微量元素分为5种结合态．

合山超高有机硫煤中Fe-Mn-Hg-Zn-Ni-Cr-V的赋存状态及意义

采用逐级化学提取方法,研究了广西合山超高有机硫煤中Hg,Ni,Zn,Mn,Cr,V等有害元素赋存状态.解结果表明:超高有机硫煤中与无机质结合的Ni,Cr,V,Zn,Hg,Mn均大于90%,而有机结合状态硫小于10%.酸在各种无机结合态中,硫化物结合态、铁锰氧化物结合态或铝硅酸盐结合态为主要赋存状态;如,Ni和Zn主要与硫化物和铝硅酸盐结合;Hg主要与硫化物结合;Cr和Mn主要与硫化物和铁锰氧化物结合;V主要与铝硅酸盐和铁锰氧化物结合;Fe主要与硫化物和铁锰氧化物结合.因此,从煤的洁净利用角度看,超高有机硫煤中的这些有害元素有可能通过洗选来脱除.特殊的局限碳酸盐台地成煤环境决定了合山超高有机硫煤中Fe,Ni,Cr,V,Zn,Hg,Mn的上述赋存特征.

应用露头层序研究合山煤田合山组煤层的成因

合山煤田煤层的成因问题一直存有争议。通过露头层序地层分析将该区煤层分为两种类型，一种产在台地低水位楔状体内，另一种产在海进体系域中。前者厚度大，结构较简单，煤质较好，为近海湖泊淤浅成煤；后者厚度小，结构复杂，煤质差，为滨海潮上带成煤。其独特的碳酸盐岩型含煤是由于缺乏陆源碎屑供应等所致。

广西合山煤田岩溶发育规律及机制研究

通过对合山煤田区119个钻孔揭露的溶洞数量、线溶洞率与高程之间的关系,地表岩溶出露的形态、位置、地下强径流带的分布状况的研究,总结了区内岩溶在垂向上和平面上岩溶的发育规律,并从区内岩石的物质基础、构造条件、水化学特征、水的循环交替作用等四个方面阐述了区内岩溶的发育机制。结果表明：煤田区岩溶发育具有平面上的不均一性和垂向上的成层分布特征。前者体现了岩溶在平面上发育受地层岩性、地质构造及水文地质条件等因素的影响;后者反映了间歇性上升的新构造运动及侵蚀、溶蚀基准面和可溶岩出露厚度的变化对岩溶发育的控制。

合山煤田矿井水害防治措施探讨

合山煤田是典型的岩溶充水矿床,矿井开采水害严重。煤层的直接顶、底板为碳酸盐岩类,岩溶极为发育,为矿井的直接充水含水层;煤层底部的茅口组为强岩溶含水层,与煤系地层的联系密切,为间接充水含水层;位于煤田西侧的红河水是矿井充水最主要的补给水源。断裂、节理和破碎带等通道是矿井充水的主要通道。通过分析井下突水点的发育特征,认为强岩溶导水带是矿井突水的关键部位,防治矿井水害的重点是切断岩溶导水带,对强导水带进行封堵,防止红水河的侧向补给,对四煤底板灰岩进行加固。总结出地面防治的主要方法为帷幕式、截堵式、堵水点式和地面铺盖式。对井下防治水,提出了有疑必探,先探后掘,设置防水闸门、防水墙,实行分层、分区开采,加强井下排水等防治措施。

合山煤田高有机硫煤的常量元素及矿物学特征

本文运用光学显微镜、带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光分光仪(XRF)等技术,对合山煤田河里洛山矿和石村矿的高有机硫煤中的常量元素及矿物学特征进行了研究。通过煤相参数计算发现,碱性越强,滞留的环境越有利于有机硫的富集,但利用煤相参数判断泥炭聚集时的介质条件时,需综合分析。煤中的矿物除高岭石、绿泥石、伊利石、伊/蒙混层,石英、方解石、白云石、黄铁矿外,还发现一些痕量矿物,包括石膏、菱铁矿、金红石、钾长石、沸石。它们的出现说明合山煤田中高硫煤的形成与一定程度的热作用有关。

广西合山煤田隐伏地热找矿前景分析

为开发合山隐伏地热资源,对煤田地质勘查与开采资料进行“二次开发”研究。合山向斜东翼发育云斜煌斑岩,钻孔中见辉锑矿等低温热液矿物,具备热异常史。里兰矿8223巷等3处对流型地热异常,水温34.2~36℃(埋深300m±),传导型地热温度为48.7℃(埋深950m),属于对流-传导型温水地热系统。合山向斜为独立水文单元,外缘为岩溶峰林分水岭环抱,大气降水充沛。以压性为主的北北东向逆断层,延伸长切割深,为联通地壳深部的主导热构造;北北西向构造为张性断裂,以节理裂隙储热为主,岩溶孔隙型次之,导水赋水性强;传导型裂隙-岩溶型地热储厚度大,受各类断裂裂隙控制的岩溶发育,埋深适度,地温适宜洗浴;富水热储层的上覆和下伏地层均为隔水层,热量和水量不易流失逃逸,具备隐伏地热成矿条件。

以相对瓦斯涌出量为刻度值评价煤层气资源初探——基于地质类比法对比阜新与合山煤田煤层气开发

分析广西合山煤田煤层气资源开发前景,为广西合山煤层气预查项目立项提供依据。采用地质类比法,从煤炭保有资源量、煤层气含量、预测煤层气资源量和相对瓦斯涌出量、煤层气可采系数5个维度,将辽宁阜新煤田刘家区矿区和广西合山进行比对,评价合山煤田煤层气资源前景。可采煤层气资源量计算系数的确定,一般采用国内外的经验数据40%,阜新瓦斯相对涌出量较高平均为26.06m^3/t·d,合山平均为23.06m^3/t·d,是阜新的88.49%,类比分析合山的煤层气可采资源量系数为35.40%,预测合山煤层气资源量为63.498×10^8m^3,估算合山可采煤层气资源量22.478×10^8m^3,比阜新多6.158×10^8m^3。利用开采煤矿相对瓦斯涌出量作为可采煤层气资源量计算系数的刻度值,是本研究的创新点。其效果如何,有待今后进一步研究和验证。总之,本研究表明合山煤田具备勘查开发煤层气的可能性。

基于水文地球化学的合山煤田地下热水特征分析

为开发广西合山煤田地下热水资源,以水文地球化学方法为主,通过石英温标法估算地热储层温度,并推测地下热水循环深度,研究地下热水赋存规律。结果显示,合山煤田地下热水补给、径流和排泄受岩溶构造控制,以顺地层为主,穿层次之;接受大气降水入渗补给,水质为HCO_(3)-Ca·Mg型;采用无蒸汽损失的石英温标法,估算热储层温度约80℃,识别出浅层地下水、浅层地下水与深部地下循环混合水和深部地下循环水3种类型;以井田内No.6钻孔数据为例,800 m孔深以下为深层地下循环水,其热储层温度为63.44~79.41℃,循环深度在2541~2704 m,与实际地层埋深相差较小,估算结果可信度较高;在1400 m以浅,有望探寻到水温约50℃热水;合山煤田地下热水的偏硅酸、温度均达到医疗要求;三、四煤层热导率低,孔隙率小,为热储层良好盖层;四煤层底板合山组下段和茅口组溶隙发育,为良好热水储层。研究成果对煤田地热资源的开发利用前景预测有一定的探索意义。

岩溶地下水防治工程技术

富水岩溶矿床开采过程中,矿井的突水、涌水事故严重威胁着矿区的安全生产,制约着矿区的经济发展,实施防治水工程是不可避免的。通过对矿床充水条件、岩溶导水带特点和岩溶矿床水害特点的分析,着重论述了实施防治水工程应采取的勘察与施工的技术手段和工艺措施,对类似地下水防治工程的实施具有指导作用。