新疆煤田火区的危害与治理挑战

煤层自燃是我国煤矿生产过程中的主要灾害之一,新疆煤田火区的煤炭自燃不仅对经济、社会和生态环境等造成巨大的影响、还对人类的健康与动物的生存造成很大威胁。从煤火造成大量的资源浪费、大气环境的污染、地表及地下水资源的污染、岩土环境的稳定性造成破坏以及危害生物健康等方面的危害进行论述,通过野外实地调查与文献资料调查,探究了新疆煤田火灾的治理取得的成果,有效的治理方法以及火灾治理的现状和新疆煤田火灾治理过程中所面临的挑战,并根据所面临的挑战提出应对新疆煤田火灾可行的对策措施。

新疆准东煤田西山窑组巨厚煤层煤相特征及水进水退含煤旋回的判别

应用煤岩学、煤化学、煤地球化学理论以及多种煤相学的参数及其组合对新疆准东煤田五彩湾矿区ZKL805钻孔西山窑组巨厚煤层进行了煤岩煤质、煤相特征及成煤环境分析,并在巨厚煤层内部识别出了若干水进水退含煤小旋回。该巨厚煤层宏观煤岩类型以暗淡型煤为主,其次为半亮型煤及半暗型煤。煤层有机显微组分组总体以惰性组含量占优势,镜质组次之,壳质组含量极低。煤相类型主要为干燥森林沼泽,其次为潮湿森林沼泽。依据煤相参数的垂向演化,巨厚煤层内部识别出4个水进型、4个水退型及1个加积型含煤小旋回。巨厚煤层形成于覆水较浅、水体活动性较弱的稳定泥炭沼泽环境,垂向上由这些水退水进含煤小旋回叠加构成。

准东煤田五彩湾矿区西山窑组巨厚煤层煤相研究

新疆准东煤田五彩湾矿区西山窑组煤层厚度稳定,分布广泛,煤质优良。笔者从成因角度运用煤田地质学、煤岩学、煤地球化学及沉积学等,进一步探讨西山窑组巨厚煤层煤岩组分特征、煤相类型。结果表明,煤层微观煤岩以镜质组为主,惰性组次之,含少量壳质组。相学分析表明,该区聚煤沼泽类型以湿地森林沼泽相为主,干燥森林沼泽相次之。少数样品指示成煤过程中短时期、周期性深覆水或开阔水域沼泽相存在。煤相分析显示,成煤环境具网状河三角洲沼泽相沉积特征。煤岩和煤相分析为聚煤环境分析、煤质评价和预测、煤的可选性评价等提供科学依据。

新疆准东露天煤矿生态安全评价研究

新疆准东煤田煤炭资源丰富,生态环境脆弱,露天采煤活动会造成地表土壤扰动、粉尘污染和植被破坏等生态问题。为了探索干旱区露天煤矿生态安全的科学对策,本文选用已投产运营的神华新疆能源有限责任公司准东矿区技改90万t/a露天煤矿为评价对象,以2007年、2009年和2013年为时间点,在PSR模型(压力-状态-响应模型,Pressure-State-Response)框架下,选取适宜的生态安全评价因子,构建露天煤矿生态安全评价指标体系,运用主成分分析法进行综合评价,并界定生态安全等级,结果表明:该矿区2007年生态安全处于临界安全状态,2009年处于较不安全状态,2013年超出了生态安全分级中极不安全的最小值,矿区生态安全形势严峻。建议当地尽快建设生态安全监测与预警系统,严格控制污染源的排放量、严格控制水资源消耗,同时重点开展排土场的生态恢复工作,以缓解煤炭开采、经济发展与环境保护之间日益加剧的矛盾。

新疆煤田火灾的成因、危害及综合治理

新疆是世界上煤田火灾最严重的地区,原因主要是新疆地处欧亚大陆腹地,具典型的大陆性干旱气候;新疆地区煤系为中下侏罗纪,地质活动较为剧烈;小煤窑的乱采滥挖等。新疆煤田火灾带来巨大危害:损失煤炭资源、污染环境、引发地质灾害、破坏生态平衡及危害生物健康等。对煤田火灾进行综合治理已经成为当务之急。为了有效灭火,应先对火区进行探测。探测方法有磁异常探测法、自然电场法和红外地面测温法等。然后因地制宜地选择适当的灭火技术进行灭火。灭火之后还应利用地理信息系统等方法对火区进行动态监测。

抑制性泥浆在新疆淖毛湖煤田东部勘查区中的应用

新疆淖毛湖煤田东部勘查区,煤系地层多为灰色、淡黄色砾岩、砂岩,泥岩,泥岩与砂砾岩互层,泥岩夹煤层、煤线等,其中泥岩、泥岩与砂砾岩互层地层水敏性强,胶结性差,在钻进过程中易造成水化膨胀、缩径、坍塌等问题,护壁困难。针对该矿区的地层特征,采用抑制性无固相和低固相泥浆钻进,成功地维持了孔壁稳定,高效、安全地完成了钻孔,为今后施工类似钻孔取得了宝贵经验。

新疆准东煤田库兰喀孜干勘查区煤质特征分析

库兰喀孜干勘查区位于准东煤田东部,含煤地层为中侏罗世西山窑组和早侏罗世八道湾组,含煤层共计23层,其中可采煤层12层。根据煤质特征分析可知,煤层宏观煤岩组分以丝炭、暗煤为主,亮煤次之,煤岩类型为半暗型煤—暗淡型煤,显微煤岩类型以微镜惰煤为主,见少量微泥质煤和微惰煤,变质阶段以Ⅱ阶为主。该区总体以中水分、特低—低灰、中高挥发分、高固定碳、特低硫、低磷分、特低氟、特低—低氯、一级含砷、中高—高热值、不黏结、中等可磨—易磨、中热—较高热—高热稳定、含油、较低—较高软化温度的煤层为主,为优质的动力用煤,具有广泛的开发利用前景。

新疆准东煤田库兰喀孜干勘查区赋煤特征分析

该文以准东东部库兰喀孜干勘查区煤田钻探资料和勘探成果资料为基础,对区内煤炭资源分布特点、赋存特征和赋煤规律等方面进行了研究。区内主要含煤地层为中侏罗统西山窑组和下侏罗统八道湾组,含煤层23层,西山窑组19层,平均厚度45.55m,八道湾组3层,总厚度7.30m,其中2,9,13,15,17,21,23煤层为可采煤层,结合煤层厚度、岩性特征和测井结果,对区内煤层进行了对比。同时,从剖面纵向上总结了西山窑组和八道湾组煤层的垂向分布特征、含煤特征,总结了二者的平面展布特征,认为西山窑组煤层总厚度呈中间厚、四周薄的趋势,八道湾组煤层仅分布在井田中部和南部,厚度由南向北逐渐变薄。在此基础上,从沉积学特征、构造环境和沉积环境方面,对赋煤规律进行了浅析,认为煤层发育总体受沉积环境和基底沉降等地质条件的控制。

无线传感器网络在煤田远程监控中的GPRS实现

为了解决无线传感器网络与监控中心之间的远程通信问题,在无线传感器汇聚节点添加了GPRS模块并编写出相应的控制程序。监测节点采集的数据传到汇聚节点,由处理器ATmega128L处理之后通过GPRS模块SIM300发送到GPRS网络,最终到达与Internet网相连的服务器终端,服务器终端也能对监测节点进行远程控制。详细给出了利用中断进行采集命令的发送以及采集数据传回的过程,并提供了相关程序。在新疆煤田灭火工程处对系统进行测试,结果表明该系统能很好地实现实时双向传输的功能。

新疆准东煤田芦草沟矿区西山窑组B_1煤层煤岩、煤相学研究

新疆准东煤田芦草沟煤矿区位于吉木萨尔县北部,矿区含煤面积为272km2,可采储量约为105×108t。区内主要可采煤层B1煤层厚度稳定,分布广泛,煤质优良,为准东煤炭主要开采对象。运用煤田地质学、煤岩学的理论和方法,进一步探讨西山窑组巨厚煤层的煤岩学特征和煤相类型。分析结果表明:该煤层显微组分以惰质组为主,镜质组次之,含少量壳质组;煤相类型以干燥森林沼泽相为主,湿地森林沼泽相为辅,泥炭沼泽总体形成于基底沉降速率和泥炭埋藏速率相对较慢,相对弱氧化的还原环境。

新疆准南煤田小西沟矿区煤的煤岩学及煤相分析

通过对准南煤田小西沟矿区钻孔煤心煤样分析,对主要含煤层西山窑组煤岩学、煤相特征、演化规律及控制因素进行探讨,为研究区煤炭资源勘探、开发、煤层对比及聚煤规律分析等提供理论依据。在层序地层分析基础上,运用煤的岩石学、煤化学分析方法,推测研究区西山窑组煤层中显微组分组成以镜质组和惰质组为主,壳质组含量极低。湖扩体系域煤层主要以湿地草本沼泽相为主,高位体系域下部煤层以湿地草本沼泽相为主,上部煤层以潮湿森林沼泽相为主。

新疆煤田火烧区特征及防治对策

煤田火烧区的存在，给勘探、建井、开矿带来一定危害。通过对新疆煤田火烧区区域构造和煤层火烧区特征的分析研究，阐明火烧区的主要形成因素，提出了煤田火烧区的防治对策，选用地面物探方法查清火烧区的分布范围和煤层地下燃烧状态。根据煤层高温燃烧区定期观测剖面测定结果，对新疆煤田火烧区储量的损失作了科学的推算，对煤田高温燃烧区灭火方法作了简要说明。

二维地震勘探技术在新疆准东煤田预查中的应用

在新疆准东煤田预查中,采用二维地震勘探正演及波阻抗反演技术解释了复煤层宏观结构、预测煤层厚度,并综合采用钻探与地震资料估算煤炭资源量,其精度明显提高,与最终井田勘探所获得的煤炭储量累计值误差仅3%。该成果使得综合勘查技术得以在新疆煤炭资源勘查中推广应用。

新疆煤田火区地质灾害治理方法研究

为了解决新疆煤田火区所发生的地质灾害问题,分析了新疆煤田火区治理的前、中、后各个阶段所产生的地质灾害原因,建立了煤田火区地质灾害危险性评价机制,提出了煤田火区地质灾害的预防手段,并研究了煤田火区治理的前、中、后各个阶段的治理方法,为解决新疆煤田火区的地质灾害问题提出了可行性思路。

急倾斜多煤层勘查区煤层层位测井曲线对比研究

急倾斜地层,特别是多煤层的急倾斜地层勘查区,由于地层倾角的变化较大,单纯依靠钻孔取心进行煤层层位对比或利用地震时间剖面同相轴进行煤层层位追踪,效果均不理想。以新疆尼勒克煤田胡吉尔台勘查区为例,在钻探施工方法各异的情况下,通过对各种勘探方法的比较,最终选择误差影响因素较小的自然伽马测井曲线进行煤层层位对比,并找出了该区煤单层、煤层组合及煤岩层组合等自然伽马测井曲线响应特征,如11煤的"上凹下峰"形态,7煤层与9煤层的"手套"形态,16、17、18煤的尖峰与直立组合形态等。根据上述标志层的典型响应特征,采用先走向后倾向的原则,对全区进行煤岩层对比,揭示了该勘查区煤层的分岔、合并、冲刷、沉缺、煤层厚度等变化规律,取得了良好的对比效果。

TM图像在新疆奇台北山煤田火区动态监测中的应用

本文以实测的煤田火区地物波谱数据为依据，对用于煤田火区各地物解译的遥感信息源──ＴＭ图像的最佳时相选择、最佳波段组合和煤田火区地物在ＴＭ图像上的影像特征进行了探讨。采用多时相ＴＭ图像对新疆奇台北山煤田火区进行动态监测及火情预测的成果进行了叙述，该勘查研究成果对指导该煤田火区灭火工程设计及后期防火管理有较大实用价值。对其它煤田火区火情监测也有一定借鉴作用。

第三代新疆煤田火区无线监测系统的设计分析

在对第二代新疆煤田火区无线监测系统的运行情况分析判断的基础上,结合各个传感器所采集的历史数据,得出了现有第二代新疆煤田火区无线监测系统的4点不足:1根据分析温度采集器(节点)能源不足;2数据库的数据处理故障;3监测功能单一;4监测系统的展示功能较为简单。针对这些不足,提出了相应的解决方案,并以该方案为基础设计出第三代新疆煤田火区无线监测系统,使新疆煤田火灾在测温、测气、大屏展示等功能方面更加完善、稳定、可靠,形成新的火灾监控模式。

地球物理测井在大南湖煤田北露天煤矿区的应用

大南湖煤田北露天煤矿区位于新疆自治区哈密市南部,地处天山—兴安岭地层区大南湖坳陷内,具有良好的成煤地质条件。由于研究区以往研究程度较低,同时煤层较多且较为复杂,制约了煤田的综合开采。采用地球物理测井对研究区开展研究工作,对矿田西山窑组中段16、18、19、20、21、22、22下、23、25、27、28、29、30等主要煤层进行对比、解释,同时利用地球物理测井曲线对ZK5-6的构造形态进行研究,发现在19煤层与21上煤层间存在落差为15 m的正断层,在22煤层与25煤层间也存在落差为10 m的正断层,为煤层开采提供了重要依据。

低固相钻井液在煤田钻探施工中的应用

在新疆焉耆煤田塔什店勘探区的钻探施工中,存在着上覆地层坍塌严重,经常出现卡钻、埋钻事故;进入煤系后,由于煤层厚度较大,在使用煤碱剂、络制剂,Na—CMC做钻井液处理剂时,经常出现煤层部位孔壁无法维护好,多数钻孔出现煤层坍塌问题,导致无法顺利测井的问题。通过对该地区地层特性认真分析,积极吸取其他地区类似地层的施工经验,应用膨润土、纯碱Na OH、部分水解聚丙烯酰胺(PHP)、部分水解聚丙烯腈(PAN)作为钻井液处理剂,总结了一套低固相钻井液配比方案。结果表明:该种低固相钻井液具有护壁性能好,排粉能力强的特点,从而使孔内事故减少,钻探效率提高,取得了令人满意的经济效益。

地震勘探在准东煤田大井矿区的应用

随着西部煤炭资源勘探程度的进展,地震勘探已在准格尔盆地东缘大面积展开。为满足新疆准东煤田奇台县大井矿区开发和建设年产2000万t大型矿井的需要,对新疆准东煤田奇台县大井矿区三井田进行勘探工作,为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质资料。根据矿井开拓方案,在勘查区的先期开采地段采用三维地震勘探方法查明构造和煤层的赋存状况,其他地段采用二维地震勘探方法控制。经钻孔验证,取得良好效果。