Retrieval and Analysis of Coal Fire Temperature in Wuda Coalfield, Inner Mongolia, China

Coal fire burning around the world is an environmental catastrophe characterized by the emission of noxious gases, particulate matter, and condensation by-products. In this study, coal fire temperature is retrieved based on Landsat 5 TM images and Generalized Single-Channel Algorithm (GSCA), in Wuda coalfield, Inner Mongolia, China. Then coal fire zones are extracted by Jenks′ natural breaks and threshold methods based on temperature images. Changes of coal fire zones are analyzed from 1989 to 2008. The results are summarized as follows: 1) The coal fire temperature retrieval method based on Landsat 5 TM and the GSCA model is effective and feasible, because the temperature error is relatively small (from –2.9℃ to +2.6℃) between the measured temperature and the retrieved temperature. 2) The accuracy is relatively high to extract coal fire zones through the Jenks′ natural breaks and threshold methods, because 83.56% of surveyed area is located in the coal fire zones extracted in 2005. 3) The coal fire area increased 9.81 × 10 5 m 2 from 1989 to 2005, and the annual growth is about 6.1 × 10 4 m 2 , with an annual increasing rate of 2.48%. The area of coal fire decreased by 8.1 × 10 5 m 2 from 2005 to 2008.

半航空瞬变电磁数据处理与解释在贺斯格乌拉露天煤矿水灾害勘探中的应用

为减少地下涌水对煤矿开采的影响,确保内蒙古自治区锡林郭勒盟贺斯格乌拉露天煤矿安全开采,笔者采用半航空瞬变电磁法对该煤矿进行地下水勘探。通过Occam反演获得地下低阻电性异常的分布情况,并与核磁和钻孔结果进行对比,得出以下主要结论:①第四纪松散岩类含水砂层相对高阻,白垩纪大磨拐河组碎屑岩类孔隙裂隙含水层及煤层表现为低电阻,完整的大磨拐河组地层表现为相对高阻;②测区地下水渗流通道主要分布在白垩纪地层碎屑岩类孔隙裂隙水含水层中;③地下富水区域主要集中在标高840~880 m这一范围内,随着深度变深,富水区域面积逐渐变小。

绿色技术溢出对晋陕蒙煤炭行业碳排放强度影响路径分析

我国煤炭生产消费过程的碳排放占总量的70%~80%,晋陕蒙地区煤炭生产消费占全国的60%左右,因此,对晋陕蒙地区煤炭行业进行碳排放强度影响路径分析具有重要意义。运用DDF与Global-Malmquist-Luenberger指数相结合的方式测算晋陕蒙地区煤炭行业绿色技术溢出,根据《IPCC国家温室气体指南》中公布的碳排放主要来源,通过层层分类的方法对晋陕蒙地区煤炭行业碳排放强度进行测算,并通过结构方程模型探究绿色技术溢出对碳排放强度的作用机制和影响路径。研究发现:2006-2021年间晋陕蒙地区煤炭行业绿色技术溢出呈现波动上升变化趋势和碳排放强度呈现倒“V”型变化趋势;晋陕蒙地区煤炭行业绿色技术溢出与碳排放强度显著负相关;绿色技术溢出通过经济发展水平、行业结构和从业人口数量等变量构成的3条影响路径降低晋陕蒙地区煤炭行业碳排放强度。

晋陕蒙地区煤炭运输通道运营对策研究

晋陕蒙地区煤炭运输通道的建设是落实国家“双碳”战略导向、运输结构调整政策,健全煤炭内循环体系的重要组成部分。基于保障国家能源安全战略目标,结合现阶段晋陕蒙地区煤炭生产布局调整及能源安全,分析晋陕蒙地区煤炭运输通道功能分工及运输通道症结,根据晋陕蒙地区煤炭产销结构与趋势分析及煤炭运输通道外运量预测,提出晋陕蒙地区铁路煤炭运输通道格局调整优化方案,从煤运通道需求、运输企业运营2个方面,提出打通运输市场隐形“瓶颈”,合理分流公路运量,降低铁路运营成本,提高铁路运输效率,优化铁路运输结构等运营对策。

晋陕蒙采煤区水土流失现状调查与分析研究

以晋陕蒙采煤区为研究对象,采用文献资料收集、野外调查与室内分析相结合的方法,重点对松散堆积物、排土(矸)场、塌陷区域等人为水土流失进行典型调查研究,查明在建、在产的煤矿和采石场的分布、数量及规模,阐明引起水土流失的原因,为晋陕蒙能源区水土流失治理和生态环境建设提供依据。

煤炭分选过程中铅与硫的迁移与富集规律

在煤炭资源的加工利用过程中,部分重金属元素会在环境中富集,对环境和人体均有一定危害。煤炭分选作为煤炭加工利用的前端处理工艺,可以去除煤中大部分矸石,但是目前对分选过程中重金属元素的迁移研究较少。选用内蒙古低灰高硫煤样和高灰低硫煤样进行浮沉、浮选试验,通过电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光分析(XRF)等测试方法研究重金属铅元素在煤中的赋存形式及分选过程中的迁移富集规律。试验结果表明:不同灰分煤样中重金属元素赋存形式差别较大,对分选中的富集与迁移规律影响显著。由逐级化学提取可知铅元素有机结合态含量较少,约为5%,整体表现出向矿物质中富集的趋势;浮沉试验中铅元素在2种煤中易于向较大密度1.6~1.8 g/cm3富集;浮选试验中铅元素趋于向尾煤中富集,且铅元素含量变化与灰分能够保持一致性。此外,低灰高硫煤尾煤中的铅与硫的含量变化呈现较好的一致性,而在含有机硫较高的低硫煤中无此现象,表明铅受无机硫的影响较大。以上规律表明,通过分选可将煤中的大部分铅元素除去,进而提高煤的品质,降低煤中铅元素对环境及人体的危害。

蒙陕接壤区煤矿采空区水−岩系统中氟来源及释放规律

采空区是高氟矿井水形成的关键区域,其水−岩系统中氟的来源与溶解释放决定了矿井水中氟的富集或贫化。针对蒙陕接壤区3-1煤采空区矿井水氟来源及释放规律不清晰问题,采用水化学测试、岩石矿物成分分析、矿物扫描电镜与能谱检测,以及室内水−岩作用仿真模拟试验,查明矿井水氟物质来源与赋存载体,揭示岩石中氟释放规律。结果表明:研究区3-1煤矿井水水化学类型主要为HCO_(3)-Na与SO_(4)-Na型,3-1煤采空区矿井水氟浓度高于3-1煤生产工作面的矿井水浓度,且采空区矿井水pH、Na^(+)/Ca^(2+)浓度比均大于工作面矿井水。3-1煤采空区矿井水F−的物质来源为泥岩与粉砂岩,2种岩石中氟平均含量分别为741、610 mg/kg,氟在固相中的主要赋存载体为蒙脱石、高岭石、伊利石及绿泥石。采空区水−岩系统中氟的释放受岩性、粒径、pH、温度及Na^(+)/Ca^(2+)浓度比5个因素影响。其中,泥岩及粉砂岩中的氟比细砂岩中的更容易释放进入水中;无论何种岩性,随着粒径的减小,氟释放F−的浓度增大;此外,碱性、高温及高钠低钙的水化学环境均可促进岩石中氟的溶解释放。

基于RSM-BBD法胶结充填材料配比优化及工程应用

针对煤层回采顶板垮落法产生的采煤固废堆放量大、长壁胶结充填开采中采充失衡等问题,内蒙古察哈素煤矿31采区采用连采连充巷式胶结充填采煤工艺,采用“隔三采一”的回采方式及“三强一弱”的充填模式。充填材料配比对充填成本与效果具有重要影响,针对原胶结充填材料中水泥消耗大、粉煤灰消纳少的问题,基于泰波理论确定矸石最佳粒径级配系数n为0.5,在此基础上,利用响应面法(RSM)优化材料配比。基于RSM-BBD (Box–Behnken Design)设计13组试验,建立充填体3、7及28 d单轴抗压强度与水泥质量分数X_(1)、粉煤灰质量分数X_(2)、固料质量分数X_(3)及3因素交互作用(水泥与粉煤灰交互作用X_(1)X_(2)、水泥与固料质量分数交互作用X_(1)X_(3)、粉煤灰与固料质量分数交互作用X_(2)X_(3))的回归模型,模型P值均小于10-4,模型可靠性强。试验结果表明:不仅单一因素对强度影响显著,且各因素的交互作用也对强度有一定的影响。强度随X_(1)与X_(3)的增加而增大,随X_(2)的增加先增大后减小,X_(1)对前期影响最显著,X_(3)对后期影响最显著,X_(2)对强度影响随龄期增长逐渐显著。X_(2)X_(3)对7 d强度影响显著,X_(1)X_(2)对28 d强度影响显著,X_(1)X_(3)对3、7和28 d强度均有显著影响。在X_(1)X_(3)对7、28 d强度的交互影响中,水泥与固料质量分数会相互促进两者对强度的增强作用,而在其他交互影响中,一因素的增加会对另一因素的影响效果起抑制作用。基于RSM确定合理配比为X_(3)取78%~79%, X_(2)取19%~20%;高强度充填时X_(1)取9%~10%,低强度充填时X_(1)取8%。察哈素煤矿303工作面共采出煤炭16.8万t,消纳矸石16.22万t,粉煤灰消纳增加量与水泥消耗减少量均达到1万t以上,大大节省了粉煤灰处理费用与水泥成本,具有良好的环境效益与经济效益。

蒙陕接壤区浅埋煤层矿井水水化学特征及来源分析

为研究蒙陕接壤区浅埋煤层开采下矿井水水化学特征与来源,通过采集研究区内的矿井水、不同含水层地下水及地表水样,综合利用水化学特征研究、数理统计、离子比例系数法以及氢氧同位素,探究该区矿井水水化学特征及其形成作用。基于此,对研究区矿井水的主要来源进行了识别。结果表明,矿井水与第四系萨拉乌苏组、侏罗系直罗组和延安组地下水水力联系紧密。矿井水主要离子形成受水−岩作用影响,主要阴阳离子来源于硅酸盐矿物与方解石的溶滤作用;受到反向阳离子交换作用影响,使矿井水中Na+含量高于浅部地下水;混合作用对矿井水水化学成分形成影响较小。矿井水受延安组、直罗组地下水与萨拉乌苏组地下水共同补给,三者在矿井水补给水源中所占比例分别为86.39%、1.59%与12.02%。研究成果可为该区的矿井水害防治与水资源处理利用提供依据。

“双碳”目标下蒙东草原地区露天煤矿绿色矿山建设

通过对煤矿产业绿色矿山发展状况、双碳目标下的煤矿产业发展面临的机遇与挑战分析,系统梳理了蒙东草原露天煤矿绿色矿山建设面临的生态环境问题,归纳出煤矿产业在开发方式科学化、资源利用高效化、管理信息化、环境生态化、矿区社区和谐化等方面取得的成绩,揭示了煤炭产业在双碳目标下绿色发展路径以及存在的问题,指出煤炭产业应未雨绸缪,积极应对碳强制减排政策。

巴彦温都尔煤田瓦斯地质特征及其它开采技术条件浅析

巴彦温都尔煤田地处内蒙古高原中部,大兴安岭西延山脉的北坡。本文结合钻探地质工作,通过瓦斯试验及其他开采技术条件,对巴彦温都尔煤田瓦斯、煤尘爆炸性、煤层自燃倾向性、地温、冲击地压进行了浅析,为巴彦温都尔煤矿的开采提供依据。

内蒙古胜利煤田共生锗矿与成煤沼泽微环境的成因关系

测试的200个煤样采自沿煤层走向和垂直方向的29个钻孔,研究发现,锗的含量沿煤层的走向和垂直方向的分布并不均一,高锗品位可能出现在煤层的顶部、中部和底部,最高的锗含量大多出现在煤层中部.这个结论有别于前人的研究结论:一般认为最高的锗含量只出现在煤层的顶部或底部.根据锗含量与煤相的关系:锗含量和腐植质含量(V)、V?I,V?w(F+SF)、凝胶指数(GI)等显示正相关关系和惰质组含量(I)、惰质体含量(IR)、转化指数(TI)呈负相关;而锗含量和成煤植物组织保存指数(TPI)的关系不明确.由此表明,煤中锗的聚集与成煤沼泽微环境有成因上的联系,有利于锗聚集的环境是弱水动力、低水位、高还原性的停滞沼泽环境.

内蒙古煤系硬质高岭土碱改性研究

考察了碱处理对内蒙古煤系硬质高岭土（简称高岭土）的物理化学性能及其裂化性能的影响。采用X射线衍射、魔角旋转固体核磁共振法表征了高岭土的组成和结构；采用BET法测定了碱改性高岭土的比表面积和孔径分布。实验结果表明，高岭土经1060℃煅烧1h后，大量的非晶态SiO2和γ—Al2O3分凝，这种非晶态的SiO2具有与碱反应的活性；高岭土中的六配位铝（Al（Ⅵ））比四配位铝（Al（Ⅳ））更易与碱反应，延长碱处理时间可提高Al（Ⅳ）的含量，降低Al（Ⅵ）的含量，有利于裂化反应的进行；碱改性高岭土的孔半径主要分布在2～8nm；随碱处理时间的延长，碱改性高岭土的裂化活性和裂化选择性提高。

内蒙古东部低煤阶含煤盆地群的煤层气勘探前景

在研究具有煤阶低、煤层含气量低、含气饱和度高、煤层厚度大和资源丰度大特点的美国粉河、尤因塔盆地的煤层气成功勘探经验基础上,重新认识了我国内蒙古东部低煤阶含煤盆地群的煤层气资源潜力。指出晚侏罗世-早白垩世是我国内蒙古东部重要的聚煤期,且热演化程度低、煤阶低、含气量普遍不高,但地层厚度大、煤层厚度大,资源丰度高,初步预测煤层气资源量超过2万亿m3。认为在内蒙古东部低煤阶含煤盆地开展煤层气勘探,必须加强保存条件研究,加强高含气饱和度地区预测研究,重视二次生物成因气和加强盆地的水动力因素的研究,才能有所突破。

内蒙古胜利煤田共生锗矿的成因地球化学初探

用统计和作图的分析方法,对内蒙古胜利煤田中共生锗矿床的锗品位与挥发分、灰分、硫分的关系进行了研究。结果表明煤中锗品位与挥发分呈正相关、与原煤灰分负相关、与洗煤灰分正相关关系;全区煤属中硫煤,锗品位与原煤和洗煤硫分均呈正相关关系,煤的灰分指数较低(3 579);锗分布不均匀,富锗煤矿明显属于断裂坳陷边缘沉积,锗品位可以在煤层的顶部、中部、底部同时或单个部位呈现高值,大多数煤层中部出现锗高品位值,这有别于以往所报道的锗品位只在煤层顶、底部相对富集的研究结论。认为胜利煤田锗主要与有机质结合;锗的有利聚集条件是水动力较弱、地下水位较低、强还原的停滞沼泽环境;泥炭聚集阶段有机质的吸附作用是锗的主要富集机制。

内蒙古西部乌达矿区煤层自燃的控制因素

煤层自燃是一个复杂的物理、化学和环境作用过程,是多种内在原因和外在条件综合作用的结果。本文分析了内蒙古乌达矿区煤层自然发火的内在原因和外在条件,揭示了煤层自燃的各种控制因素。影响煤层自燃的内在原因包括煤层厚度、变质程度、灰分含量、发热量、硫含量和有机显微组分含量等;外在条件包括地质构造、气候、水文地质、地形地貌、煤层的赋存状况、大矿和小煤窑的开采情况等。最后探讨了对不同成因的煤层自燃采取不同的预防和治理方法,为今后煤火的研究和治理奠定了理论基础。

内蒙古胜利煤田共生锗矿品位纵向变化规律研究

通过对 2 9个钻孔的 2 0 0件煤样锗含量分析 ,发现 2 0个钻孔锗含量沿煤层纵向有 6种变化形式。特别值得注意的是 ,大多数钻孔显示锗含量在煤层中部出现高峰值 ,而有别于以往所报道的锗只在煤层顶、底部相对富集的研究结论。笔者认为 ,胜利煤田锗的富集主要发生在泥炭化阶段 ,主要作用机制是有机质的吸附作用 ;此外 。

内蒙古煤系硬质高岭土酸处理研究

研究了不同n（SiO2）／n（Al2O3）的酸处理内蒙古煤系高岭土。对酸处理高岭土进行吡啶-TPD实验、BET测试及裂化活性测试，并存小型固定床上以酸处理高岭土为催化剂对大港轻柴油进行催化裂化反应，考察了n（SiO2）／n（Al2O3）对高岭土表面酸性、裂化活性和选择性的影响。结果表明，随着酸处理高岭土中n（SiO2）／n（Al2O3）的增加，高岭土的表面酸量增加，汽油收率提高。当n（SiO2）／n（Al2O3）大于20时，其孔径集中在3～10nm之间，表面吡啶吸附总量大于4．1μl／g，柴油转化率大于64％，汽油收率大于42％。将n（SiO2）／n（Al2O3）调节到20以上，能够得到催化性能较好的酸处理高岭土。