論煤炭綠色開采的地質保障

摘 要：

受“缺油、少氣、相對富煤”能源資源稟賦特點制約,煤炭一直是我國能源安全的基礎保障。煤炭資源是地球演化過程形成的層狀沉積礦產,是近地表地殼的組成部分,煤炭開采會對地質條件和生態(tài)環(huán)境造成損害。煤炭綠色開采地質保障從煤炭資源賦存地質條件出發(fā),為實現(xiàn)煤炭資源安全高效開采、減緩和減小采掘工程對地質條件和生態(tài)環(huán)境損害,提供地質理論和技術支撐。從綠色開采地質保障的內涵、科學問題、技術問題、研究思路4個方面系統(tǒng)闡釋了煤炭綠色開采地質保障理論與技術。煤炭綠色開采地質保障突出深部煤炭資源開采擾動下的地質條件變化,強調煤炭開采活動與地質結構和地表生態(tài)環(huán)境變化的整體研究,關注地下采掘工程引起時空效應范疇的地質條件變化和生態(tài)環(huán)境演化之間的耦合機制?？傮w研究思路是開采前精細勘查、開采過程有效減損、開采后恢復利用。采前實施空天地一體化精細勘查,查明煤系礦產資源空間賦存特征及維系地表生態(tài)系統(tǒng)的主要地質因素,構建涵蓋煤系資源、地質條件、生態(tài)環(huán)境等要素的高精度三維模型,評價煤炭資源最佳利用方向和區(qū)域環(huán)境承載能力;采中進行地質條件損害探測、監(jiān)測,揭示應力場、形變場、滲流場變化規(guī)律,研究煤系氣、地下水運移和涌出特點,分析導致圍巖動力災害發(fā)生的地質因素,提出煤與瓦斯突出、水害、沖擊地壓等災害超前預警理論及防控措施;采后進行采空區(qū)水體、有害氣體、遺留資源的探測,巷道圍巖、煤柱變形特征監(jiān)測,研究煤-巖-水相互作用及采空區(qū)穩(wěn)定性變化,開展地質條件及地表生態(tài)恢復演化過程研究,提出地下空間及遺留資源的綜合利用理論與技術。煤炭綠色開采地質保障涵蓋找煤、勘探、開采及采空區(qū)利用全過程,追求煤系礦產資源和生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展。

富油煤的油氣資源屬性與綠色低碳開發(fā)

摘 要：

黃河中上游是國家大型煤炭基地集中分布區(qū),也是我國富油煤的主要生產區(qū)。受我國“缺油、少氣、相對富煤”資源稟賦特點的制約,煤炭安全綠色開采,清潔低碳利用已成為保障國家能源安全的重大需求。實現(xiàn)黃河流域富油煤開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展,對緩解我國油氣供應緊張、保障能源戰(zhàn)略安全具有重要的科學價值和現(xiàn)實意義。富油煤是集煤油氣屬性為一體的煤炭資源,其油氣潛力、特殊性、關鍵地質問題亟需研究,綠色低碳化開發(fā)技術亟待探索。①富油煤主要賦存于中低階煤類中,主要特點是富含較多富氫結構;在隔絕空氣加熱時,可生成油、氣和半焦。半焦主要成分為固定碳,與無煙煤相近;氣體的主要成分是CH4,H2,CO等,可以作為燃料氣和原料氣;油為煤焦油,類似于重質石油,可通過前處理、加氫精制和加氫催化裂化工藝等達到清潔燃料油標準;②富氫結構是富油煤具有油氣資源屬性的物質基礎,研究富氫結構的巖石學、沉積學特征及變化規(guī)律,分析富氫結構物質來源、沉積轉化、變質演化、聚集規(guī)律及地質驅動機制,是構建富油煤預測模式與評價理論的基礎;③梯級利用和原位熱解是富油煤綠色低碳開發(fā)的重要途徑。富油煤地面熱解-氣化一體化、熱解-化工-發(fā)電一體化技術可以實現(xiàn)清潔高效利用,井下原位熱解有望破解清潔低碳利用的難題。其中,礦井式原位熱解技術通過井巷工程布置方式,利用井下巷道開展煤層分割、保溫封閉,通過煤層原位加熱實現(xiàn)井下熱解生產油氣;鉆孔式原位熱解技術通過注熱孔加熱和油氣抽采孔回收油氣,也可借助人工輔助造縫,實現(xiàn)加熱回收油氣。將富油煤作為煤基油氣資源管理和開發(fā),是新時代煤炭工業(yè)高質量發(fā)展的重要方向。

作|者|介|紹

研究方向

煤炭地質，煤礦區(qū)環(huán)境保護

主要成果

致力于煤炭資源勘查和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護研究，在找煤、探煤、采煤區(qū)生態(tài)環(huán)境保護等領域取得了突破性成果。查明了鄂爾多斯盆地煤炭資源總體分布規(guī)律與資源總量，為部署規(guī)劃煤炭工業(yè)戰(zhàn)略西移、保障國家能源安全做出了突出貢獻。建立了綜合勘查技術體系并應用于大型勘查工程，將煤炭地質勘查引領到了高效高精度綜合勘查新階段。提出了生態(tài)脆弱礦區(qū)地質環(huán)境保護新技術，為我國煤礦區(qū)地質環(huán)境保護提供了地質技術支撐。

來源：煤炭學報