西部生态脆弱区煤炭减损开采地质保障科学问题及技术展望
发布时间：2021-11-15 14:36
我国能源禀赋特点决定了煤炭主体能源地位短期难以改变,其中,西部煤炭资源担负着我国基础能源自主供给的核心角色。但西部煤炭多处于干旱-半干旱带沙漠-黄土覆盖生态脆弱区,易因开采扰动引起地下水及生态环境产生显著影响。因此,减损开采成为西部生态脆弱区煤炭资源安全高效开发与环境保护协调发展的必然选择。立足西部煤炭资源开发现实情况,提出了西部生态脆弱区煤炭减损开采面临的四大关键科学问题,即:①煤-水空间发育组合特征;②采动过程地质条件变化规律;③保水开采分区及地质判据;④西部煤炭减损开采技术体系构建思路。同时,详细阐述了煤炭减损开采技术发展状况及存在的现实难题。在此基础上,尝试构建西部生态脆弱区煤炭减损开采技术体系,并展望了西部煤炭减损开采技术未来发展方向。相关研究以期为西部生态脆弱区煤炭绿色减损开采提供借鉴。
【文章来源】：采矿与岩层控制工程学报. 2020,2(04)北大核心
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
西部生态脆弱区煤炭减损开采关键科学问题逻辑关系
矿区地层自上而下的赋存状况一般为：地表为风积沙(Q4eol)、马兰组(Q3 m)及萨拉乌苏组(Q3 s)松散沙层含水层；其下为分布不均的离石黄土(Q2 l)、三门组(Q1 s)及新近系保德组(N2 b)红土隔水层；再下为基岩风化层和基岩组，包括下白垩统洛河组(K1 l)、侏罗系中统安定组(J2a)、直罗组(J2z)岩、延安组(J2y)、侏罗系下统富县组(J1f)及三叠系上统永坪组(T3y)(图3)。侏罗系中统延安组为本矿区的主要含煤地层，总厚度250～310 m，含煤层多达18层，一般5～12层，其中，可采煤层3～7层，可采厚度总计27 m，最大单层厚度12.8 m,2-2煤层为主采煤层。主采2-2煤层赋存特征为：地层总体西倾，自东向西，埋深逐渐增大。其中，最浅<40 m，位于神北矿区，最深>580 m，位于榆神府矿区西南部。神府矿区的煤层埋藏深度多<100 m，榆神矿区埋深普遍>200 m。从其埋深变化规律来看，神府矿区的规律性普遍较差，其中，神府矿区与榆神矿区的交界处系煤层埋深变化较剧烈区；而榆神矿区煤层埋深变化规律较明显，沿“中鸡镇—尔林兔镇—大保当镇”一线，埋深变化由东向西逐渐增大，而沿“金鸡滩镇—孟家湾”一线则呈向NW方向逐渐增大的趋势。
立足于陕北地区煤层及含水层空间分布，进一步明确煤-水空间组合发育特征，是后期实现针对性减损技术发展的基础性研究工作。对陕北地区煤-水空间组合发育特征研究，主要呈现2个特点：(1)煤水共生，水在上、煤在下，空间组合韵律特征显著；(2)煤水间隔水岩组厚度变化大，煤层顶板基岩厚度与含水层厚度呈负相关关系。笔者结合含水层、隔水层厚度及平面分布特点，将该区域煤-水空间组合特征分为4种类型[8](图4)。(1)局部封闭型煤-水组合：该类含水层多为相对封闭分布的小型含水盆地，盆地底界面距煤层一般<50 m，属于局部富水区域。其中，当潜水面高于侵蚀基准面时，多以泉水形式排泄。
【参考文献】：
期刊论文
[1]对我国煤炭主体能源地位与绿色开采的思考[J]. 王双明. 中国煤炭. 2020(02)
[2]基于采动岩层控制的煤炭科学开采[J]. 王家臣. 采矿与岩层控制工程学报. 2019(02)
[3]我国煤炭开采与岩层控制技术发展40a及展望[J]. 康红普,徐刚,王彪谋,吴拥政,姜鹏飞,潘俊锋,任怀伟,张玉军,庞义辉. 采矿与岩层控制工程学报. 2019(02)
[4]厚煤层采煤技术的发展[J]. 刘喜全. 中国石油和化工标准与质量. 2019(14)
[5]保水采煤研究30年回顾与展望[J]. 范立民,马雄德,蒋泽泉,孙魁,冀瑞君. 煤炭科学技术. 2019(07)
[6]煤炭开采与岩层运动[J]. 钱鸣高,许家林. 煤炭学报. 2019(04)
[7]榆神府矿区含水层富水特征及保水采煤途径[J]. 侯恩科,车晓阳,冯洁,段中会,高利军,李军. 煤炭学报. 2019(03)
[8]柔模泵注混凝土支护的沿空留巷技术研究[J]. 李宇龙. 陕西煤炭. 2018(02)
[9]煤矿开采减损技术评述[J]. 郭俊廷,管力,杨国柱,宋振涛. 中国矿业. 2017(S1)
[10]我国西北煤炭开采中的水资源保护基础理论研究进展[J]. 张东升,李文平,来兴平,范钢伟,刘卫群. 煤炭学报. 2017(01)
博士论文
[1]煤矿结构充填开采“充填体-直接顶”复合承载结构稳定性研究[D]. 杜献杰.太原理工大学 2019
[2]孟加拉国Barapukuria井田三厚条件下协调减损开采理论研究与应用[D]. 郭文彬.西安科技大学 2018
[3]平朔一号井工矿顶板水害评价方法与应用研究[D]. 徐连利.中国矿业大学（北京） 2010
[4]生态脆弱区大型能源开发对区域发展的影响及优化调控[D]. 刘晓琼.陕西师范大学 2007
[5]地下水引起的表生生态效应及其评价研究[D]. 杨泽元.长安大学 2004
硕士论文
[1]浅埋深煤层河床下限高协调开采技术及应用研究[D]. 王飞龙.西安科技大学 2014
[2]浅埋薄基岩综采面覆岩破断机理及与支架关系研究[D]. 李正杰.煤炭科学研究总院 2014
[3]柔模泵注混凝土支护原理与参数研究[D]. 吴玉意.西安科技大学 2009
本文编号：3496966
【文章来源】：采矿与岩层控制工程学报. 2020,2(04)北大核心
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
西部生态脆弱区煤炭减损开采关键科学问题逻辑关系
矿区地层自上而下的赋存状况一般为：地表为风积沙(Q4eol)、马兰组(Q3 m)及萨拉乌苏组(Q3 s)松散沙层含水层；其下为分布不均的离石黄土(Q2 l)、三门组(Q1 s)及新近系保德组(N2 b)红土隔水层；再下为基岩风化层和基岩组，包括下白垩统洛河组(K1 l)、侏罗系中统安定组(J2a)、直罗组(J2z)岩、延安组(J2y)、侏罗系下统富县组(J1f)及三叠系上统永坪组(T3y)(图3)。侏罗系中统延安组为本矿区的主要含煤地层，总厚度250～310 m，含煤层多达18层，一般5～12层，其中，可采煤层3～7层，可采厚度总计27 m，最大单层厚度12.8 m,2-2煤层为主采煤层。主采2-2煤层赋存特征为：地层总体西倾，自东向西，埋深逐渐增大。其中，最浅<40 m，位于神北矿区，最深>580 m，位于榆神府矿区西南部。神府矿区的煤层埋藏深度多<100 m，榆神矿区埋深普遍>200 m。从其埋深变化规律来看，神府矿区的规律性普遍较差，其中，神府矿区与榆神矿区的交界处系煤层埋深变化较剧烈区；而榆神矿区煤层埋深变化规律较明显，沿“中鸡镇—尔林兔镇—大保当镇”一线，埋深变化由东向西逐渐增大，而沿“金鸡滩镇—孟家湾”一线则呈向NW方向逐渐增大的趋势。
立足于陕北地区煤层及含水层空间分布，进一步明确煤-水空间组合发育特征，是后期实现针对性减损技术发展的基础性研究工作。对陕北地区煤-水空间组合发育特征研究，主要呈现2个特点：(1)煤水共生，水在上、煤在下，空间组合韵律特征显著；(2)煤水间隔水岩组厚度变化大，煤层顶板基岩厚度与含水层厚度呈负相关关系。笔者结合含水层、隔水层厚度及平面分布特点，将该区域煤-水空间组合特征分为4种类型[8](图4)。(1)局部封闭型煤-水组合：该类含水层多为相对封闭分布的小型含水盆地，盆地底界面距煤层一般<50 m，属于局部富水区域。其中，当潜水面高于侵蚀基准面时，多以泉水形式排泄。
【参考文献】：
期刊论文
[1]对我国煤炭主体能源地位与绿色开采的思考[J]. 王双明. 中国煤炭. 2020(02)
[2]基于采动岩层控制的煤炭科学开采[J]. 王家臣. 采矿与岩层控制工程学报. 2019(02)
[3]我国煤炭开采与岩层控制技术发展40a及展望[J]. 康红普,徐刚,王彪谋,吴拥政,姜鹏飞,潘俊锋,任怀伟,张玉军,庞义辉. 采矿与岩层控制工程学报. 2019(02)
[4]厚煤层采煤技术的发展[J]. 刘喜全. 中国石油和化工标准与质量. 2019(14)
[5]保水采煤研究30年回顾与展望[J]. 范立民,马雄德,蒋泽泉,孙魁,冀瑞君. 煤炭科学技术. 2019(07)
[6]煤炭开采与岩层运动[J]. 钱鸣高,许家林. 煤炭学报. 2019(04)
[7]榆神府矿区含水层富水特征及保水采煤途径[J]. 侯恩科,车晓阳,冯洁,段中会,高利军,李军. 煤炭学报. 2019(03)
[8]柔模泵注混凝土支护的沿空留巷技术研究[J]. 李宇龙. 陕西煤炭. 2018(02)
[9]煤矿开采减损技术评述[J]. 郭俊廷,管力,杨国柱,宋振涛. 中国矿业. 2017(S1)
[10]我国西北煤炭开采中的水资源保护基础理论研究进展[J]. 张东升,李文平,来兴平,范钢伟,刘卫群. 煤炭学报. 2017(01)
博士论文
[1]煤矿结构充填开采“充填体-直接顶”复合承载结构稳定性研究[D]. 杜献杰.太原理工大学 2019
[2]孟加拉国Barapukuria井田三厚条件下协调减损开采理论研究与应用[D]. 郭文彬.西安科技大学 2018
[3]平朔一号井工矿顶板水害评价方法与应用研究[D]. 徐连利.中国矿业大学（北京） 2010
[4]生态脆弱区大型能源开发对区域发展的影响及优化调控[D]. 刘晓琼.陕西师范大学 2007
[5]地下水引起的表生生态效应及其评价研究[D]. 杨泽元.长安大学 2004
硕士论文
[1]浅埋深煤层河床下限高协调开采技术及应用研究[D]. 王飞龙.西安科技大学 2014
[2]浅埋薄基岩综采面覆岩破断机理及与支架关系研究[D]. 李正杰.煤炭科学研究总院 2014
[3]柔模泵注混凝土支护原理与参数研究[D]. 吴玉意.西安科技大学 2009
本文编号：3496966
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3496966.html
