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2022年  第50卷  第4期

废弃矿井资源评价与开发
废弃矿区旅游资源评价研究现状与展望
汪秋菊, 王玥, 马钰莹, 张波
2022, 50(4): 1-8. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.10.0576
浏览量:(158) 下载量:(54)
摘要:
旅游资源的识别与评价是开展废弃矿区旅游规划与开发的重要基础。采用文献综述法和归纳分析法全面梳理国内外废弃矿区旅游资源价值评价研究成果,系统分析废弃矿区旅游资源识别、评价体系构建及评价方法。研究发现,目前对于废弃矿区旅游资源的认识仅停留在矿业遗迹、矿业遗产层面,缺乏对矿区天象、气候等自然资源及人文资源的重视;旅游资源的评价仍以资源为导向,且对于反映废弃矿区资源特殊性的评价指标缺乏足够的重视。未来废弃矿区旅游资源价值评价应加强旅游资源的全面识别,增加生态可持续性、安全性和利益相关者关系等评价指标,构建以需求为导向、分步骤旅游资源价值评价体系,同时要创新评价方法,以提高评价结果的客观性和科学性。
煤炭资源型城市关闭煤矿产业绿色转型路径研究
张丽峰, 汪秋菊
2022, 50(4): 9-16. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.10.0580
浏览量:(94) 下载量:(23)
摘要:
随着我国能源供给侧结构性改革以及煤炭去产能政策的实施,我国关闭煤矿数量逐年增加,煤矿关闭后产业如何转型成为迫切需要解决的问题。而关闭煤矿大都集中在煤炭资源型城市,关闭煤矿的发展与煤炭资源型城市发展密不可分,其优势产业的选择应与所在城市产业转型方向相一致,才能使关闭煤矿资源得到有效利用,促进当地经济高质量发展。依据新结构经济学理论,利用耦合协调度模型,分析煤炭资源型城市的要素禀赋结构与产业结构的耦合协调程度及分类,据此提出了关闭煤矿产业绿色转型的路径。结果表明:2010—2018年,18个地级煤炭资源型城市耦合协调度介于0.4~0.9,耦合协调的类型主要是勉强协调和初级协调,良好协调城市较少。但2016年以后,产业结构与要素禀赋结构的耦合协调情况在退化,产业结构急需进行转型和优化。其中,勉强协调型关闭煤矿应在逐步降低第一、二产业比重时,依据自身要素禀赋结构优先发展劳动密集型产业或者承接发达区域的劳动密集型产业;初级协调型关闭煤矿在逐步降低第二产业比重,增加第三产业比重时,要优先发展资本密集型和技术密集型产业,需要加大人力和物质资本的投入,不断提高技术创新水平;中级和良好协调型关闭煤矿在大力发展第三产业的同时,也应发展资本密集型和技术密集型产业,但需要更多的人力和物质资本投入,以及更高的技术创新水平。关闭煤矿在产业绿色转型过程中需要“有为”政府在人员、资产、技术、土地、交通、供水、通信等软制度及硬基础设施方面给予资金和政策扶持,使产业具有较强的竞争优势,促进产业结构优化和升级。
产权政策视角下废弃矿井采矿用地再开发模式研究
邓元媛, 常江, 冯姗姗, 周雪
2022, 50(4): 17-24. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.08.0429
浏览量:(78) 下载量:(12)
摘要:
废弃矿井再利用已成为资源型城市实现功能转型的主要路径,矿井地面生产区采矿用地的再开发属于城市存量工业用地更新的范畴,是一个伴随产权转移的空间转型过程。通过分析相关产权政策与废弃矿井再开发模式之间的关联性,探讨制度对空间的影响,提出对未来发展的政策建议。通过系统梳理自1990年以来国家、地方层面的产权政策,并以该时段内不同时期的再开发实践为例,讨论不同产权政策背景下再开发利用模式的差异,从财务平衡的视角对政策的效力进行解释。研究表明,我国的产权政策制定从“规制型”向“引导型”发展,为废弃矿井采矿用地的再开发不断创造实现财务平衡的制度保障,但目前政策偏重于关注降低产权转移的交易成本,对后期运营收益保障不足。未来地方性政策应加强对非盈利性项目的财务缺口进行制度保障,以便进一步提升再开发项目的公共价值。结合产权政策的调整,废弃矿井再开发模式也将走向主体多元、价值多元的综合模式。
潘安湖区域发展演变特征及驱动因素研究
常江, 陈业东, 李梓萱, 王惠, 冯姗姗
2022, 50(4): 25-34. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.12.0843
浏览量:(90) 下载量:(15)
摘要:
煤炭资源开采活动直接或间接影响城市的发展演变及其特征,明确其背后动因机制有利于城市的可持续发展。徐州市贾汪区原为重要的煤炭生产基地,潘安湖区域则为贾汪煤炭生产的主要区域。以潘安湖区域为研究对象,分析在煤炭开采活动影响下,其发展演变特征,并选取社会环境、经济发展、政策管控、资源环境为影响该区域发展演变的驱动力因子,运用主成分分析法确定主要驱动力及机制。结果表明,潘安湖区域发展演变特征体现在4个方面:(1) 土地利用从破损的采矿迹地到功能完善的城镇空间体系;(2) 道路交通从孤立的交通干道到系统的城市网络;(3) 产业结构从主体煤炭转向多元产业支撑;(4) 空间结构从采煤塌陷影响区到城市发展建设区。依据分析结果可知,对潘安湖区域发展演变发挥重要推动作用的是以人为主体所产生的经济发展与社会环境两大因素,资源环境的采煤塌陷地因素则间接推动该区域的发展演变。基于潘安湖区域内的发展特征以及区域内外的发展动力机制,为该区域可持续发展提出以下3点优化建议:一是加强国土空间管控,合理配置土地资源;二是合理谋划发展时序,实施阶段式建设;三是“产业”与“空间”转型同步发展。
废弃矿井遗留煤层气资源次生富集成藏研究现状及展望
王家琛, 杨兆彪, 秦勇, 杨彦群, 董志勇, 孟祥昊
2022, 50(4): 35-44. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.09.0530
浏览量:(116) 下载量:(34)
摘要:
在当前国家大力推进“双碳目标”落实阶段,废弃矿井遗留煤层气资源开发具有重要的现实意义。然而,废弃矿井遗留煤层气资源开发具有其独特性,源于其在原始地质条件下扰动后的二次动态成藏。通过综述近些年国内外研究成果得出:(1)煤层开采覆岩及底板扰动区可以依次分为导气裂隙带、卸压带及不易解吸带,长臂法开采煤层覆岩采动影响范围可达到100 m左右,底板采动影响范围可达到50 m左右。(2)遗留煤层气资源主要以游离态、吸附态及溶解态赋存于开采扰动区内,与原位储层相比游离气占比增大。依据开采扰动应力场–裂隙场–渗流场分布规律,可将遗留煤层气赋存空间分为:三维卸压带、一维卸压带、原始位区,覆岩三维卸压带顶部为潜在煤层气富集区。(3)废弃矿井煤层气资源量评估方法主要有月下降曲线法、分源叠加法及间接扣减法,后2种方法在国内有较高的适用性。最后指出准确圈定遗留煤层气富集空间及其采动裂隙场,揭示遗留煤层气的赋存特征及其动态运聚过程,建立遗留煤层气资源量的动态评价模型是废弃矿井遗留煤层气资源成功开发的地质理论基础,也是今后的重点研究方向。
废弃煤矿瓦斯资源估算与评价方法构建及应用
刘小磊, 闫江伟, 刘操, 贾天让, 冯阵东, 魏建平, 魏国营
2022, 50(4): 45-51. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.07.0398
浏览量:(88) 下载量:(36)
摘要:
基于我国废弃煤矿瓦斯资源勘探开发现状,为合理评估我国废弃煤矿瓦斯资源,提出“资源估算+初步评价”的思路,建立废弃煤矿瓦斯资源估算和评价方法,该方法具有所需参数少和实用性强等优点;依据废弃煤矿瓦斯涌出特点及废弃时间,划分废弃煤矿类型,将其分为稳定型和非稳定型两大类,非稳定型进一步划分为初期、中期和后期3个阶段;根据废弃煤矿类型及瓦斯赋存特征,构建废弃煤矿瓦斯资源评价模型,将废弃煤矿瓦斯资源划分为16个类型,分析认为废弃煤矿中瓦斯资源主要以保有煤炭资源中赋存的瓦斯资源为主,动用煤炭遗煤中瓦斯资源及可解吸量相对较少;基于各类型的特点,从瓦斯资源和赋存角度,将其开发价值划分为相对较好、相对中等、相对较差和相对最差四级。最后以焦作矿区为例,统计主要煤矿关闭时间,划分废弃煤矿类型,重点评价2006年以来关闭的非稳定型废弃煤矿。估算焦作矿区近15年来,开采层废弃煤矿瓦斯资源量约为26.06×108 m3,其中,保有煤炭资源中瓦斯资源量约为20.75×108 m3,动用煤炭遗煤中瓦斯资源量约为5.31×108 m3,开发价值相对较好。
煤炭地质
滇东威信地区龙潭组致密砂岩矿物组成特征及其油气地质意义
邢慧通, 张晓丽, 何金先, 曹文杰, 杨甜甜, 王健, 师帅
2022, 50(4): 52-60. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.07.0403
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摘要:
致密气是发育于低孔、特低渗透砂岩中的一种非常规资源,具有丰富的潜在油气储量,但由于其致密低渗透性,压裂改造是致密气高效开发的必须手段,而砂岩储集特征及物质组成对初步评价致密砂岩储层的资源潜力和生产能力有重要意义。运用X射线衍射、显微镜及扫描电镜等技术手段,对滇东威信地区二叠系龙潭组10个致密砂岩露头样品进行定性和定量分析。结果表明,龙潭组致密砂岩矿物组分以黏土矿物和石英为主,平均质量分数分别为42.5%和30.1%;其次为长石,平均含量14.7%;另外,还含有少量的方解石和锐钛矿,虽然在部分样品中有检出,但其平均含量分别达到9.05%和14.4%。通过矿物组分法获得龙潭组致密砂岩的岩石脆性指数为0.575,脆性效果较好,有利于压裂。黏土矿物组合特征反映出龙潭组砂岩为深层低渗透砂岩储集层,物质来源与岩浆热液及玄武岩的风化产物有关。研究区龙潭组致密砂岩储层为高黏土矿物储层,尤其是绿泥石、高岭石的普遍存在,对孔隙发育有消极作用,影响煤系气的运移与储存,总体上属于深层低渗透高黏土矿物砂岩储层。但龙潭组上段高含量的碳酸盐类矿物,充填在孔裂隙中,对砂岩具有较强的抗压实作用,也是后期溶蚀作用的物质基础,易形成次生孔隙,对致密砂岩气藏的形成和开发有一定的促进作用,因此,龙潭组上段可作为下一步致密砂岩储层改造和致密气开发的首选层段。
正断层上盘煤与瓦斯突出特征与地应力场控制机理
曹运兴, 张海洋, 张震, 刘高峰
2022, 50(4): 61-69. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.08.0420
浏览量:(84) 下载量:(17)
摘要:
断层带是煤与瓦斯突出发生的主要地质单元。大量煤与瓦斯突出案例统计显示,对于正断层,发生在上盘的突出次数和强度明显大于下盘,但造成这一现象的地质机理研究不多,特别是正断层上盘的地应力场在采动前后的变化规律及其对突出发生的控制机理尚未完全揭示。基于此,以河南焦作矿区中马村煤矿DF4正断层为地质模型,应用FLAC3D软件,模拟研究煤层埋深分别为660、800、1 000 m,对应3种地应力场(σ1最大主应力、σH最大水平主应力、σh最小水平主应力、σv垂向主应力)状态σ1=σHσ1=σvσv=σH=σh 条件下,采动前和掘进工作面逼近断层面过程中正断层两盘的地应力场变化规律,探索地应力分布对煤与瓦斯突出的作用。结果表明,未采动原始状态下正断层上盘的地应力值高于下盘;无论上盘巷道还是下盘巷道,在掘进工作面逼近断层过程中,断层上盘的地应力值总是高于下盘;特别是,在巷道掘进至断层面附近10 m时,原始地应力与采动应力在断层带发生积聚叠加,地应力值在断层上盘大幅度增高。采动前后地应力在正断层上盘集中升高,可能是导致正断层上盘更容易发生煤与瓦斯突出的决定性因素。此项研究可为预测和防治煤与瓦斯突出灾害提供理论依据。
西山煤田岩矿标本精细化三维建模及其虚拟仿真平台建设
张琼月, 陈黎明, 赵金贵, 王建民
2022, 50(4): 70-76. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.08.0458
浏览量:(57) 下载量:(22)
摘要:
岩矿标本具有唯一性和不可再生性,传统的馆藏展示不方便专业人员学术交流,同时也限制了地学科普工作的高效开展。以太原西山煤田为例,针对采集到的350块代表性岩矿标本,探索小尺度岩矿标本精细化三维建模及虚拟仿真平台建设。首先运用多视图图像三维重建技术,设计匹配的三维环物摄影装置,采集图像数据;而后针对原始图像质量和建模软件两个因素,优化建模精度;最后,结合WebGL技术搭建起西山煤田岩矿标本虚拟仿真平台,并通过数据格式转换实现三维模型浏览器加载速度优化。实践表明,岩矿标本精细化三维建模及其虚拟仿真平台搭建,有效地提高了地质标本共享程度和科普程度,提升了煤矿地质技术人员的专业素养。
淮南采煤沉陷区表层沉积物稀土元素地球化学特征
钱英华, 郑刘根, 陈园平, 姜春露, 陈星, 陈永春
2022, 50(4): 77-83. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.08.0439
浏览量:(55) 下载量:(6)
摘要:
稀土元素由于其独特的化学特征被广泛应用于环境地球化学分析过程研究。以淮南采煤沉陷区表层沉积物中稀土元素(REEs)为研究对象,采集研究区潘一、顾桥、谢桥沉陷区的表层沉积物样品共12个,采用ICP-MS对样品的稀土元素含量进行测试分析,探讨了表层沉积物中稀土元素的含量分布特征、控制因素及其物质来源。结果表明:研究区表层沉积物中稀土元素含量为54.63~130.45 μg/g,平均102.60 μg/g;LREE/HREE比值为11.89~20.55,平均14.29,轻稀土呈现明显富集现象;相关性分析结果显示,REEs趋向于黏土组分中富集;研究区养殖和捕捞活动导致表层沉积物中稀土元素含量的降低;球粒陨石标准化结果表明,研究区稀土元素呈现不同程度的La和Gd正异常,其中,Gd正异常主要是受到燃煤的影响,而La正异常主要与燃煤和化肥有关。结合Pearson相关性、球粒陨石标准化和(La/Yb)N-(La/Sm)N-(Gd/Yb)N三元图判别,认为研究区水体表层沉积物中稀土元素与人类活动(燃煤和化肥)有关,研究认识为污染物的源头控制和煤矿区环境的生态治理提供参考依据。
复杂管网中瓦斯爆炸冲击波与火焰波传播实验研究
贾进章, 王东明, 牛鑫, 李斌, 朱金超, 王枫潇
2022, 50(4): 84-91. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.07.0373
浏览量:(50) 下载量:(6)
摘要:
为了进一步探究瓦斯爆炸冲击波火焰波的传播特性,在自行设计并搭建的复杂管网中进行瓦斯爆炸实验。实验中利用高精度压力传感器和温度传感器收集压力变化和温度峰值数据;使用火焰传感器采集爆炸过程中出现的火焰波信号,根据理论公式计算得出火焰波传播速度;利用Origin软件对实验数据进行综合处理,研究复杂管网中瓦斯爆炸时的冲击波、火焰波传播特性。结果表明:管道内各测点最大压力峰值为0.599 MPa,最小压力峰值为0.297 MPa,管道内火焰波速度峰值为214.04 m/s,在管道L4上速度值降低为0 m/s,各测点温度峰值最大值为1 837 K,最小值为1 521 K。随着爆炸冲击波与火焰波在复杂管网内的传播距离不断增大,压力衰减趋势和速度突变趋势更为显著。
基于智能岩性识别的爆破岩体三维实体模型建立
陈应显, 王鹏飞
2022, 50(4): 92-97. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.06.0340
浏览量:(67) 下载量:(10)
摘要:
随着智能钻机的研发和使用,能够准确地获得爆破钻孔的岩性数据。通过建立炮孔数据库对智能识别的炮孔数据进行存储和管理;以炮孔岩性数据为样本,使用距离平方反比法对爆破区域范围内的实体单元进行插值,生成爆破岩体三维实体模型;使用爆破区域范围多边形和采场三角网先后对岩体三维实体模型进行裁切,得到裁切后的爆破岩体三维实体模型。使用C++编程实现爆破岩体三维实体模型建立的所有过程,以内蒙古锡林浩特某露天矿918平盘爆破为应用实例,建立该爆破区域的岩体三维实体模型。通过该爆破岩体三维实体模型计算炮孔装药量,与单孔岩性计算炮孔装药量结果进行对比,结果表明,通过三维岩体模型计算炮孔装药量有效地降低了爆破成本,提高了爆破效率。
生态环境 水文地质 工程地质
“煤–水–环”绿色协调发展评价指标体系构建与应用—以寺河井田为例
王庆伟, 郭彪, 宋梅, 闫强
2022, 50(4): 98-105. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.07.0385
浏览量:(80) 下载量:(6)
摘要:
煤炭开采过程中煤、水、环三者关系的科学构建是煤炭绿色开发的基础。基于系统论的整体性和层次性原理出发,借鉴层次分析理论与灰色系统理论,以煤炭安全开采为目的,同时兼顾水资源与生态环境的保护,科学构建“煤−水−环”绿色协调发展评价指标体系。指标选取均是根据最新行业规程、技术标准及地方指导性规划确定,在考量资源因素的同时兼顾技术发展与环境理念进步的因素;引入灰色系统理论用以度量各指标与目标层的关联度,判定指标选取的科学性和逻辑合理性,并借助层次分析法理论分层次量化指标权重,克服以往在指标选取过程中的随意性及与生产技术实际的脱离。以山西晋城寺河井田为重点评价对象,介绍指标分值的科学获取方法,评价寺河井田“煤−水−环”绿色协调发展的现状条件,诠释“煤−水−环”绿色协调发展评价指标方法体系的可操作性。为验证评价方法体系在同类井田的适用性,对成庄井田进行了评价,两井田评价结果表明,绿色评价方法体系可以为煤炭资源科学开发提供参考,具有一定的实践意义。
青海木里煤田聚乎更矿区土壤肥力及重金属风险评价
王佟, 章梅, 徐辉, 张谷春, 王彦君, 方惠明, 李媛
2022, 50(4): 113-120. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.06.0317
浏览量:(63) 下载量:(7)
摘要:
木里煤田聚乎更矿区在开采煤炭资源的同时,破坏了矿区生态环境。通过对矿区土壤肥力指标及重金属指标的测定,采用主成分分析法、潜在生态危害指数法对土壤肥力和重金属风险进行评价。结果表明:木里煤田聚乎更矿区土壤整体呈碱性,有机质、全氮、速效钾含量较丰富而速效磷含量较缺乏,呈富氮富钾贫磷的特点,三号井田土壤中各肥力指标含量最好;土壤肥力综合得分分别为:哆嗦贡玛井田(–0.113)、九号井田(0.081)、八号井田(–0.369)、五号井田(–0.034)、四号井田(–0.145)、三号井田(0.692),三号井田土壤综合肥力最好;木里聚乎更矿区土壤中6种重金属的生态危害强度由弱到强的顺序为Cr、Pb、Cu、Hg、As、Cd,各井田土壤重金属风险评价结果均为轻微生态危害程度。综上,矿区排土场土壤肥力质量整体较差,重金属处于低风险状态,排土场土壤可作为土壤重构中的充填基质,但需混合牲畜肥料、有机肥来提高重构土壤的肥力质量,研究结果将为木里煤田聚乎更矿区土壤重构和植被修复提供基础与依据。
我国建(构)筑物场地下伏煤矿采空区勘察技术进展
刘小平
2022, 50(4): 139-146. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.05.0299
浏览量:(50) 下载量:(7)
摘要:
煤矿采空区勘察是制约上方场地能否进行工程建设及长期安全运营的重大技术难题。以我国煤矿采空区勘察技术规范制定为时间脉络,回顾了近30年来在采空区勘察方法、变形预测、稳定性评价等方面所取得的成果,指出了目前勘察实际工作中遇到勘察大纲编制指导性不强、钻探技术要求与勘察工作结合不紧密、工程物探难以满足勘察需求、勘察成果综合分析不够、采空区场地特殊岩土问题研究不深入等代表性问题。从高精度变形监测、精细物探、定向钻进、信息化等,展望了勘察工作规范化及新技术应用等方面在未来的发展趋势,提出了需要围绕煤矿采空区地球物理反演、原位测试与评价、变形监测与预警等进一步研究的方向,为防治采空区灾害提供参考。
生态环境 水文地质 工程地质
基于GRACE的黄河流域陆地水储量时空变化研究
杨飞, 张成业, 李军, 宋子恒, 郭添玉
2022, 50(4): 106-112. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.09.0477
浏览量:(80) 下载量:(14)
摘要:
黄河流域是我国目前主要的煤炭经济可采量和产能聚集地。了解和掌握黄河流域水资源及其变化不仅是推进黄河流域水资源节约集约利用的前提,更是开展黄河流域煤炭矿区生态保护与高质量发展的基础。相较于传统地面水资源监测手段受限于监测点分布和数目的影响,GRACE重力卫星为中长尺度陆地水储量时空变化研究提供一种新的途径。利用GRACE重力卫星数据,开展2002年4月到2017年6月黄河流域水储量的时空变化规律研究。利用纬圈长度加权平均,计算黄河上中下游水储量变化均值,发现黄河不同流段表现不同的变化趋势,且反映出2003年黄河流域水资源变化受到洪水等因素影响。进一步通过箱形图分析黄河流域上中下游水储量的月平均变化规律,反映出该流域“冬干春旱,夏秋多雨”的气候特点与水储量变化的密切关系。采用时间序列分解方法分析整个黄河流域水储量变化的趋势、年周期及半年周期等特征。结果表明,黄河流域水储量变化存在随经度由西向东递减趋势越来越明显的现象,其中黄河上游源头附近区域的水储量变化呈微弱的增长趋势;黄河流域水储量变化年周期和半年周期振幅存在明显区域差异,这与高山融雪、降水量的季节性差别及区域气候环境密切相关。了解和掌握上述黄河流域水储量时空变化,可为流域矿区的生态保护与可持续发展提供基础数据与参考。
木里地区永久冻土层的形成及对天然气水合物的成藏影响
王莉平, 朱英豪, 李宁, 徐拴海, 田延哲, 刘乃飞, 王文丽
2022, 50(4): 121-129. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.06.0347
浏览量:(58) 下载量:(5)
摘要:
以青海木里天然气水合物成藏地区为研究对象,总结分析了现有木里地区永久冻土和天然气水合物的特点;基于青藏高原第四纪的气候调查相关证据和现有地质勘探资料,利用FLAC3D模拟计算永久冻土的形成过程,计算结果表明,现有的永久冻土可能形成于晚全新世新冰期(4 000~3 000至1 000 a BP),约经历170 a的降温后形成稳定的永久冻土层底部边界,深度为130 m,永久冻土层中的温度梯度为1.64℃/hm,计算结果与现场勘探结果相当吻合。此外,基于永久冻土层的形成过程、天然气水合物A/B类形成时的温压曲线及天然气水合物的成藏现状,分析木里地区天然气水合物分布相对分散的原因,一是由于地质构造的原因,烃类气体仅迁移至140 m深度左右,天然水合物在原地发生相变;也可能是烃类气体迁移至更浅层的地层中,但由于多年冻土的反复演化,浅层天然气水合物动态分解后以气态形式进入大气。相关成果可为木里地区天然气水合物的勘探和开采提供思路。
煤矿防治水4种基础台账建立与数据应用
吕玉广, 李明振, 胡发仑, 刘爽
2022, 50(4): 130-138. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.07.0392
浏览量:(61) 下载量:(10)
摘要:
矿井涌水量、含水层水位、水质分析数据、地层信息等与防治水工作紧密相关,数据收集工作历时长、数据量大,相关的技术规范中明确要求建立台账进行数据管理,但没有给出统一、实用的台账格式,对台账的用途也没有较为详细的说明。基于此,采用Microsoft Excel分别建立矿井涌水量、含水层水位、水化学、地层信息等4种基础数据台账,规范了台账的格式,对每种台账举例说明其数据应用方法:借助矿井涌水量历时曲线判断大气降水对矿井的影响,通过含水层水位变化历时曲线分析含水层间补给关系,根据水质数据变化推导矿井水来源,以地层信息预测富水区等。实践证明,所建立的台账有助于规范数据的收集和保存,结合其他信息可以发挥预测预报功能,对矿井质量标准化工作也是有力促进。
钻掘工程
煤矿井下大盘区瓦斯抽采定向钻进技术与装备
许超, 姜磊, 陈盼, 张迪
2022, 50(4): 147-152. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.06.0348
浏览量:(65) 下载量:(10)
摘要:
以顺煤层超长定向钻孔组覆盖整个工作面,对矿井大盘区瓦斯进行采前预抽是区域瓦斯治理的新模式。从大盘区瓦斯抽采顺煤层超长定向钻孔施工工艺出发,介绍了顺煤层超长定向钻孔成孔的几大关键技术,包括钻孔递进式轨迹延伸技术、复合钻进轨迹控制技术、水力加压减阻钻进技术、正反扭转减阻钻进技术及复合侧钻分支技术等。还介绍了顺煤层超长定向钻孔施工的主要配套装备,包括ZDY15000LD大功率定向钻机、BLY460/13泥浆泵车、YHD3-3000泥浆脉冲测量系统、无缆大通孔钻杆、水力加压螺杆马达等。利用该技术与装备在保德矿二盘区进行了工程示范应用,应用结果表明,该套工艺技术与装备具备施工长度超过3 300 m顺煤层超长定向钻孔能力。最后对瓦斯抽采效果进行了分析,结果显示超长定向钻孔抽采周期长,抽采量高,可以对大盘区瓦斯进行超前综合治理。
随钻测量自保护密封原理及影响因素分析
王耀民, 叶根飞, 赵永哲, 高科, 刘卫卫, 段会军
2022, 50(4): 153-158. doi: 10.12363/issn.1001-1986.21.11.0668
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摘要:
为适应钻孔深度越来越深要求,延长随钻测量工作寿命,针对组合静密封结构缺陷,设计一种适用于随钻测量仪器的自保护密封装置。通过静力学膨胀数值模拟对橡胶气囊膨胀位移与气压关系进行研究,并在此基础上对模型尺寸大小不同,结果不同原因进行分析,讨论造成自保护密封装置模拟结果不同的因素,确定气囊直径、宽度、壁厚和内腔宽度4个自变量,并对4个自变量进行模拟,探究其与橡胶气囊膨胀关系;在静力学膨胀模拟基础上,建立自保护密封简易模型,通过流体数值模拟对其密封效果进行分析。结果表明:自保护密封装置橡胶气囊膨胀位移大小与压力成线性关系,橡胶气囊膨胀位移比$ k $与气囊直径和宽度呈二次函数关系,与气囊内腔宽度和壁厚成反比且橡胶气囊内外圈膨胀位移比$ k $大小不同,并随着自变量参数增大,外圈膨胀位移比$ k $逐渐小于内圈,可推导出橡胶气囊结构尺寸存在膨胀位移比$ k $最大的临界值; 在自保护密封装置保护下,自保护密封简易模型内部无水流动轨迹,证明了自保护密封装置可靠。橡胶气囊结构尺寸临界值的存在为设计在仪器空间有限情况下达到最佳密封效果的自保护密封装置尺寸提供依据。