地下气化热-力耦合作用下短壁工作面长度的确定方法

为控制燃空区顶板稳定性,提出了煤炭地下气化短壁开采设想。针对燃空区顶板处于高温和地应力耦合环境的特点,构建了地下气化短壁工作面的合理长度确定方法,并以贵州盘江某矿地下气化工程为例,对其短壁工作面合理长度进行了计算分析。结果表明:随着火焰工作面的推进,靠近顶板下表面0～3m处岩体温度先迅速上升、后逐渐下降,而3～10m处岩体温度则缓慢上升,温度在覆岩中的传播范围约为10m;燃空区直接顶承受的载荷和热应力在稳定了一段时间之后迅速上升,抗拉强度则先下降、后上升,导致直接顶的极限跨距先小幅下降、后急剧上升;气化短壁工作面的合理长度应小于直接顶极限跨距的最小值,由此确定贵州盘江某矿气化短壁工作面的合理长度为12m.该方法可为地下气化工作面长度设计提供理论指导。     

准东地区煤炭气化地质评价与有利区预测

首先从地质构造、煤层厚度、煤层埋深、煤岩煤质、煤层顶板岩性及水文地质条件出发,对准噶尔盆地东部含煤地层地质条件进行分析,探究了准噶尔盆地东部煤层地下气化地质条件的可行性,研究区发育多套厚煤层,煤阶较低,煤层层数多,灰分挥发分较高,倾角较大,埋深适中,顶底板岩性为泥岩、粉砂岩和砂岩,断层封堵较好,发育较好的隔水层,综合分析认为本区适宜进行煤炭地下气化工作;其次,从资源条件、储层条件与开发条件出发,优选出9个符合本区地质特征的有利区三级评价参数,建立多层次数学评价模型,将全区煤炭地下气化潜力划分为三类,优选出沙帐断褶带、梧桐窝子凹陷、阜康断裂带三个区块作为煤炭地下气化的最佳区域,对准东地区后续的地下气化实施提供地质依据。     

煤炭地下气化技术进展

 煤炭地下气化（UCG）是深部煤炭资源开发的有效手段，属于清洁高效开发和利用的技术范畴，与传统的采煤-地面气化相比在经济性、安全性、清洁性等方面具有明显的优势。综述了煤炭地下气化技术的发展历程、气化原理以及不同气化工艺发展现状，认为钻井式（无井式）煤炭地下气化技术是未来发展趋势。分析了该技术在气化区域科学选址、气化剂选择、燃空区控制与监测、超短水平井技术以及气化产物分级综合利用等方面的最新进展及发展趋势，阐明煤炭地下气化-碳捕获碳利用碳封存（UCG-CCUS）技术联合应用将会真正成为新一代的深部资源绿色高效开发技术。     

煤炭地下气化技术进展

 煤炭地下气化（UCG）是深部煤炭资源开发的有效手段，属于清洁高效开发和利用的技术范畴，与传统的采煤-地面气化相比在经济性、安全性、清洁性等方面具有明显的优势。综述了煤炭地下气化技术的发展历程、气化原理以及不同气化工艺发展现状，认为钻井式（无井式）煤炭地下气化技术是未来发展趋势。分析了该技术在气化区域科学选址、气化剂选择、燃空区控制与监测、超短水平井技术以及气化产物分级综合利用等方面的最新进展及发展趋势，阐明煤炭地下气化-碳捕获碳利用碳封存（UCG-CCUS）技术联合应用将会真正成为新一代的深部资源绿色高效开发技术。     

煤炭地下气化三维非稳定对流扩散的数学模型

研究了煤炭地下气化气体对流扩散的基本特征,在模型试验的基础上,通过对气化发生炉体内煤层燃气化过程中流体浓度场分布和变化规律的分析,建立了三维非稳定对流产扩散模型,阐述了主要模型参数的选取方法,采用上游加权多单元均衡解法对数学模型进行了求解,并对模拟计算结果进行了分析和讨论,计算值和实测值基本相符合,证明了对气化炉内浓度场的数值模拟是可靠的,研究结果为进一步对煤炭地下气化过程进行了定量研究,奠定了必     

简讯

我国煤炭地下气化获世界性突破 煤炭地下气化曾是人类改革能源获取方式的憧憬,各国苦苦追求将近百年。日前,这一技术在河北省刘庄煤矿取得工业化实验成功,标志着我国煤炭地下气化获得世界性突破。 煤炭地下气化就是使地下煤炭通过热化学反应就地转化为可燃气体的技术,其实质是将物理法采煤     

废弃矿井资源开发利用战略

正废弃矿井资源开发利用的三大方向:能源化利用(主要针对煤炭、煤层气、新能源),资源化利用(主要针对矿井水),功能化利用(主要针对地下空间和地上空间)。如在煤炭气化利用上,应根据矿井开采条件和废弃煤层的地质条件选择气化炉结构形式和地下气化工艺;废弃矿井可建设煤矿地下水库、地下水污水处理中心、抽水蓄能电站等。此外,还可进行生态修复、地表复垦后建设光伏园区、发展第三产业等。     

封面图片说明：废弃矿井资源开发利用战略

 废存矿井资源开发利用的三大方向：能源化利用（主要针对煤炭、煤层气、新能源），资源化利川（主要针对矿井水），功能化利用（主要针对地下空间和地上空间）。如在煤炭气化利用上，应根据矿井开采条件和废弃煤层的地质条件选择气化炉结构形式和地下气化工艺；废弃矿井可建设煤矿地下水库、地下水污水处理中心、抽水蓄能电站等。此外，还可进行生态修复、地标复垦后建设光伏园区、发展第三产业等。     

瞬变电磁法在矿井水害超前探测中的应用

介绍了矿井瞬变电磁超前探测技术的原理与方法，并以凤凰山矿9#煤层瞬变电磁探测为例，分析了瞬变电磁法在探测巷道前方及煤层顶板富水区中的应用。通过井下探放水钻孔及实际揭露资料验证，该方法探测采掘工作面前方及顶板富水位置和范围是非常有效的物探方法之一，能为井下水害预报和防治提供可靠依据。     

急倾斜煤层移动点两阶段地下气化模型试验

鉴于在急倾斜煤层中进行地下气化所存在的煤气热值不稳定问题,提出了移动点两阶段煤炭地下气化工艺,介绍了多功能工艺技术模型试验台结构,阐述了移动点两阶段地下气化方法,研究了两阶段时间之比、产出的煤气热值、组份和气化速度,并对试验结果进行了分析,模型试验结果表明,移动点两阶段煤炭地下气化方法,使产生高热值水煤气的时间较固定点供风（汽）模式提高0．67－1．5倍,从而在煤炭地下气化现场试验过程中,为生产和技术参数的设计,提供了重要的理论依据。     

露天边坡煤炭地下气化工业性试验研究

针对“三下”煤层，难采煤层，复杂煤层以及露天边坡剩余的煤炭资源，井工开采不经济或难以开采，可利用煤炭地下气化将这些残余资源得以回收利用，试验利用矿井式煤炭地下气化方式，对阜新矿露天边坡进行了空气煤气、水煤气，富氧煤气的工业性试验研究，通过煤炭地下气化工业性试验，得出在露天边坡矿井式气化建炉方式，不同气化工艺的煤气组分，热值．露天边坡的高挥发性、复合薄煤层适合于用地下气化技术生产中、低热值煤气，气化剂不同，其热值不同，用途不同。     

煤炭地下气化新工艺的试验研究

提出了煤炭地下握化工业性试验的新工艺,指出了传统地下气化炉的弊端,阐述了长通道,大断面地下气化炉的优越性,并对两阶段,双火源、反向燃烧,多功能钻孔及压抽相结合新技术工艺进行了介绍及试验结果进行。     

华亭煤纯氧-水蒸汽地下气化模型试验研究

通过地下气化模型试验，获得了华亭煤纯氧-水蒸汽地下气化过程的一般规律．研究了汽氧比对煤气组成的影响、气化过程的稳定性以及试验条件下的煤层气化速率变化，进行了相同条件下的物料衡算．试验结果表明，纯氧煤炭地下气化，可以利用煤层合水或顶板淋水生产水煤气．华亭煤纯氧-水蒸汽地下气化可以获得合格的合成氨原料气，但需根据气化工作面的移动及煤气组成交化，采用移动点供风气化维持气化过程连续稳定进行．气化过程的物料衔算可以用来预测气化煤气的基本组成．汽氧比影响煤气组成变化，试验条件下适宜的汽氧比范围为1．5-2．煤层气化速率在供风点附近出现最大值，试验条件下的平均水平气化速率为4cm／h，平均横向气化速率为1．5cm／h．     

长青煤矿6#煤层顶煤冒放性数值模拟

为研究煤矿顶煤冒放性,基于长青煤矿6#煤层煤岩物理力学参数,利用通用离散元程序（UDEC）建立工作面走向数值计算模型,分析工作面推进距离对顶煤冒放高度的影响。结果表明：随着工作面的推进,顶煤屈服破碎高度增加,破碎、垮落范围增大。当工作面推进20 m时顶煤破坏范围和破坏形状趋于稳定,屈服破坏高度达到峰值9 m。由此,煤层冒放性较好,可以采用一次采全高综采放顶煤开采方法。该研究为长青煤矿6#煤层放顶煤开采生产提供了理论依据。     

利用“球壳失稳”理论确定煤与瓦斯突出瓦斯压力临界值

通过实验分析得出了马家沟矿9—12、12煤层初始释放瓦斯膨胀能与瓦斯压力的线性关系，从而确定了马家沟矿深部水平9—12、12煤层煤与瓦斯突出瓦斯压力临界值，为深部水平煤与瓦斯突出预测提供了依据。     

煤炭地下气化“三带”特征及影响变量的研究

阐述了煤炭地下气化的原理,根据气化煤层的温度、主要化学反应及煤气成份的不同,将气化过程沿气通道划分为3个带,即氧化带、还原带和干馏干燥带。分析了“三带”的物理化学特征,并讨论了主要变量－－温度、水涌入速率、鼓风的量与质、煤层厚度、操作压力以及气化通道的长度和断面对煤气质量的影响及各变量之间的相互关系。为进一步探讨煤炭地下气化过程和影响因素、预测产品煤气的组成、选择最佳控制参数以及确定适宜的气化工艺,提供了必要的依据。     

近距离煤层群上行开采可行性研究与工程应用

在分析近距离煤层群上行开采机理与主要影响因素的基础上,针对传统煤层群上行开采判别方法的局限性,对上位煤层的覆岩状况与上行开采的关系进行了阐述.给出了平顶山四矿近距离薄煤层群和内蒙古酸刺沟煤矿厚煤层群上行开采的工程实例,并确定了上行开采的关键技术措施.理论分析、数值模拟和工程实践证明,上位煤层覆岩岩性及结构对上行开采有影响.研究成果扩大了近距离煤层群上行开采的应用范围,对衰老矿区遗留煤炭资源的回收和特大型现代化新型矿区的开发规划及西部矿区的生态环境保护都具有重要的意义.图1,表3,参9.     

急倾斜煤层开采解放层相似模拟实验

针对京煤集团木城涧矿，大台井地质条件与煤的赋存状况，通过相似模拟实验方法，讨论急倾斜煤层开采解放层的可行性。通过观测煤岩失效过程，了解冲击地压的发生规律，裂隙带发生、发展过程和解放范围，为安全回采提供科学依据。通过研究先回采11槽煤对12槽煤的解放效果，为后续的局部反程序开采作为防治冲击地压的一项措施奠定理论基础。     

煤层长孔注水在长沟峪煤矿的试验研究

为了解决长沟峪煤矿工作面粉尘质量浓度大的问题,采用煤层注水这一从源头上控制煤尘产生的方法,针对长沟峪煤矿-140 m水平北一以北15槽煤层的地质特征,设计了其煤层长孔注水系统及注水参数,并应用于现场.通过现场测试注水前后煤样含水率及粉尘浓度的变化的数据表明:煤层注水能有效降低采煤时各道工序产生的粉尘量,使工作面及顺槽的劳动环境条件大为改善.证实长孔煤层注水技术是一项行之有效的防治粉尘的技术措施.