电厂煤及其副产品中微量元素的环境效应与资源潜力评价

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作者 毛礼鑫 朱士飞 +3 位作者 秦云虎 刘威 赵倩 曹磊 《中国煤炭》 北大核心 2024年第12期188-196,共9页

电厂煤及副产品中敏感元素和关键元素的富集规律研究,可为燃煤引起的环境污染防控及固废资源化利用提供依据。以江苏省徐州市某电厂原煤、飞灰、底灰为例,在分析煤及副产品中微量元素富集特征的基础上,评价了敏感元素的环境风险和关键... 电厂煤及副产品中敏感元素和关键元素的富集规律研究,可为燃煤引起的环境污染防控及固废资源化利用提供依据。以江苏省徐州市某电厂原煤、飞灰、底灰为例,在分析煤及副产品中微量元素富集特征的基础上,评价了敏感元素的环境风险和关键元素的资源潜力。结果显示,该电厂煤为中铅低镉低砷特低汞煤,与世界煤相比,Cr达到富集,关键元素中Tm、Se为亏损,Li、Sc、Ga、La、Ce、Sm、Er、Yb、Y等元素轻微富集,其余元素为正常水平;大部分微量元素在燃煤副产品中富集,与世界灰相比,元素Li、Sc、Ga、Zn、Pb含量较高,分异系数显示环境敏感元素和关键元素在飞灰中更加富集(Cr除外),稀土元素相似的分异系数和分布模式表明其分馏作用较弱;内梅罗指数法和潜在生态风险指数法结果显示,煤及副产品中敏感元素的环境风险均较低,且飞灰环境污染风险高于原煤和底灰,煤及副产品中敏感元素环境风险的差异性受到元素富集特点与元素生理毒性的影响;元素Li、Sc、Ga、Ge、Y相对于基准值的富集倍数小于0.5,回收利用潜力小,稀土元素前景系数和紧要稀土元素占比显示其具有一定的开发利用潜力,结合土壤硒含量与农作物硒含量的关系认为,燃煤副产品中硒具有潜在利用价值。 展开更多

关键词 燃煤副产品 煤中微量元素 重金属 战略性元素 富集

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川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构特征及其成藏意义 被引量：369

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作者 陈尚斌 朱炎铭 +3 位作者 王红岩 刘洪林 魏伟 方俊华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期438-444,共7页

以川南龙马溪组页岩气储层为例,运用氮气吸附法对储层纳米孔隙进行测定,通过等温线和DFT分析,对孔结构特征表征并讨论控制纳米孔隙结构的主因和纳米孔隙对页岩气成藏的意义。结果表明:龙马溪组页岩气储层孔隙结构较复杂,主要由纳米孔组... 以川南龙马溪组页岩气储层为例,运用氮气吸附法对储层纳米孔隙进行测定,通过等温线和DFT分析,对孔结构特征表征并讨论控制纳米孔隙结构的主因和纳米孔隙对页岩气成藏的意义。结果表明:龙马溪组页岩气储层孔隙结构较复杂,主要由纳米孔组成,具有一定的无规则孔结构,孔隙多呈开放形态,以两端开口的圆筒孔及4边开放的平行板孔等开放性孔为主;垂向上由深到浅,孔隙开放程度减小;纳米主孔位于2～40 nm,占孔隙总体积的88.39%,占比表面积的98.85%;2～50 nm的中孔提供了主要的孔隙体积,小于50 nm的微孔和中孔提供了主要的孔比表面积;TOC是控制该储层中纳米孔隙体积及其比表面积的主要内在因素,也是提供页岩气主要储存空间的重要物质;纳米孔对页岩气的吸附能力极强,在其内部有大量页岩气以结构化方式存在,增加了页岩气的存储量,并使模型表征复杂化;开放状纳米孔可提高页岩气解吸效率和储层渗透率,提高页岩气的产量。 展开更多

关键词 页岩气储层 纳米孔隙结构 下志留统龙马溪组 氮吸附

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煤层底板突水危险性分析:以唐山市钱家营矿12煤层底板为例 被引量：10

3

作者 胡常清 刘景 +1 位作者 谢卫东 李伍 《中国矿业》 北大核心 2020年第7期92-99,105,共9页

唐山市钱家营矿地处开平向斜南东翼,地质条件复杂,为探究钱家营矿12煤层底板突水危险性,基于矿井钻孔与水文地质资料,选取钱家营矿12煤层底板受奥灰水水压、隔水层厚度、有效脆性岩层厚度以及断层与褶皱分布作为影响钱家营矿12煤层底板... 唐山市钱家营矿地处开平向斜南东翼,地质条件复杂,为探究钱家营矿12煤层底板突水危险性,基于矿井钻孔与水文地质资料,选取钱家营矿12煤层底板受奥灰水水压、隔水层厚度、有效脆性岩层厚度以及断层与褶皱分布作为影响钱家营矿12煤层底板突水的主控地质因素,运用层次分析法对各主控因素进行评价、构造判断矩阵、计算各主控因素所占权重、引入危险性评价模型并为所得数据选取合理的界限值,最终得到钱家营矿12煤层底板突水危险性评价分区图。研究表明:钱家营矿12煤层底板突水可能性较大,尤其是构造较为发育的东北地区,对比矿井水文地质资料,评价结果与实际拟合较好。本次研究为有效防治煤层底板水害提供了理论与技术支持。 展开更多

关键词 层次分析法 底板突水 主控地质因素 危险性分析 钱家营矿

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CO_2和CH_4在煤基质表面竞争吸附的热力学分析 被引量：57

4

作者 周来 冯启言 秦勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1307-1311,共5页

利用煤表面自由能变化值和等量吸附热评价了25、30、40℃条件下CO2在煤层中优先吸附性以及CO2与CH4竞争吸附机理。煤吸附CO2后的表面自由能变化值要普遍大于煤吸附CH4后的表面自由能变化值,揭示了单位面积煤基质表面对CO2吸附量要高于对... 利用煤表面自由能变化值和等量吸附热评价了25、30、40℃条件下CO2在煤层中优先吸附性以及CO2与CH4竞争吸附机理。煤吸附CO2后的表面自由能变化值要普遍大于煤吸附CH4后的表面自由能变化值,揭示了单位面积煤基质表面对CO2吸附量要高于对CH4吸附量的热力学本质;通过变换CO2和CH4的等量吸附曲线,得到煤样对CO2和CH4的初始等量吸附热值Qst0分别为48.2 kJ/mol和33.4 kJ/mol,揭示了煤对CO2的吸附作用力要强于CH4,并且煤对CO2的等量吸附热随吸附量的增加呈现增加趋势,与吸附气体分子间的相互作用力相关,表明CO2在煤基质表面存在多分子层吸附。 展开更多

关键词 二氧化碳 甲烷 竞争吸附 表面自由能 等量吸附热

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多因素叠加作用下煤储层渗透率的动态变化规律 被引量：30

5

作者 汪吉林 秦勇 傅雪海 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1348-1353,共6页

分析了煤储层渗透率的主要影响因素,讨论了有关黏性渗流的基本理论问题。在不同轴压、围压和气体压力梯度下,对山西晋城矿区原状无烟煤煤样进行了三维应力场的CH4渗流实验,计算并分析了有效应力、煤基质收缩、气体滑脱效应等因素对渗透... 分析了煤储层渗透率的主要影响因素,讨论了有关黏性渗流的基本理论问题。在不同轴压、围压和气体压力梯度下,对山西晋城矿区原状无烟煤煤样进行了三维应力场的CH4渗流实验,计算并分析了有效应力、煤基质收缩、气体滑脱效应等因素对渗透率的影响及其叠加作用的表现。认为吸附态的CH4分子组成了煤储层孔-裂隙气体渗流的边界层,滑脱效应存在于边界层以外,煤储层渗透率的动态变化是有效应力、煤基质收缩效应和滑脱效应叠加作用的结果,渗透率在压力梯度0～0.1 MPa阶段衰减最为显著,滑脱效应对渗透率的贡献远小于基质收缩效应,且随着压力梯度的增大而几乎可以忽略。 展开更多

关键词 煤储层 渗透率 叠加作用 影响因素 黏性渗流

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煤矿井下长钻孔水力压裂技术研究 被引量：20

6

作者 刘晓 张双斌 郭红玉 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第3期42-44,共3页

为了实现煤矿井下长钻孔的有效大规模压裂，结合中马村矿羽状长钻孔施工情况，采用HTB500型水力压裂泵组进行重复水力压裂试验，并使用大地电场岩性探测仪对水力压裂有效范围进行探测。试验结果表明，抽采瓦斯纯量由压裂前几近为0增大至... 为了实现煤矿井下长钻孔的有效大规模压裂，结合中马村矿羽状长钻孔施工情况，采用HTB500型水力压裂泵组进行重复水力压裂试验，并使用大地电场岩性探测仪对水力压裂有效范围进行探测。试验结果表明，抽采瓦斯纯量由压裂前几近为0增大至739．8m^3／d；抽采体积分数由0增大为44．1％～99．9％；煤层透气性系数由压裂前的3．2～4．0m^2／（MPa^2·d）增大至25．6～44．8m^2／（MPa^2·d）；压裂有效范围以压裂孔为中心呈不对称形式展布，长度沿钻孔延伸方向达370m，宽度为30～60m、 展开更多

关键词 长钻孔 重复压裂 抽采效果 大地电场岩性探测

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阳泉新景煤矿矿井构造特征及其演化分析 被引量：5

7

作者 李磊 姜波 +2 位作者 李明 刘杰刚 任佳宇 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第5期84-86,共3页

在矿井和野外构造观测的基础上,利用赤平投影进行了层面校正,结合野外实测共轭节理和区域构造背景,探讨了阳泉新景矿井的构造特征及其矿区演化。研究表明:新景矿井主要以NNE-NE向的褶皱为主,控制着井田的主要形态,大断层不发育,小断层... 在矿井和野外构造观测的基础上,利用赤平投影进行了层面校正,结合野外实测共轭节理和区域构造背景,探讨了阳泉新景矿井的构造特征及其矿区演化。研究表明:新景矿井主要以NNE-NE向的褶皱为主,控制着井田的主要形态,大断层不发育,小断层成群出现;矿区煤系形成后主要经历了3期构造应力场作用。 展开更多

关键词 构造特征 构造演化 赤平投影 共轭节理

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瓦斯抽采钻孔修复机理与应用研究 被引量：15

8

作者 刘晓 蔺海晓 +1 位作者 张双斌 冯文军 《中国煤炭》 北大核心 2014年第1期102-105,共4页

从钻孔失稳、泥岩水化学作用等方面阐述了钻孔的堵塌孔机理，提出了水射流修复已有抽采钻孔的技术思路，并配套研发了瓦斯抽采孔水力作业机，形成了瓦斯抽采钻孔修复作业体系，实现了对已有抽采钻孔的修复和维护，解决了以往钻孔寿命短... 从钻孔失稳、泥岩水化学作用等方面阐述了钻孔的堵塌孔机理，提出了水射流修复已有抽采钻孔的技术思路，并配套研发了瓦斯抽采孔水力作业机，形成了瓦斯抽采钻孔修复作业体系，实现了对已有抽采钻孔的修复和维护，解决了以往钻孔寿命短、补打钻孔工程量大、时间紧等问题，提高了钻孔的使用效率。通过在焦作煤业集团新河矿井的试验研究表明，使用抽采钻孔修复技术可将瓦斯抽采钻孔的有效寿命延长0．5～1倍，已堵塌抽采钻孔修复成功率达80％以上，单孔抽采纯量提高60％以上。 展开更多

关键词 钻孔修复 瓦斯抽采 失稳 水射流 抽采模式修复效果

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新景矿山西组沉积环境与聚煤特征分析 被引量：2

9

作者 苏驰 郭英海 +1 位作者 赵迪斐 李平 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第5期81-84,共4页

通过野外剖面踏勘情况、采集样品实验结果的综合分析,系统研究了新景矿含煤岩系沉积环境及其聚煤特征。运用岩石学、有机化学、测井相分析等研究手段,识别出新景矿山西组沉积环境为河控浅水三角洲沉积,并进一步将其三角洲沉积相划分为3... 通过野外剖面踏勘情况、采集样品实验结果的综合分析,系统研究了新景矿含煤岩系沉积环境及其聚煤特征。运用岩石学、有机化学、测井相分析等研究手段,识别出新景矿山西组沉积环境为河控浅水三角洲沉积,并进一步将其三角洲沉积相划分为3个亚相和8个微相,对其主要特征逐一进行了描述。 展开更多

关键词 沉积环境 冲刷作用 聚煤特征

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淮北煤田石台矿烟煤生烃结构演化研究 被引量：1

10

作者 李伍 杨文斌 杜仲华 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期152-160,共9页

随着煤化作用的进程,煤中不同显微组分可以生成油气,该过程可以通过热模拟试验完成。为获得烟煤生烃结构演化特征,采集了淮北煤田4煤层样品,基于黄金管热解生烃试验、傅里叶红外光谱(FTIR)和高分辨率透射电镜(HRTEM),分析了不同升温速... 随着煤化作用的进程,煤中不同显微组分可以生成油气,该过程可以通过热模拟试验完成。为获得烟煤生烃结构演化特征,采集了淮北煤田4煤层样品,基于黄金管热解生烃试验、傅里叶红外光谱(FTIR)和高分辨率透射电镜(HRTEM),分析了不同升温速率下烃类产率特征,研究了生烃过程中煤化学结构演化规律,计算了FTIR和HRTEM结构参数,探讨了生烃产率和结构演化之间的对应关系。结果表明:C_(1-5)和甲烷随着温度升高,产率不断增大,且在中间温度区间急剧增大,C_(14+)先增大后减小,且不同升温速率,达到峰值的温度有所差异。CH_(2)/CH_(3)和A_(2800-3000 cm^(-1))/A_(3000-3100 cm^(-1))呈现不一样的变化规律,但均有降低的趋势。0~0.1 nm芳香结构占比均为最多,0~1.0 nm表现出先降低-升高的周期性变化趋势。烟煤及热解产物的芳香结构主要包括2×2、3×3、4×4,含有少量的5×5尺寸芳香结构,45°主方向性变化降低、保持和升高的趋势规律。 展开更多

关键词 烟煤 生烃 化学结构 傅里叶红外光谱 高分辨率透射电镜

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不同成熟度页岩孔隙及其分形特征 被引量：18

11

作者 张闯辉 朱炎铭 +2 位作者 刘宇 陈居凯 李拯宇 《断块油气田》 CAS 北大核心 2016年第5期583-588,共6页

为探究页岩孔隙随成熟度的变化特征,文中研究选取了华北地区12个不同成熟度（镜质体反射率Ro介于1.10%-2.83%）的页岩样品。通过低温液氮实验对样品进行孔隙表征,并依据FHH分形模型,计算了不同成熟度页岩孔隙分形特征。结果表明：随着... 为探究页岩孔隙随成熟度的变化特征,文中研究选取了华北地区12个不同成熟度（镜质体反射率Ro介于1.10%-2.83%）的页岩样品。通过低温液氮实验对样品进行孔隙表征,并依据FHH分形模型,计算了不同成熟度页岩孔隙分形特征。结果表明：随着成熟度的增大,页岩孔容呈现＂减小—增大—减小＂的趋势,分界点在Ro=1.50%和Ro=2.50%左右,而孔隙分形维数D与孔容变化趋势相反,呈现＂增大—减小—增大＂的趋势,这与压实减孔作用和有机质生烃过程中的增孔作用关系密切;不同成熟度页岩储层中,孔隙总比表面积与分形维数呈现正相关关系,而平均孔径与分形维数呈现出明显的负相关关系,这反映出储层孔隙分形维数越大,比表面粗糙性越强,可提供更多的吸附位置,更有利于页岩吸附气的存储。 展开更多

关键词 页岩 不同成熟度 孔隙 分形维数

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开滦矿区14煤煤厚特征及沉积环境分析 被引量：11

12

作者 吴金水 刘景 +1 位作者 谢卫东 李伍 《煤炭工程》 北大核心 2019年第7期129-133,共5页

开滦矿区是河北省主要的煤炭生产基地,矿区内石炭-二叠系煤系地层含煤丰富。为了探究矿区内14煤赋存特征,通过对开滦矿区见14煤钻孔进行统计分析,采用沉积地层学、煤田地质学、煤岩学,深入分析开滦矿区的原始沉积环境与煤层赋存特征。... 开滦矿区是河北省主要的煤炭生产基地,矿区内石炭-二叠系煤系地层含煤丰富。为了探究矿区内14煤赋存特征,通过对开滦矿区见14煤钻孔进行统计分析,采用沉积地层学、煤田地质学、煤岩学,深入分析开滦矿区的原始沉积环境与煤层赋存特征。研究认为14煤赋存特征主要受原始沉积环境影响,其沉积环境早期以澙湖相为主,由于水下障壁沙坝的存在,使得澙湖内水动力弱,并在沙坝向陆一侧较早沉积泥炭。由于陆地不断向海推进,研究区逐渐过渡到潮坪相最终暴露于地表,使得研究区内广泛沉积泥炭,后期又由于海侵作用过渡到浅海相,终止了泥炭的堆积。 展开更多

关键词 煤层厚度变化 澙湖相 沉积环境 潮坪相 浅海相

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滇东下寒武统筇竹寺组页岩矿物组成特征及意义 被引量：4

13

作者 陈居凯 朱炎铭 +1 位作者 付常青 唐鑫 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第9期101-103,共3页

通过对QD1井岩心样品的定量分析,研究了筇竹寺组页岩储层的矿物组成特征,探讨了其对页岩气成藏与开发的地质意义。研究表明:矿物成分与页岩储层孔隙度、渗透率和有机质含量具有显著的相关性。

关键词 页岩气 储层 矿物成分

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川南龙马溪组页岩孔隙结构综合表征及其分形特征 被引量：32

14

作者 陈居凯 朱炎铭 +1 位作者 崔兆帮 张闯辉 《岩性油气藏》 CSCD 北大核心 2018年第1期55-62,共8页

为了科学评价川南地区龙马溪组页岩孔隙发育特征对页岩气赋存与流动过程的影响,综合采用压汞、液氮吸附及二氧化碳吸附等测试方法,对页岩孔隙结构进行全尺度表征,并对不同尺寸的孔隙进行分形拟合,计算综合分形维数,最后结合地球化学和... 为了科学评价川南地区龙马溪组页岩孔隙发育特征对页岩气赋存与流动过程的影响,综合采用压汞、液氮吸附及二氧化碳吸附等测试方法,对页岩孔隙结构进行全尺度表征,并对不同尺寸的孔隙进行分形拟合,计算综合分形维数,最后结合地球化学和矿物组成对综合分形维数的影响因素进行探讨。结果表明:页岩样品孔径分布呈多峰态,各阶段孔隙均对总体积有一定贡献,而孔隙比表面积主要由微孔和介孔贡献。龙马溪组页岩孔隙符合分形规律,具有自相似性,宏孔孔隙结构较介孔、微孔更为复杂。以2个孔径段的孔体积比为加权值,计算获得综合分形维数为2.491~2.623,平均为2.560,孔隙结构较为复杂。有机碳含量和矿物组成对综合分形维数具有明显控制作用,有机碳含量越高,综合分形维数越大。孔隙结构复杂程度与综合分形维数呈正相关关系,脆性矿物含量与综合分形维数呈负相关关系,有机质成熟度和黏土矿物对孔隙综合分形维数有积极影响。 展开更多

关键词 孔隙结构 综合表征 分形维数 龙马溪组 川南地区

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西湖凹陷新生代煤系烃源岩生烃动力学研究 被引量：4

15

作者 谢康珍 朱炎铭 +1 位作者 司庆红 黄辅强 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第3期125-129,共5页

为了探究西湖凹陷平湖组煤系烃源岩生烃潜力,优选出平湖组煤系烃源岩中煤、炭质泥岩和暗色泥岩样品各2块进行热模拟试验和生烃动力学研究,并模拟了2口井的生烃史。研究表明,煤和炭质泥岩活化能分布范围在20 k J/mol之内,体现了快速生烃... 为了探究西湖凹陷平湖组煤系烃源岩生烃潜力,优选出平湖组煤系烃源岩中煤、炭质泥岩和暗色泥岩样品各2块进行热模拟试验和生烃动力学研究,并模拟了2口井的生烃史。研究表明,煤和炭质泥岩活化能分布范围在20 k J/mol之内,体现了快速生烃过程;暗色泥岩活化能分布分布范围在60 k J/mol之内,反应生烃持续时间较长;暗色泥岩有机质在距今37 Ma进入生烃门限,煤和炭质泥岩在距今30 Ma开始进入生烃期,10 Ma以后开始进入大量生烃阶段,同时在生烃热演化过程中存在明显的二次生烃作用,可以此说明该区煤系烃源岩具有较大的生烃潜力。 展开更多

关键词 西湖凹陷 煤系烃源岩 生烃动力学 生烃史

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钱家营矿5煤瓦斯异常的地质控制因素 被引量：2

16

作者 陈居凯 张闯辉 +1 位作者 侯晓伟 胡璐宇 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2017年第3期192-194,共3页

研究表明,钱家营矿5煤瓦斯异常,受煤厚、煤层结构、地应力及顶底板岩性的控制。煤层变异系数大、煤体结构破碎形成了煤层突出的基础;顶底板含泥率高,保存条件良好,导致瓦斯含量高;地应力诱导了瓦斯动力现象的发生。

关键词 瓦斯异常 地质控制因素 瓦斯动力

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