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煤层气地质勘探类论文题目

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煤层气地质勘探类论文题目

秦勇

(中国矿业大学 江苏徐州 221008)

作者简介:秦勇,1957年生,男,博士,教授,煤田与煤层气地质,yongqin@。

基金项目:国家973计划项目(2002CB211704)及国家自然科学基金项目(40572095)资助。

摘要 基于CNKI中国期刊全文数据库,系统检索和统计了我国煤层气论文的分布特点。以此为基础,分析了我国煤层气论文分布与产业发展特征之间的关系,讨论了产业发展对科学技术的需求趋势。结果显示:分别以1999年和2002年为界,论文分布体现出我国煤层气产业发展经历了三个历史阶段,每一阶段对科技需求的特点在论文分布特征上都有所体现。由此,作者认为:煤层气资源评价及其方法仍是今后研究的主题,进一步深化地质选区理论与方法将有助于选区成功率的提高,开发技术适应性是今后需致力于探讨的重要方向之一,煤层气井产能、采收率及其影响因素的研究应该引起足够重视,全方位探索深部煤层气资源与开发潜力将有可能拓展我国煤层气开发的新领域,研发环境保护、高附加值转化利用和小型化利用储运技术将有助于推进我国煤层气产业健康发展。

关键词 煤层气 论文 分布 产业 发展

CBM Publication Occurrence and Industrial Development in China

Qin Yong

(China University of Mining and Technology,Xuzhou 221008)

Abstract:The occurrence of the coalbed methane(CBM)papers written by Chinese authors from 1994 to 2005 was systematically indexed and analyzed form the CNKI's China Journal Full Database(CJFD).Based up the data or information,the correlation of the paper distribution to the development of Chinese CBM industry was construed and the requirements of the industry to science and technology for the future were was shown that,respectively taking the 1999 and 2002 as a borderline,three developmental stages of the Chinese CBM industry as well as the scientific and technologic requirements of the industry in each stage were unfolded through the distribution of the was farther suggested that the evaluation and methodology of the CBM resources should be taken as one of the subjects in future research,the deep research of the target-selecting theory and method would help to improve the reliability of the CBM target selection,the adaptability of the exploiting technology to the CBM geological conditions should be one of the key aspects which should be engaged in the researches,the CBM-well productivity and CBM recovery ration should be laid much store by investigation,the omni-directional exploration for the potential of the deep CBM resources and development would be helpful to the deploitation of new CBM field in the industry,and the technological advances on the CBM environmental protection,high-additional-value utilization and miniaturized storage and transportation equipment should conduce to promote the benign development of the industry.

Keywords:CBM;paper;occurrence;industry;development

在现代科学技术背景下,新兴产业的发展均与该领域学术技术研究状况密切相关。换言之,一个产业领域内基础、应用基础与技术研究论文的分布状况,蕴涵着该产业发展历程的丰富信息,并在一定程度上可预示产业的发展趋势。我国煤层气产业目前处于商业化生产的启动阶段[1],分析煤层气论文产出特点及其与产业发展的关系,对回顾我国煤层气产业发展历史、展望其发展趋势均有所裨益。为此,本文作者利用中国国家知识基础设施(CNKI)中国期刊全文数据库[2],对1994~2005年期间煤层气论文进行了系统检索。以此为依据,分析了我国煤层气论文在时间和研究方向上分布特点,讨论了产业发展所需注重的主要科学技术问题。

1 CNKI 煤层气论文总体分布

系统检索结果显示,CNKI中国期刊全文数据库收录1994年至2005年煤层气论文1465篇,年均约122篇。

分析检索结果(图1),获得如下总体认识:

第一,我国煤层气论文连年增长,但不同历史阶段的增长速率明显不同。这一特点,与中国煤层气产业的艰难探索过程一致,反映出产业从起始到目前产业化经历了阶段性的发展历程。

第二,不同类别论文的分布特点,揭示出我国煤层气产业当前所处的阶段性特征。在论文总量中,地质与勘探类论文所占比例为,开发技术类论文占,利用与储运类论文占,经济与政策类论文占,环境保护类论文占。以地质勘探类论文为主的分布特点,折射出我国煤层气产业总体上处于发展的初始时期。

第三,各类论文在时间上的分布呈规律性起伏,这正是产业不同发展阶段对科学技术的需求有所不同的集中反映。

图1 CNKI中国期刊全文数据库煤层气论文类别及年度分布

值得注意的是,1994年至2005年期间,CNKI 煤层气论文篇数增长了倍,年均增长率约106%。进一步分析,论文数量呈三阶段式的非线性增长,指示中国煤层气产业发展历程至今经历了三个阶段(图2)。其中:第一阶段论文447篇,年均产出约75篇;第二阶段论文390篇,年均产出130篇;第三阶段论文628篇,年均产出约209篇。同时,不同阶段中各类论文互为消长的状况,与每一阶段对地质研究、勘探评价、开发试验等的不同需求高度对应。

图2 CNKI论文总数时序分布及其展现的中国煤层气产业发展阶段

2 CNKI 论文分布与中国煤层气产业发展阶段

第一阶段:寻证-找气-摸索阶段

该阶段可上溯至20世纪80年代前半期,结束于1999年,历时四个“五年”计划。在此期间,煤层气论文数量从1994年的20篇增加到1999年的129篇,在时间序列上呈线性增加,阶段总增长率545%,阶段年均增长率约91%,作者和单位的数量明显增多(图1)。

从论文类别分布来看:地质与勘探类论文居绝对优势,占阶段论文总数的60%,年均约45篇;开发技术类论文不足8%,年均约6篇;利用与储运、经济与政策、环境保护等类别论文的比例很低,年均都在2篇左右(图1,图2)。这种分布,是各国煤层气产业发展初期的典型特征,即研究和生产都是以寻找“证据”、框定资源、选择区域和验证目标为主。

在地质与勘探类论文中(图3):多数报道的是关于煤层气资源评价与地质选区(42%,年均约19篇)、储层物性和吸附性(34%,年均约15篇)的研究成果,反映出积累资料、摸索经验的特点;成藏条件与过程、煤层气可采性论文年均分别只有2篇和1篇,该方面研究没有得到重视,在一定程度上显示出基础研究不足而致使煤层气地质选区和“找气”具有盲目性,这也是该阶段我国煤层气地质选区成功率较低的一个重要原因[3]。

在该阶段,开发技术类论文多是对国外技术的消化和应用。其中,钻井、试井和完井论文占了较大比例(35%,年均约6篇),排采与增产措施得到了应有重视(24%,年均约4篇),对解吸-扩散-渗流这一煤层气开采的基础有所关注(6%,年均约1篇),但几乎未见关于煤层气井产能和采收率方面研究成果的报道(图4)。此外,综述性论文也多以介绍国外煤层气勘探开发理论和技术为主。

图3 CNKI煤层气地质与勘探类不同研究方向论文分布

图4 CNKI煤层气开发技术不同研究方向论文分布

上述特征揭示:本阶段的研究是针对我国煤层气产业的起始过程而开展的,在煤层气地质研究上表现为寻证,在勘探上表现为找气,在开发试验上表现为摸索,总体上试图通过引进和消化国外相关理论与技术来解决中国的煤层气地质问题,积累了较为丰富的煤层气地质基本条件信息,对全国煤层气资源及其分布规律取得了基本认识,煤储层特性这一煤层气地质核心问题得到应有的重视,开展了适合于中国煤层气地质特点开发技术的试验与探索,并从区域上开始了对全国或区域煤层气产业发展战略的思考。

第二阶段:探因-普查-彷徨阶段

该阶段历时3年,从2000年开始,至2002年结束。在此阶段,每年的煤层气论文稳定在130篇左右,年均论文数量比第一阶段增加了73%,但论文类别构成变化明显(图1)。

从论文类别来看:地质与勘探类论文209篇,占该阶段论文总数的54%,年均篇数(约70篇)比第一阶段显著增加,但从1999年至2001年论文篇数显著递减,在后期有重新增加的趋势;开发技术类论文显著增多,占论文总数的比例比第一阶段增长了10个百分点;经济与政策、利用和储运的研究得到更多的关注,论文比例均上升了5~6个百分点(图1,图2)。

与第一阶段相比:该阶段地质与勘探论文中煤储层物性与吸附性研究成果的数量和比例显著增高(105篇,50%),构成了研究的主题;资源评价与地质选区尽管仍得到较多关注,但比例明显降低(29%);成藏条件与过程论文的比例基本不变(10%),但年均论文篇数(7篇)明显增多(图3)。由此表明,这一阶段常规评价与选区方法趋于成熟,研究的注意力更多地转向与开采地质条件密切相关的煤储层特性,转向了成藏效应等深层次的控制机理问题。

就开发技术而言:钻井、完井、试井论文17篇,年均约8篇,远高于第一阶段,但在阶段论文总数中的比例(25%)有所降低;排采与增产措施论文18篇,比例(27%)有所提高;产能与采收率论文11篇,比例从零增至约16%;解吸-渗流-扩散论文14篇,占阶段论文总数的21%,比例显著增长(图4)。排采与增产措施、产能与采收率的研究得到加强,开采基础和应用基础研究受到高度重视,研究重点向开发技术的中—下游移动,这是为解决我国煤层气产业发展“瓶颈”问题而做出的努力,也是产业逐渐走向成熟的标志之一。

在此阶段:除了进一步拓展勘探选区继续找气之外,更多的力量集中于第一阶段已有一定勘探工程的地区,以进一步缩小勘探靶区,为开发试验提供更为可靠的基地;同时,尽管在近20个地区进行了排采试验,但多未取得理想的效果,致使开发试验徘徊不前,业界信心受到冲击。然而,这一时期煤层气开发基础与技术研究得到了较大发展,尤其是在开采方法与增产措施、煤层气解吸扩散渗流机理、产能与采收率分析等方面取得较多成果,为中国煤层气产业化时代的到来奠定了重要技术基础。

上述论文分布特征,指示我国煤层气产业发展过程由于进入了一个新的阶段而对科学技术的需求发生了较大变化,在煤层气地质研究上表现为探因,勘探上表现为普查,开发试验上表现为访徨,总体上处于为催生中国煤层气产业化时代到来的“阵痛”阶段。

第三阶段:求源-详查-商业阶段

自2003年以来,我国煤层气产业发展进入了一个新的历史时期,即商业化生产阶段。其主要标志为:煤层气地质研究进入了求源,勘探实践进入了详查,开发上步入了商业化生产,中国煤层气产业的雏形已经形成,并呈现出快速发展的势头,这些标志在煤层气论文的数量和结构上均有体现。

在2003~2005年的三年期间,CNKI煤层气论文总数大幅度增加,达到628篇,年均论文约209篇,与第二阶段相比增长了61%,接近第一阶段论文总量的一半(图1,图2)。开发技术类论文的比例有所提高,利用和储运技术研究得到进一步重视,基础研究明显加强,研究重点进一步向煤层气产业的中—下游移动,更加适应于商业化生产阶段对科学技术的需求。

地质与勘探类论文占阶段论文数的比例约51%,仍有较大比重,这是我国煤层气产业目前总体上处于初期阶段的必然特征。其中:煤储层物性与吸附性仍是研究重点,但论文比例下降至39%左右;资源评价与地质选区仍是产业的科技需求,论文比例(27%)与上一阶段基本持平;成藏条件与过程研究得到高度关注,论文比例比上一阶段提高了约9个百分点(图3)。

本阶段开发技术类论文数量的比例为19%,比上一阶段略有提升,显示我国煤层气产业中游领域的研究得到进一步重视。其中:钻井、完井、试井论文(25篇)多于第一阶段,但比例继续下降(约21%);排采与增产措施论文34篇,数量显著增加,比例(29%)略有提高;产能与采收率论文12篇,数量和比例(约10%)均比上一阶段显著减少;解吸-渗流-扩散论文25篇,数量明显增加,比例与上一阶段基本持平(图4)。钻井、完井、试井论文比例相对降低,排采与增产措施论文比例显著提高,解吸-渗流扩散论文数量明显增多,尤其是2005年开发技术类论文数量大幅度跃升(图1,图2),显示出我国煤层气商业性生产、示范工程等对新技术开发和相关基础研究的强烈需求。

在此阶段:新增了一批国家批准的煤层气储量,煤层气成藏条件与机制探索在国家层面上全面展开,标志着中国煤层气地质研究从资源与基本地质条件调查阶段转入了资源“详查”阶段和成藏作用探索过程;大井网煤层气勘探开发试验取得新的突破,水平羽状井、丛式井等技术在煤层气开发中得到初步应用,对二氧化碳注入等新的增产技术进行了现场试验,晋城地区开始了煤层气商业化生产,标志着中国煤层气产业从开发试验阶段转入了商业化生产启动阶段。

3 CNKI 论文分布特点与产业发展需注重的科学技术问题

进一步分析C N KI论文分布特点,发现存在某些问题,而解决这些问题正是发展中国煤层气产业所需要继续努力的方向。

首先,煤层气资源评价始终是20余年研究探讨的主题,尤其是对全国和某些区域的煤层气资源量及其构成众说纷纭,且国家批准的煤层气储量所占比例极低。究其原因,主要在于三个方面:一是评价方法缺乏规范性要求;二是资源估算尚存重大基础问题未能解决;三是资源勘探和探明程度很低。为此,煤层气资源评价及其方法仍是今后相当长一段时期内所要研究的主题,而在国家层面上制定评价方法和要求的规范性文件,加强以吸附机理为核心的基础研究[3],加大勘探和开发试验的力度,将有助于推进这一问题的解决。

其次,文献中涉及的煤层气地质选区多达50余个,但目前实现商业性开发或具有可见前景的地区不超过5个,且某些选区已上过多轮勘探和开发试验工程。造成这种状况的原因是多方面的,包括选区理论和方法在科学性和适应性上的缺陷、早期勘探与开发试验技术发展水平和认识的局限、钻井/完井/排采技术管理经验不足等[3]。因此,在深化研究选区理论与方法的基础上,通过资料复查和新技术应用,总结开发技术上的经验和教训,可能会使我国煤层气地质选区成功率得到一定的提高。

第三,国外几乎所有的传统和先进煤层气开发技术在我国都有引用,但多数情况下的应用效果都不甚理想。正视这一状况,似应考虑如下三个问题:一是所有先进技术是否都适合我国特定选区的煤层气地质条件?二是传统技术在特定选区的开发效果是否就不如先进技术?三是我国自主研究开发出了哪些适合于我国煤层气地质条件的开发技术?对于前两个问题,答案当然是否定的。至于后一个问题,目前尚未见到关于自主研发的关键技术的报道。这三个问题的关键,在于各种开发技术的适应性,这也正是今后需致力于研究的重要方向之一。

第四,见诸报道的煤层气井产能、煤层气采收率及其影响因素的研究成果较少,与煤层气商业性生产阶段的技术需求之间存在较大差距。原因在于,我国前期实践多为开发试验,对此没有太多的需求,积累的资料也十分有限,难以满足开展这一研究的要求。但在进入商业化开发且追求经济效益的现今阶段,该方面的研究应该引起足够重视,包括系统追踪和分析排采动态、注重不同煤层气地质条件的对比分析、深化煤层气解吸-渗流规律与机理的研究、开发科学性更强的数值模拟技术等。

第五,尚未充分注意到深部煤层气开发这一潜在新领域,深部资源及其与常规油气共采可行性的研究成果鲜见报道。我国深部煤层气资源量巨大[4],多数大—中型沉积盆地中煤层气都与常规油气共生,前期少数研究显示了深部煤层气与常规油气共采的可能性[5]。为此,从资源潜力、成藏作用与过程、地质选区、勘探与开发试验等方面,对深部煤层气资源潜力开展全方位的研究探讨,将有助于拓展我国煤层气开发的新视野。

第六,煤层气开采可能诱发的环境保护以及煤层气利用与储运技术问题,应该得到应有重视。在1994年以来的1465篇CNKI煤层气论文中:环境保护方面的论文只有19篇,几乎全为哲学意义上的讨论或介绍国外相关技术;利用与储运方面的论文逐年增长(图1),但多是关于煤层气发电和管网输送技术的探讨。这种状况,可能会影响到我国煤层气产业的健康发展。针对我国煤层气地质和开发特点,开展环境保护技术研究或实例分析,研究开发具有更高附加值的煤层气转化利用技术和适应矿区煤层气分布式开发特点的小型化利用储运技术与装置,将有助于弥补我国煤层气产业在此方面的不足。

参考文献

[1]秦勇.2006.中国煤层气产业化面临的形势与挑战(Ⅰ):当前所处的发展阶段.天然气工业,26(1):4~7

[2]中国期刊全文数据库.

[3]秦勇.2006.中国煤层气产业化面临的形势与挑战(Ⅱ):关键科学技术问题.天然气工业,26(2):6~10

[4]秦勇.2006.中国煤层气产业化面临的形势与挑战(Ⅲ):走向与前瞻性探索.天然气工业,26(3):1~5

[5]秦勇,宋全友,傅雪海.2005.煤层气与常规油气共采可行性探讨.天然气地球科学,16(4):492~498

浅谈煤田地质勘探前沿发展趋势摘要:本文根据中国煤炭生产方针、煤田地质特点及世界先进技术发展现状,讨论了中国煤田地质勘探前沿问题,从提高勘探精度,开展动态地质研究等方面加以论述。并且展望了煤田地质勘探技术发展的趋势。关键词:地质勘探勘探技术发展趋势0引言20世纪,煤炭在世界能源中占主要地位,进入21世纪,煤炭在世界一次能源中仍将占主要地位,在我国尤其如此。在我国,1500m左右的煤炭总资源量约4万亿吨,已探明保有储量达1万亿吨。而石油、天然气,由于资源赋存条件与勘探、开发困难等原因,一个时期内难于大幅度增产。但是,随着开放与市场经济发展,煤炭要有竟争力才能在市场上站住脚,经济、安全、高效采煤就成为煤炭工业发展的关键。因此,世界上所有采煤国家都需要继续开展煤田地质勘探工作,而且,煤田勘探技术要迅速发展才能满足生产要求。1我国煤田地质勘探前沿问题从我国煤田地质特点及世界先进技术的发展现状来看,我们可以看出,近年来我国煤田地质勘探前沿问题可概括为以下几个方面。从完善矿井水防治与保水采煤研究方面来看我国东部一些矿井,随着采深增大,突水事故经常出现,突水量也日益增大。由于这些煤田水文地质条件特别复杂,加之采深不断增大,浅部矿井水治理获得的一些认识往往不适应深部矿井水动力条件。因此,我国煤矿水害防治技术的发展趋势是:深入研究矿区深部岩溶水形成与运移特征,深部矿井底板岩溶水突出机理,开发突水预测预报技术;开发适应现代机械化开采的采掘区无水险水害防治技术。从开展动态地质研究方面来看常见的岩煤突出、瓦斯突出、冲击地压、突水、井筒破裂等井下灾害,实际上是一种动力地质现象。这些现象均与岩体应力场有关。主要起因于岩煤采掘后,原有自然条件下各种地质因素之间的平衡遭受破坏,岩体应力再分配,从而引发或诱发出这类灾害性地质现象。通过研究这些现象形成的地质机理,事先测定出采掘阶段岩体应力随时空的动态变化,就有可能预测上述动力地质现象是否会形成,确定并采取消除或减弱这些灾害的措施。从加强环境地质勘查与灾害地质防治方面来看由于矿区在天然条件下以及因开发而使地质体系遭受破坏,从而可能形成一系列环境问题,如耕地破坏、水源污染、沙化,粉尘、一氧化碳、二氧化硫造成的大气污染等以及更具破坏性的灾害地质现象,如地裂、地表塌陷、滑坡乃至诱发地震。由于历史原因及煤矿不断开发,旧帐未清,新帐纷至,所产生的问题相当严重,煤矿环境问题是制约煤炭工业可持续发展的关键因素之一,今后矿区环境评价与治理将成为开发部门重要的工作内容。从提高勘探精度来看连续作业是煤炭工业现代化或采掘机械化和自动化的特点。这要求开发前查明所采煤层的细微变化,如煤层厚度、结构和灰分的局部细小变化。煤层及其顶底板岩石物理力学性质的局部变化等。但是,世界各国的煤炭证实储量及我国的探明储量均只主要说明煤炭的原地埋藏数量,并未充分甚至没有提供满足现代开采技术要求的开采地质信息,为适应现代机械化开采,普遍需要补充勘探。从攻克煤层气开发难关来看近年来许多国家正在把煤层气作为一种能源进行研究,已有20多个国家开展了煤层气研究、勘探和开发活动。在煤层气试验开发中,目前所遇到的问题是:多数井煤层气产率低、衰减快,钻井冲洗液污染煤层,完井后坍塌堵孔,水力压裂效果不明显,裂缝短,所占比例低,完井后采气效果差等。显然,研究我国煤层渗透率低的原因、渗透率变化规律、煤层气富集和高产因素、煤层力学稳定性和破坏规律,开发适于我国低渗率煤层的钻井、完井、采气和增产实用技术,探索我国煤层气开发有利区段的评价选择模式就成为技术攻关的重点。2煤田地质勘探技术发展趋势用发展眼光看,近年来钻探仍将成为获取“第一性”地质资料的重要手段。物探仪器日新月异,性能改进与更新迅速,向高灵敏度、高分辨率、高精确度、遥控、计算机实时控制、处理、数据分析和三维图形显示方向发展;物探方法向多维、多参数测量、多方法组合发展;计算机和信息技术将普及到地质勘探的各个专业、各个作业单元,乃至管理整个勘探系统。近年来,值得注意的煤田地质勘探技术发展趋势如下。开发井下勘探技术根据国内外资料,落差小于5m、长度小于150m的小断层及小型褶曲,近期不可能用地面勘探方法查明。因此,国内外普遍认为,应在采区开采前,在井下开展采区勘探或工作面勘探,其方法包括矿井物探和沿煤层钻进。基于煤层密度比上下围岩小,煤层是一个明显的低速槽,国外在70年代末首先采用槽波地震勘探技术在井下探测煤层构造。近年来,探地雷达技术发展迅速。最近南非开发出一种Rock雷达系统,能定量研究岩体,准确确定断裂带深度、巷道周围裂隙带特征。显然,煤矿井下物探技术将大有作为,是一重要发展方向。发展水平钻进技术20世纪80年代以来,技术先进的采煤国家愈来愈重视采用水平钻进方法沿煤层钻进,并采用与之相配合的随钻测斜技术。水平钻进技术是由受控定向钻进发展而来的。近年来,这种钻进技术发展迅速,不仅能在井下沿煤层钻进,还能在地面沿垂直一圆弧一水平线轨迹进入煤层钻进。地面水平钻进,在煤炭部门是80年代后期才从石油部门引进的。加强综合勘探据有关材料说明,英国煤矿区尽管用三维地震勘探曾解释出小至煤厚落差的断层,但英国深部煤矿公司仍然重视钻孔研究。近年来,他们在已经评价的赋存经济可采储量的井田,按400一500m网度布无心孔,用组合测井方法勘探。他们开发了一种岩层显微扫描仪,通过人机联作能解释几十厘米落差的断层、裂隙、沉积和构造特征,以及应力方向。借助专用软件,用组合测井可确定出岩石类型、岩石强度、孔隙度或渗透率、倾角、孔径、分析水和烃等。据说,通过这一综合勘探方法,“可提供一份详细、实用的构造及应力场图”“,从而使矿山设计切实可行”,可提供最佳施工方向和合理地选定开采方法。这表明,选用合适手段、采用多手段综合勘探,是深部煤矿勘探的发展方向。研究动态地质勘探技术如前所述,危害矿井安全的动力地质现象由采掘活动诱发而形成。它们具有动态特性。因此,预测动力地质现象的形成及其强度,不能简单地只凭反映原始地质条件的静止数据,而应主要分析基于岩煤层应力或其物性随时间变化的动态特征资料。高产高效采煤推进速度快,进行动态勘探,即在采掘期间连续多次勘探采区的应力或物性随时间变化很有必要。加快发展信息技术计算机和信息技术现已在煤田地质勘探各个专业推广应用,发展较快。由于引入了许多高新技术,如并行分布式处理、大容量存储、工作站、多媒体、人工智能和神经网络技术等,目前已能用人机对话方式处理、分析、解释和显示地质勘探数据,一些物探仪器自动化程度高,能在现场作预处理,控制各项操作和质量,选择有关参数。3结语根据相关资料分析表明,除少数几个发展中国家外,各主要产煤国家的煤田地质勘探工作量自80年代以来均明显减少,但用于开发勘探、工作面勘探的工作内容和工作量却明显增多,勘探精度大大提高。从煤炭现代化生产要求角度看,我国煤田地质勘探技术与世界先进技术相比尚存在较大差距,因此,必须把握时机,加快我国煤田地质勘探技术的发展,才能满足我国高产高效采煤的需求。参考文献:[1]储绍良.矿井物探应用.北京:煤炭工业出版社.1995.[2]李夫忠.走向精确勘探的道路[M].北京:石油工业出版社..

煤田地质与勘探编辑

主编:王丽 专业编辑:宋震炎 负责栏目:矿井地质、煤田物探、探矿工程张爱香 负责栏目:煤田地质、矿井地质、煤层气张宏 负责栏目:水文地质、工程地质、环境地质编务及广告:刘珍

1、国家对于煤炭资源的需求依然很大,需要有一定数量的地质勘探人员去进行煤田地质勘查,以支持国家的经济建设。2、煤田地质的评估和调整是一个长期的过程,需要有一定的人力资源和技术支持。因此,需要招聘一定数量和水平的人员来进行这项工作。3、地质矿产勘查工作单位通常是国家直属的事业单位,与一般的企业并不一样。因此,地勘煤田地质的编制与一般企业的编制标准也有所不同。

河南省平顶山市人民政府市长简介 陈建生,男,汉族,1956年12月出生,河南内黄人,1974年4月参加工作,1990年11月加入中国共产党,中国矿业大学北京研究生部管理科学与工程专业毕业,在职研究生学历,管理学博士,教授级高级工程师,享受国务院特殊津贴,国家级专业技术拔尖人才。工作经历 —,鹤壁石林公社下乡知青 —,鹤壁矿务局三矿干部 —,焦作矿业学院地质系煤田地质与勘探专业学习 —,任鹤壁矿务局三矿工程师、计划科科长、副矿 河南省平顶山市人民政府市长长,二矿矿长(其间:— 在焦作矿业学院瓦斯地质专业硕士研究生班学习) —,任鹤壁矿务局副局长 —,任郑州煤炭工业(集团)有限责任公司副总经理 —,任郑州煤炭工业(集团)有限责任公司总经理、副董事长、党委副书记 —,任平顶山煤业(集团)有限责任公司董事长、党委书记(其间:— 在中国矿业大学北京研究生部管理科学与工程专业博士研究生班学习,获管理学博士学位) —,任中国平煤神马能源化工集团有限责任公司董事长、党委书记[3] 2010年9月30日——,任中共河南省平顶山市委副书记、代理平顶山市人民政府市长 第十一届全国人大代表 2004年4月任中国煤炭工业协会第二届理事会副会长 2004年6月17日,在河南国际商会第二届会员代表大会上,被选举为河南国际商会第二届理事会副会长。 2008年2月任中国煤炭工业协会第三届理事会副会长 河南省煤炭行业协会副会长,中国矿业大学客座教授、博士生导师主要事迹 在从事煤炭工业工作中,1992年12月,参与完成《新高普采在鹤壁矿区的推广应用》,获河南省煤炭工业科技进步二等奖;1994年4月主持完成的《鹤壁矿区煤巷掘进机械化作业线》,获河南省煤炭工业科技进步三等奖;主持或参与完善的《煤炭生产矿井质量经营模式理论与实践研究》、《中国煤炭价格宏观策略研究》等多项成果,分别被评为中国煤炭工业企业管理现代化部级优秀成果一等奖、煤炭工业部科技进步三等奖、省煤炭工业科技进步二等奖等奖项。主编出版有《证券投资》专著,发表有《郑州矿区谁还与防治技术》、《返流注浆隐伏陷落柱突水技术》等学术论文。1993年12月,被评为鹤壁市“十大杰出青年”;1996年3月在国家实施的“百千万人才工程”中被列为煤炭系统专业技术拔尖人才;1998年被煤炭工业部授予“中国煤炭工业优秀企业家”称号;2000年12月,被河南省委宣传部、河南省科技厅等5个单位评为河南省优秀科技新闻人物;后被河南省委、省政府命名为“河南省优秀专家”。平顶山煤业(集团)有限责任公司曾先后荣获中国煤炭工业优秀企业、全国“五一”劳动奖状、中国“AAA”级最佳企业形象、煤炭行业质量信得过单位、全国重合同守信用企业等荣誉和称号。在中国企业500强中位居第222位,在中国煤炭行业中位居第8位,在河南省工业企业百强中位居第4位;2008年实现营业收入681亿元,利税78亿元,位居中国企业500强第80位;2009年实现营业收入801亿元,位居中国企业500强第75位。

煤田地质与勘探杂志是几类期刊

《煤田地质与勘探》为全国中文核心期刊、科技核心期刊RCCSE中国核心学术期刊;被美国《工程索引》(EI)(1995—2003年)、美国《化学文摘》(CA)、美国《剑桥科学文摘》(CSA)、《日本科学技术社数据库》(JST)、波兰《哥白尼索引》和美国《乌利希国际期刊指南》(Ulrich''s IPD)等国际重要检索数据库收录。是中国科技论文统计与分析源期刊;已入编《中国期刊网》、《中国学术期刊(光盘版)》、《万方数据—数字化期刊群》、《中文科技期刊数据库》、《中文电子期刊服务》,为全文上网期刊。

《煤田地质与勘探》是Ei、Scopus、CSCD、中文核心、中国科技核心期刊

2012年北大中文核心期刊上没有此期刊,说明不是中文核心煤炭类中文核心期刊:1.煤炭学报2.煤炭科学技术3.煤矿安全4.煤田地质与勘探5.煤炭工程6.煤炭开采7.煤炭技术8.中国煤炭9煤炭转化

是北大核心,煤炭开采类其它期刊还有:1.煤炭学报2.煤炭科学技术3.煤矿安全4.煤田地质与勘探5.煤炭工程6.煤炭开采7.煤炭技术8.中国煤炭9.煤矿机械10.工矿自动化

地质勘探论文

摘 要 随着现代勘探技术的发展,地质勘探的作用也越来越重要,它被用于很多的领域中。其中,地质勘探可以从工程地质勘探 、石油煤炭开采地质勘探等不 同的应用方面进行分 类。对 于每一个方向的运 用,都有相应的地质勘探技 术 ,为不同的应 用方 向进行研究提供 了一定的技术和理论指导 ,从 而建立新型 的地质勘探体 系,推进地质勘探技术的创新 ,促进 了我国地质勘探技术的发展。本文主要从工程地质勘探技术和石油煤炭地质勘探技术的概述、发展现状及发展趋势进行分析。关键词 地质勘探 技术 ;发展现状 ;发展趋势1 地质勘探技术的概述1.1工程地质勘探技术工程地质是一 门调查 、研究 、解决与人类活动和各种工程建筑有关 的地质问题的科学。工程建设中不可缺少的一部分就是工程地质勘探。随着勘探技术的发展 ,测量 、钻深等新技术、新方法 的运用 ,尤其是计算机的运用 ,使工程地质勘探的工作方法、质量标准等都有 了很大的进步,极大的推动了工程地质勘探技术的发展。一个工程的建设离不开工程地质勘探 ,它对工程制定方案和顺利的建设都有着不可替代的作用。1.2石油煤炭地质勘探技术石油煤炭地质勘探 主要是研究其形成和分布的基本规律、变化特征 、地质条件和一些勘探的技术 。石油煤炭勘探是在石油煤田普查 的基础上 ,进行的经济调查研究 、地质勘探工作。其中,石油煤炭开采技术的勘探是整个勘探工作 中的重要环节。2地质勘探技术的发展现状2.1工程地质勘探技术的发展现状工程地质勘探技术虽然有了很大的发展 ,但还是存在着一些问题,发展现状不是很乐观。主要表现在以下几个方面:1)工程地质勘探的质量问题。在工程地质勘探过程中,很多勘探的侧重点不 明确 ,勘探的针对性不强 ,勘探方法不正确 ,工程地质分析工作 中的计算公式与实际情况差别很大 ,从而使勘探的结论有误 。这些问题 的出现不仅会延误最佳的开发时机 ,还会给工程 留下一些隐患,严重影响了工程 的质量。2)工程地质勘探 的技术管理 问题 。一些工程单位提交 的勘探设计报告不是地质师写的 ,而且在编制人 中没有地质专业负责人 ,使得报告 中容易出现错误。这样会给总院审查增加难度 ,还会延误工程的报批时机。3)工程地质勘探的人员问题 。主要是 因为地质勘探需要优秀的技术人员,而在工程地质勘探 中,有一些人员不懂地质却提出不实际的勘探要求 ,有的对地质专业了解不透彻。这些都不利于工程地质勘探技术的发展。2.2石油煤炭地质勘探技术的发展现状我国的石油煤炭行业的集中度不高,开采相对比较分散,个体开采情况比较多,这样不仅会导致企业管理难度大,还不能保证石油煤炭的正常供 给。一些大型的石油煤炭企业的技术性 、安全性、可靠性都很有优势,要将其进行有效整合,国家要加强管理、统一规划 ,从而促进其发展。我 国石油煤炭地质勘探技术成果主要表现 以下几个方面 :1)石油煤炭地质基础研究从传统地质走向了地球系统科学研究阶段。我国开展了华北 、华南地球的资源评价研究课题 ,对于我国的石油煤炭资源的赋存规律有了基本的掌握 ,而且还将层序地层理论和方法运用在石油煤炭的地层划分中,从而拓宽了地质研究的思路。2)石油煤炭资源综合勘探技术取得突破性进展。主要根据了我 国石油煤 田的地质特点 ,合理 的运用地质勘探的新技术 ,并且充分利用现代勘探理论 ,从而建立了具有中国特色的石油煤炭综合勘探体系。3)石油煤炭地质勘查信息化和 “3s”技术取得显著进展。在地质勘探的各个领域中,计算机技术起着不可替代的作用 ,因此使地质报告编制实现了数字化 、信息化 ,而且还利用了GIS,建立了我 国 《石油煤炭资源信息系统 》。此外 ,在石油煤炭资源评价中,还大量运用 了遥感技术 ,形成了石油煤炭遥感技术体系。高光谱技术和高分辨率卫星遥感图像技术也有显著的进展。石油煤炭地质勘探技术取得了很大的进步 ,但还存在着 以下问题需要解决 :一是要解决中部能源基地中一些地形复杂的资源勘探技术问题,以及它所引起的水资源和环境问题;二是要加强西部地质研究 ,进一步提高资源勘探评价程度;i是要加强清洁石油煤炭技术的地质研究,为其清洁利用和环境保护提供一定的地质依据 ;四是要利用石油煤炭 的现代化开采,从而实现高产高效的生产 ;五是要加速石油煤炭的地质主流程信息化和资源信息化水平 。3地质勘探技术的发展趋势3.1工程地质勘探技术的发展趋势工程地质勘探技术虽然还存在着一些缺陷,面临着挑战,但是其发展趋势还是很乐观 ,存在着很多机遇 。因此 ,要尽量解决存在的问题 ,不断的创新 ,促进工程地质勘探技术的快速发展 。首先 ,要分清地质勘探的各项责任。即总院要负责工程地质勘探和一些技术管理 问题 ;各地方部 门要 负责好勘探 的合理周期 ,安排专业的勘探人员 ,不断采用新的勘探技术和设备 ,从而促进工程地质勘探技术的突破性发展。其次,工程地质勘探要抓住机遇,迎接挑战 ,培养优秀的地质勘探技术人员 ,不断的推动技术革新,促进勘探技术的进步和勘探结果的创新。3.2 石油煤炭地质勘探技术的发展趋势只有明确 目标 ,加大力度 ,依靠先进 的科学技术 ,提高地质勘探的精度 ,保障地质勘查 的质量 ,才能推进石油煤炭地质勘探技术的创新。我们要沿着 “加强石油煤炭地质勘探 的基础研究 ,最大限度 的发现新的资源 ;不断加大资源综合勘探技术的创新力度 ,满足人们 对资源的需求 ;改 革石 油煤 炭地质勘探的科技体制 ,培养新型的精干高效 的地质技术创新队伍 ”这一基本思路 ,实现石油地质勘探技术的可持续发展。1)大力发展石油煤炭资源的综合勘探技术。要加强多元地质信息符合技术 的研究 ,建立高精度 的地质模型 ,从而提高地质勘探的精度 ,为地质报告研究提供一定的依据。2)组织开展新一轮的石油煤炭资源评价 。要运用新的地质理论和资源评价方法,研究并制定出一套科学的石油煤炭资源的评价理论和方法,并且要多开展一些基础评价 ,强调石油煤炭资源的用途,正确认识我国石油煤炭资源的潜力,建立石油煤炭资源的信息系统 ,不断促进石油煤炭地质勘探技术的革新,促进我国地质勘探技术的发展。3)加强清洁石油煤炭技术的地质基础研究。其核心技术是洁净煤技术 ,与煤岩学、煤化学等基础理论结合在一起 ,并且利用地质地球化学 的角度进行分析 ,从而为勘探技术 的改进提供一定的依据。4)推进石油煤炭地质信息和3s技术产业化。发展石油煤炭地质勘查的主流程信息化,实现地质勘探技术的采集、研究的信息化 。加强高分辨率卫星图以及数字宇航摄技术的运用 ,促进地质范围以内,密度全部大于3.29g/cm ,相对密度大于95.7%。表面上的颜色一致均匀 ,没有任何斑点。2)相分析。通过x射线衍射检验说明 ,试块样 品中可能含有ZnS(2H—f0r珊)、ZnS(10H+8H)、磷石英和方石英相 ,没有出现其它杂峰。靶材 中各相组成均达到了镀膜的要求 。3)热等静压适用工艺制度 :加压介质是氩气。加热时温度为1100℃,压强是 120MPa,一个小时的保温保压。4)热压 较好 的工艺制度 :室内温度到 1050~C之间 ,每分钟2℃一5。c升温速度 ,开始在600~C时加压 ,30分钟的保温保压之后直接进行卸压。4结束语本文简要介绍了电子靶材的热等静压与热压工艺 ,经过研究两种工 艺都能够生产出符合要求的靶材 ,满足 了使用溅射 的要求。参考文献[1]努力古.溅射靶材的制备及发展趋势[J].新疆有色金属,2008,5.【2】刘志坚.溅射靶材的应用及制备初探fJ】.南方金属,2009,6.作者简介陈卫 飞 (1978一 ),男 ,湖南株洲人 ,本科 ,工程师 ,研究方 向ITO、靶材、有色金属材料。量 的增加和产品流通的活跃 ,我市农产品市场流通体系已远远不能满足市场需要 ,销售渠道单一 ,冷藏、储运设备落后 ,制约 了产品外销市场的拓展。建议在市场建设,预冷库、冷藏车配备以及品牌打造等方面给予大力扶持。3)支持建设市级农产品质量安全检测中心 。农产品质量安全事关 民生 ,事关农业发展和农 民增收的大事 。但是 ,固原市农产品质量安全检测工作 由于检测设备简陋 ,检测人员水平低 ,经费不足 ,农产 品质量安全还存在着很大 隐患 ,建设固原市农产 品包括畜产品为一体的农产品质量安全检测中心势在必行。建议 自治区支持建设 固原市市级农产品质量安全检测中心。以开展质量安全监测监控,保证品牌农产品质量安全 。参考文献【1宁夏中部干旱带及南部山区设施农业发展建设规划【M】.[2]固原市设施及旱作节水农业发展规划[M].作者简介孙丽琴 (1968一 ),原州区人,宁夏大学农学系本科 ,1986年参加工作时间,现为农艺师,从事农业技术推广工作 。勘探技术 的发展。4结束语总而言之 ,地质勘探技术对矿产资源 、能源资源的勘探具有着重要的作用,直接影响着资源的勘探 、开发和综合利用。虽然我国的地质勘探技术在短时间内取得了巨大的进步 ,研究了一系列地质勘探工程的新技术 、新方法、新设备。但我们还要意识到其存在的问题,要通过一些具体措施,使我国的地质勘探技术走向更加完善的发展趋势 ,从而不断满足我国经济快速发展对资源、能源的需求。参考文献[1]定武.谈现行地质勘探工作改革的几个问题册.地质与勘探,2OlO,4.【2】王树江.浅谈地质勘探技术发展啊.民营科技,2010,10[3】姚振义.煤 田地质与勘探方法阴.中国矿业出版社,2Ol1,6.是否可以解决您的问题?

随着科学技术的进步和发展,钻探技术也取得了很大的发展并且积累了不少 经验 。我整理了地质钻探技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下! 地质钻探技术论文篇一 地质钻探技术浅探 摘要:钻孔结构是指开孔至终孔孔身口径的变化。换径次数愈多,钻孔结构越复杂,反之越简单。钻孔结构的选择,要充分考虑矿区的岩石性质、水文地质条件、终孔口径、钻孔深度、钻进 方法 、钻孔用途等因素。 关键词:地质钻探;地质条件;技术探讨 Abstract: Borehole structure refers to change the final hole section diameter. Change the size of more times, borehole structure is more complex, and simpler. Borehole structure choice, should fully consider the factors of mining rock properties, hydrological and geological conditions, the final hole diameter, hole depth, drilling methods, drilling applications. Keywords: geological drilling; geological condition; technology study 中图分类号:TU74 引言:随着科学技术的进步和发展,钻探技术也取得了很大的发展并且积累了不少经验。诸如小孔径钻进、裸眼钻进、金刚石钻进,以及液压拧管机、活动工作台和集装箱运输的推广和使用等,促进了钻探工程的优质高效、安全低耗的发展。为了更好地发展钻探技术,应该从实际出发制订一个切实可行的发展规划。即从现有的技术和生产的实际需要出发,认真抓好适合各种地质要求的钻头、防斜纠斜钻具、取芯工具的使用和钻探设备的研制,促进钻探技术的发展 一、钻孔结构选择示例勘探某金属矿床时,设计孔深700米, 采用金刚石钻进,地质剖面包括以下层位:(1)0至100米为可钻性1-7级的岩石,该段全漏水不循环;(3)100至700米为可钻性9至10级的稳定岩石;(4)地质取样要求以59mm终孔。试确定该钻孔结构。[分析]从已知条件,自160米至终孔适于一径到底,不下套管;分析地质剖面,该钻孔下孔口管和一层套管即可;为封闭漏失层,套管下放深度为120-130米,管鞋伸进稳定层10至20米,套管直径为73mm,因此该孔段须用76mm钻进;孔口管长18至20米。直径89mm,因此开孔取91或110mm。 二、硬质合金钻进 1概念 将具有一定强度和形状的硬质合金,按钻进要求固定于钻头上,在一定的技术条件下,作为切削具破碎岩石的一种钻进方法。2钻探对硬质合金的要求合金钻进是靠固定在钻头体上的硬质合金来破碎岩石的,而各种岩石都具有一定的强度和研磨性,钻进时钻头上受力也很复杂,因此,所使用的硬质合金应具有如下性能:①硬度大且耐磨性强。便于钻头能有效地切入或压入岩石,并能抵抗岩石对硬质合金的磨蚀作用。②抗弯强度大且韧性好。便于能承受破碎岩石过程中各种变化的负荷而不至于崩刃和碎裂。③热硬性好而导热性高。钻进中孔底会产生很高的温度,因此要求较高的热硬性,而且在冲洗液中易于释放热量。④成型性好,容易镶焊在钻头体上。地质勘探用的硬质合金主要是钨钴合金,这类合金其性能满足上述要求。3硬质合金钻头钻探用的硬质合金钻头的结构合理与否直接影响到钻进效率、钻头寿命、钻孔质量以及材料成本,因此要认真对待合金钻头的结构要素的研究与选择。它一般分为二大类:取心钻头和全面钻头。地质勘探中一般都只采用取心钻头。①钻头体:它是镶嵌切削具的基体,用D35或D45号无缝钢管制成,针状合金钻头的内外出刃应与相应的金刚石钻头一致,钻头体长度不得短于95mm,其中丝扣部分长度40mm,钻头钢体壁厚7至9mm,过厚克取岩石面积大,消耗功率多,过薄影响强度而容易变形。壁厚在保证足够强度与刚度的条件下力求减小,以使克取面积减少以提高钻进效率。②合金镶焊数目和排列形式:应根据岩石性质、钻头直径、合金质量、钻具强度和设备功率等因素来确定。钻头直径大、孔较深、岩石硬度大和研磨性较高时,合金数量要适当增加。地质勘探中常用的数量如下表所示。钻头规格(mm)合金数量(个)岩石性质 36 46 59 76 91 110 130 150研磨性较强的岩层 3-4 3-4 4-6 6 6-8 8-10 10-14 12-14弱研磨性岩层 3-4 3-4 4 4-6 6 6-8 8 10在排列形式上一般采用均匀单环排列。③切削具的出刃:主要是底、内、外三种出刃。其中底出刃起切入并破碎岩石的任务,大出刃利于破碎岩石和冲洗液流通,但过大容易造成崩刃与折断;内外出刃主要是形成环状间隙,以保证冲洗液流通,较大的内外出刃会导致钻头回转阻力增大,容易崩刃折断,但有利于排粉和减少岩心堵塞的机会,太小了则容易造成岩心堵塞和影响排粉效果甚至会造成糊钻等不良现象。因此,出刃的大小应根据岩石性质来考虑,实际工作中可参考下表进行选择。岩石性质 内刃(mm) 外刃(mm) 底刃(mm)松软、弱至中等研磨性岩石 2-3中硬、强研磨性岩石 1-2 1-2 ④镶焊角:合金颗粒与钻头唇面的夹角,一般采用正前角镶焊,这种镶焊切削具有自磨作用也有利于排粉,但所需轴向压力要较其他方法大些。⑤水口及水槽:起到冲洗液流通冷却钻头和携带岩粉的作用,其形状与大小应根据岩层性质、钻头结构形式、冲洗液种类的不同而考虑。一般地,水口面积的总和要大于钻头与岩心之间或钻头与孔壁之间的环状面积,以减少循环阻力。 三、合金钻进技术参数 合金钻进的技术参数主要包括钻压、转速和冲洗液量。它们对钻进效率、钻孔质量、磨料消耗、施工安全等直接有关系。在操作过程中,应根据岩石的物理机械性质、钻头结构、钻探设备和钻具的可能性以及钻孔质量要求等条件来合理掌握,并通过实践当中进行修正、 总结 出适合矿区的最优钻进技术参数。①钻压:合理的钻压应该既保证钻头耐久性又获得最大的平均机械钻速。在 其它 条件不变的情况下,在一定范围内,钻速随着钻压的增加而成比例地增加。实践证明:钻速的提高主要是依靠钻头压力的增加来实现。但压力过大会导致崩刃、钻具折断、钻孔弯曲、软岩层中容易烧钻等事故。钻压可通过下式进行计算:钻头总压力 = 每颗切削具上应加的压力(如柱状合金70-120kgf/颗) X 钻头上切削具的颗数实际工作中应该根据所钻的岩层性质而选择的合金切削具型式和钻头的排列与数目进行初步计算,同时在施工中不断总结出最优的钻压。②转速:钻具转速有二种表示方法,一是钻头每分钟的回转数(转/分),另一个是用钻头的圆周速度V(米/秒)来表示。V = [π(D + D1)n ]/(2X60)生产实践表明:在一定条件下,提高钻头转速可增大钻速,但超过最优值后反而随转速的增高而使钻速降低。一般情况下,在软至中硬岩中钻进时,可采用较高的转速;在坚硬和强研磨性岩石或非均质和裂隙发育的岩石中钻进,则应降低转速;深孔或大口径钻进也应降低转速。③冲洗液量:冲洗液量的大小应根据岩石性质和钻孔直径等因素而定。一般地,在软岩层中钻进因进尺快所产生的岩粉多而选择较大的冲洗液量;在岩石颗粒粗比重大的岩层钻进也应相应加大冲洗液量;在大直径孔、深孔钻进时,钻杆和孔壁渗漏多也应加大冲洗液量;而在松散、破碎地层钻进,为防止冲蚀岩心和冲垮孔壁,应选择较小的冲洗液量。冲洗液量Q的大小一般用经验公式进行计算:Q = KDK—经验系数(6—15l/)D—钻头直径(cm)实际钻进工作当中,各参数之间有着密切的联系,要达到合理的配合,其配合关系大致如下:岩石 钻压 转速 冲洗液量研磨性大的硬岩石 大 小 小裂隙岩层 小 小 相应地小软岩 小 大 相应地大设计中可根据下面的技术参数表的数据范围内根据矿区地层岩性特点加以选择,同时应在实际工作中摸索出适合矿区地层的最优技术参数。不同岩层钻进技术参数范围表岩石级别 钻进技术参数钻头压力 转速(rpm/min) 泵量(L/min)取心钻头(kg/粒) 刮刀钻头(kg/cm)1~4级 50~60 100~120 200~350 >805~6部分7级 80~120 120~150 150~250 >80注:(1)针状硬质合金块每块能承受的压力为150~200kg;(2)100型钻机的泵量,以水泵最大有效排水量送给。(3)刮刀钻头单位压力(kg/cm)中的cm,系指钻头直径。 四、合金钻进注意事项 采用合金钻进,除了合理选用钻头结构和钻进技术参数外,还必须有正确的操作方法,才能达到提高钻进效率和钻头使用寿命的目标。因此,应注意以下几方面:①新钻头入孔内,应离孔底米以上并轻压慢转扫至孔底,以防止新钻头被挤夹住。扫孔时速度要慢,以防止合金崩刃或因孔底有残留岩心而堵塞。②要经常保持孔底清洁。孔内的岩粉、崩落的合金须及时捞取,孔内有残留岩心在米以上或有脱落岩心时不得下入新钻头。③为保持孔径一致,钻头应排队使用。原则是先用外径大内径小,后用外径小内径大的。④正常钻进压力要均匀,不得无故提动钻具,并随着合金的磨钝逐步加大压力。发现岩心堵塞时要及时处理,无效时立即提钻以防止孔内事故。⑤合理掌握好回次进尺时间。合金钻进时因磨料逐渐磨钝而出现钻孔缩径和钻速逐步下降,因此,为避免下一回次的扩孔、起下钻时间和提高回次效率,应当确定合理的回次进尺时间,这是提高钻速的有效 措施 之一。可通过计算法或作图法进行现场确定,各矿区地层情况不一,在此无法具体给出数据。 五、结语 总之,各参数的合理配合要结合实际情况加以摸索、总结,不断积累经验,逐步丰富和完善矿区的钻进工艺规程。 地质钻探技术论文篇二 地质钻探技术发展研究 [摘要]在分析了目前我国地质工作对钻探技术的需求以及地质钻探技术现状的基础上,提出了我国地质钻探技术的远期、中长期、近期发展目标,明确了近期研发工作的重点和计划,并强调了科技创新,新方法、新技术的推广应用的重要性和加强探矿工程专业委员会作用的问题。 [关键词]地质工作 地质钻探技术 发展目标 技术创新

工程地质勘察报告的论文

随着个人的文明素养不断提升,报告与我们愈发关系密切,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。那么,报告到底怎么写才合适呢?以下是我收集整理的工程地质勘察报告的论文,仅供参考,欢迎大家阅读。

论文摘要: 公路工程地质勘察报告是公路路基、构筑物设计和施工的重要依据。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料,做到内容齐全,论据充足,重点突出,正确评价公路构筑物的场地条件、地基岩土条件和特殊问题,为公路工程设计和施工提供合理适用的建议。

论文关键词 :公路工程地质勘察报告报告编写

公路工程地质勘察报告是公路工程地质勘察的最终成果,是公路路基及构筑物地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同。下面谈一谈有关公路工程地质勘察报告的编写工作。

一、公路工程地质勘察内容

1.路线工程地质勘察。主要查明与路线方案及路线布设有关的地质问题。选择地质条件相对良好的路线方案,在地形、地质条件复杂的地段,重点调查对路线方案与路线布设起控制作用的地质问题,确定路线的合理布设。

2.路基、路面工程地质勘察。在初勘、定测阶段,根据选定的路线位置,对中线两侧一定范围的地带,进行详细的工程地质勘察,为路基路面的设计与施工提供工程地质和水文地质资料。

3.桥涵工程地质勘察。按初勘、详勘阶段的不同深度要求,进行相应的工程地质勘察,为桥涵的基础设计提供地质资料。一是对各比较方案进行调查,配合路线、桥梁专业人员,选择地质条件比较好的桥位;二是对选定的桥位进行详细的工程地质勘察,为桥梁及其附属工程的设计和施工提供所需要的地质资料。

4.隧道工程地质勘察。隧道多是路线布设的控制点且影响路线方案的选择。通常包括两项内容:一是隧道方案与位置的选择,包括隧道与展线或明挖的比较;二是隧道洞口与洞身的勘察。

5.天然筑路材料工程地质勘察。筑路材料勘察的任务是充分发掘、改造和就近利用沿线的一切材料对分布在沿线的天然筑路材料和工业废料,按初勘和详勘阶段的不同深度进行勘察,为公路设计提供筑路材料的资料。

二、报告的编制程序

1.外业实物工作量的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是试验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点

(钻孔)工程地质平面图。

2.对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与试验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和试验资料相矛盾。

3.对整个报告进行框架结构规划。由于公路工程地质有其特殊性,属于多专业合作工程。因此,对整个报告提前进行整体框架结构规划是十分必要的。

4.编绘钻孔工程地质综合柱状图。柱状图中标明各层的地质年代、成因类型、承载力基本容许值、摩阻力标准值和地下水位及地质描述。

5.划分岩土工程地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。另外应注意,工程地质层的划分,不是越细越好,当然也不是越粗越好,除了遵循一般的划分原则之外,还应结合工程对象进行划分。在正确划分出工程地质层后,编制分层统计表。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。

6.编绘工程地质纵断面图和其他专门图件。公路工程地质纵断面图是公路工程地质勘察报告的重要组成部分,对公路工程的设计和施工有着重要意义。

7.编写工点工程地质勘察报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。

8.编写全线工程地质总说明书。总说明书是报告的核心框架,它全面地分析了整条路线的工程特征,是设计人员掌握全线地质情况的指南。

三、全线工程地质总说明书论述的主要内容

一个完整的全线工程地质总说明书应由下面几部分组成:

1.前言:要叙述工程概况、勘察的目的和任务,勘察依据、勘察的方法和完成的工作量。本部分重点要注意的是:公路的等级,勘察所属阶段,编制报告所使用的规范、规程一定要保证是现行版本,已经废弃的规范不能作为勘察依据。

2.工程地质条件:自然地理、气象和水文条件、地形地貌、区域地质构造、区域地层岩性、工程地质分区。地震活动性和抗震设计主要参数、沿线不良地质和特殊性岩土问题、水文地质特征。

3.岩土的主要物理力学指标:本部分主要是把整条路线的岩土参数,按照岩土形成时间、成因及性质进行数据分类统计分析,然后依据分析结果对各类岩土进行概括性评价。

4.工程地质评价:包括勘区稳定性和适宜性的评价、重点工点工程地质评价和路线方案评价。对于路线方案的比较,主要根据各路线方案所经地区的地质情况的差异进行比较分析,最终推荐出地质情况相对较好的路线方案。

5.沿线天然筑路材料:取土场要依据有关规范的要求,根据土料强度CBR、含水率W、液限WP、塑性指数Ip等参数对料场质量进行评述。

6.结论及建议:结论是勘察报告的精华,一般包括以下几点:

(1)区域地质构造单元、地震参数和建筑适宜性的评价;勘区不良地质、特殊性岩土的分布及地质灾害对工程影响的大小;

(3)重要构筑物的地基情况、基础形式及其他处理措施;

(4)勘区内的`地下水及地表水的腐蚀性评价;

(5)路线方案的评选;

(6)其他需要专门说明的问题。

7.附表及附图:全线工程地质总说明书的附表和附图主要包括:完成工程量一览表、地震液化判别计算表、水质评价表、水质分析报告、路基分段说明表、不良地质地段表、区域地质构造图、路线工程地质平面图、路线工程地质纵断面图、取土场工程地质柱状图、路基工程地质柱状图等。

四、工点工程地质勘察报告的内容

应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况确定,主要包括以下内容:

1.拟建工程概述,介绍拟建构筑物的地理位置、中心里程和规模。

2.勘察方法和勘察任务布置,介绍本工点所使用的勘察手段及布设工作量的多少。

3.地质地貌概况,应从以下三个方面加以论述:

(1)地质结构。主要阐述的内容是:地层

(岩石)、岩性、厚度;构造形迹,路线所经地区的构造状况,构造与线路关系及影响程度;岩

层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度;地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分;

(3)不良地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质现象。

4.地基岩土分层及其物理力学性质,这一部分是工点工程地质勘察报告着重论述的问题,为工程地质评价、基础类型和地基处理方案建议提供基础数据。下面介绍分层的原则和分层叙述的内容:

(1)分层原则。土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分;岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理,厚度小而反复出现可作互层处理。

分层编号方法。常见三种编号法:第一,从上至下连续编号,即①、②、③……层;第二,土层、岩层分别连续编号,如土层Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……岩层Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……第三,按土、石大类和土层成因类型分别编号。如某工地填土1;冲积黏土2-1、冲积粉质黏土2-2,冲积细砂2-3;残积可塑状粉质黏土3-1、残积硬塑状粉质黏土3-2;强风化花岗岩4-1,中风化花岗岩4-2,微风花岗岩4-3。目前,大多数分层是采用第一种方法,并已逐步地加以完善。总之,地基岩土分层编号、编排方法应根据勘察的实际情况,以简单明了,叙述方便为原则。

(3)分层叙述内容。对每一层岩土,要叙述如下的内容:

分布:通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。

埋藏条件:包括层顶埋藏深度、标高、厚度。

岩性和状态:土层,要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等;岩层,要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩心完整程度;裂隙的发育情况,要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况;关于岩心的完整程度,除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外,还应描述岩心的形状,即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。

取样和试验数据:应叙述取样个数、主要物理力学性质指标。对叙述的每一物理力学指标,应有最大值、最小值、平均值和经数理统计后的修正值。

原位测试情况:包括试验类别、次数和主要数据。也应叙述其最大值、最小值、平均值和经数理统计后的修正值。

承载力:据土工试验资料和原位测试资料分别查算承载力基本容许值和摩阻力标准值。

5.地下水简述:地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中一般涉及有关地下水的参数有:

(1)地下水埋藏条件:是孔隙水,或是裂隙水,或是岩溶水;是承压水,或是潜水,或是滞水,或是层间水,含水岩组的岩性,渗透性大小空间分布特征。地下水的动态:水位水量随年度、季节等时段的变化规律和幅度大小,水质变化情况,径流方向的变化。

(3)补径排条件:补给区在哪,补给量多大,补给范围多大;径流区在哪,径流量多大,径流方向如何;排泄区在哪,排汇量多少。

(4)水质特征:一般性指标,腐蚀性指标,特殊指标

(如矿泉水)。

6.场地稳定性和适宜性的评价:场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务。应从以下几个方面加以论述:

(1)场地所处的地质构造部位,有无活动断层通过,附近有无发震断层;地震基本烈度,地震动峰值加速度;

(3)场地所在地貌部位,地形平缓程度,是否临江河湖海,或临近陡崖深谷;

(4)场地及其附近有无不良地质现象,其发展趋势如何;

(5)地层产状,节理裂隙产状,地基土中有无软弱层或可液化砂土;

(6)地下水对基础有无不良影响。报告对场地稳定性作出评价的同时,应对不良地质作用的防治,增强建筑物稳定性方面的措施提供建议。

7.其他专门要求,论述的问题对于设计部门提出的一些专门问题,报告应予以论述。

8.结论与建议。一般来说,上列概述、地基岩土分层及其物理力学性质、地下水简述和结论与建议等四项,是每个勘察报告必须叙述的内容。总之,要根据勘察项目的实际情况,尽量做到报告内容齐全、重点突出、条理通顺、文字简练、论据充实、结论明确、简明扼要、合理适用。

9.对于公路工程中的收费站及服务区的勘察及报告编写,属于工业与民用建筑范畴,要依据现行版的《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑地震设计规范》和其他相关规范。

五、工程地质图表编制要点

1.综合工程地质平面图,在总说明中的附图,要求提纲契领,应纲要性标出各种工程地质现象,或可作专门图件,不能图省事以“路线工程地质平面图”来替代“综合工程地质平面图”。

2.勘探点平面布置图,勘探点平面布置图是在地形图上标明工程构筑物、各勘探点、各现场原位测试点以及勘探剖面线的位置,并注明各勘探点、原位测试点的坐标及高程。该图应在较大比例尺的工程地质图上进行编制,地形地貌复杂时应专门作测绘工作。

3.钻孔柱状图,反映场地的地层变化情况,在图上应标明地层代号、岩土分层序号、层底深度、层底标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在柱状图的上方,应标明钻孔编号、里程、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用整比例,如1∶100或1∶150。

4.工程地质剖面图,此图是作为地基基础设计的主要图件。其质量好坏的关键在于:剖面线的布设是否恰当;地基岩土分层是否正确;分层界线,尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理;剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。理论上剖面比例尺的选择,应尽量使纵、横比例尺一致或相差不大,以便真实反映地层产状,但由于公路工程中的构筑物一般呈条带状,如大中桥等,致使纵、横比例尺一般相差较大,一般横比例尺采用

(1∶2000),受报告篇幅影响,纵比例尺一般采用

(1∶200)~

(1∶500),具体比例要按钻孔的深度而定。在剖面图上,必须标上剖面线号,如6-6′或F-F′。剖面中各孔柱,应标明分层深度、钻孔孔深和岩性花纹,以及岩土取样位置及原位测试位置和相关数据。在剖面图旁侧,应用垂直线比例尺标注标高,孔口高程须与标注的标高一致。剖面上邻孔间的距离用数字写明,并附上岩性图例。

5.土工试验成果表,主要有抗剪强度曲线、压缩曲线等,一般由土工试验室提供。

6.现场原位测试图件,包括载荷试验、标准贯入试验、重型动力触探试验、十字板剪切试验等的成果图件。

7.桩基力学参数表,如果建议采用桩基础,应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力,并考虑桩的入土深度确定桩端土承载力。除上述附表之外。有的分层复杂时,应编制地基岩土划分及其埋藏条件表。

8.其他专门图件,对于特殊地质条件及专门性工程,根据各自的特殊需要,绘制相应的专门图件等。

六、结语

本文简单介绍了公路工程地质勘察报告的编制方法,由于公路工程的勘察阶段较多,线路工程所跨越的地质单元繁杂,一般每个工程对报告的编制都会有特殊的要求,因此本文很难将各种情况一一尽述,更详尽的内容,有待于进一步论述。

参考文献

公路工程地质勘察规范(JTJ064-98)[S].工程地质手册(第四版).

钱让清.公路工程地质(第二版)[M].中国科学技术大学出版社,2005.

韦枝桂,吴茂富.浅谈岩土工程勘察报告的编写工作[J].西部探矿工程,2004,(4).

煤田地质与勘探杂志编辑部

(1)《煤田地质与勘探》被以下数据库收录:CA 化学文摘(美)(2011)CBST 科学技术文献速报(日)(2009)中国科学引文数据库(CSCD—2008)核心期刊:中文核心期刊(2008)中文核心期刊(2004)中文核心期刊(2000)中文核心期刊(1996)中文核心期刊(1992)期刊荣誉:中科双效期刊综合影响因子 (2)《地质科技情报》被以下数据库收录:CA 化学文摘(美)(2011)Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2011)中国科学引文数据库(CSCD—2008)核心期刊:中文核心期刊(2008)中文核心期刊(2004)中文核心期刊(2000)中文核心期刊(1996)中文核心期刊(1992)期刊荣誉:Caj-cd规范获奖期刊综合影响因子 (3)评价两者都是中文核心期刊,均被CA收录,但就影响因子而言,《地质科技情报》优于《煤田地质与勘探》,但前者是侧重综合地质类,后者侧重煤炭地质,这也要看楼上发表的论文关于什么方面,才好选择!

煤化作用历程是影响煤性质及结构的重要因素之一。苏联学者波格丹诺娃[1]对典型热变煤( 通古斯煤田煤) 与深成变质煤( 顿巴斯煤田煤) 所作对比研究表明: 热变煤具有 H/C低、碳含量低、发热量低、粘结性较差等特点。我国晚古生代煤田区域热变质作用广泛发育,豫西煤田可作为典型代表。笔者选取煤田中部济源、焦作、新密、临汝及平顶山五个矿区不同变质程度的热变煤作了工业分析与元素分析,傅立叶变换红外光谱、顺磁共振、热解色谱、有机差热及 X-衍射分析,经与四川中梁山的典型深成变质煤对比研究,探讨了区域热变质作用对煤性质及结构的影响特征。

一、煤变质作用背景

豫西煤田石炭二叠纪含煤地层为一套海陆交替相含煤建造,其煤变质分带是以围绕济源、焦作及永城无烟煤为中心,呈北西西向椭圆形环带状分布( 图 1) ,其形成是在深成变质的基础上迭加了区域热变质作用的结果。根据区域地质特征,煤变质史可明显分为两个阶段: 深成变质作用阶段与热变质作用阶段。前者从煤层形成始,延续到侏罗纪早期,盆地沉积中心在焦作济源一带,山西组二1煤达瘦煤阶段,新密达焦煤阶段,朝川达气煤阶段( 表1) 。整个燕山期属热变期,据煤 系地层中热液石英脉均一法包体测温,在异常古地热流影响下,济源矿区古地温曾高达 350℃,新密 260℃,朝川 190℃,平顶山十二矿 160℃,这种古地温场是造成目前煤变质分布的原因。

四川中梁山龙潭组K1煤层属典型深成变质煤,所受最高古地温从未超过140℃[2],根据卡委尔图解推算(现在地温梯度℃/100m,年平均气温20℃),R°max为,与实测镜质组反射率(R°max为)相近。聚煤环境为潟湖-海湾[3],与豫西煤田山西组二1煤相同。

图1 豫西地区山西组二1煤煤变质分带

表1 豫西煤田煤变质特征(二1煤为例)

二、实验样品

区内研究样品取自煤田中部的济源、焦作、新密、临汝及平顶山五个矿区,包括山西组二1煤,太原组一1煤及下石盒子组五3煤。镜质组最大反射率R°max从到。为排除煤岩成分及无机矿物对分析结果的影响,样品均为手选镜煤,除工业分析、元素分析样品外,其他分析样品破碎到。用浓度为10%的盐酸处理6小时。经镜检,均质镜质体含量均超过93%,矿物含量不到。样品特征详见表2。

表2 样品特征

三、实验结果与讨论

从煤的元素分析与工业分析结果(表3)来看,等变质程度(以R°max%为准)的热变煤与深成变质煤相比(5#、6#),Vr低,Ht低,H/C低;而元素组成相近的热变煤与深成变质煤相比(3#、5#),具有Vr高,R°max%低的特征。

表3 镜煤的工业分析与元素分析

(一)热变煤的FTIR光谱特征

随煤化程度的增高,区内热变煤FTIR光谱体现了有规律的变化(图2,图3)。

图2 热变煤的FTIR光谱图

图3 热变煤的P1、P2与R°max关系图

第一,反映芳香烃结构的3020cm-1与890~700cm-1吸收峰,呈有规律的增强,到中变质无烟煤阶段(11#)除870cm-1峰有微弱显示外,其他均消失。

第二,代表脂肪烃的吸收峰2920、1460、1375cm-1随煤级的变化是复杂的:2920cm-1逐渐减弱,而1460、1375cm-1在焦煤(3#)中最强,到无烟煤阶段(11#)消失。一般认为,P1代表芳香烃与脂肪烃的相对比例[5]、[6],P2是芳香缩合程度的指标[4]。这两个参数随煤级的增高而增加。

第三,出现在1100~1330cm-1宽频带区域的含氧基团振动峰在肥煤阶段还相当明显,到焦煤中已很弱,与煤中芳香烃含量的变化正好相反。有人认为,煤的热变质作用最初化学反应是芳烃取代苯环上的含氧基团。

第四,在1710cm-1附近的频带,代表煤中C==O伸缩振动,在贫煤中还存在,可能是煤中残存的醛酮结构,在1650cm-1处有一个不断增加的叠加峰,可能是螯形结构的醌基[7]。

高变质无烟煤的红外光谱是一条平滑倾斜的曲线,这并不代表煤中不再存在芳香烃结构,而是由于煤分子结构高度芳香化,烃类结构不能显示原有性质所致。

表4的结果表明,即使朝川煤的煤级明显比中梁山煤低,但其P1,P2值均大得多,这说明在热变煤分子结构单元中,氢原子多集中在芳环上,且具较大芳香度。在900~650cm-1代表芳香烃面外弯曲振动的吸收峰,朝川煤也强得多,但出现在1100~1350cm-1范围内含氧基团的吸收峰则刚好相反(图4),中梁山煤出现了1335、1264、1164、1087cm-1几个明显峰,而朝川煤仅有1327、1204、1115cm-1三个弱峰,这与其元素分析中含氧量低相吻合。一般醇C==O伸缩振动吸收峰出现在1200~1000cm-1之间,而酚出现在1300~1200cm-1范围内[8];在焦煤阶段,含氧官能团主要以OH形式存在[9]。结合这两方面理解,可以认为中梁山煤以醇形式存在的OH基占有一定比例,而朝川煤主要以酚的形式存在。

由于FTIR光谱的高度精确性,据Peter[10]的研究,在2917与1600cm-1附近两峰的位置与温度作用有关,随煤受温的增加,均向低波数移动。区内热变煤受温较高,这二峰均处于较低波数(表4)。

综上所述,可得出初步结论:热变质煤与深成变质煤在结构上具有明显的区别。在热变煤中,碳以较大比例存在于芳环中,氢多集中在芳环上,含氧官能团少,主要以稳定的OH(酚)形式存在;在深成变质煤中,还有COOH、CHO基团。区域热变质作用促使C、H向芳香稠环移动,并逐步取代芳香环上的含氧基团。

表4 朝川煤与中梁山煤FTIR光谱定量解释结果

注:3号样品:P1=I3054/I2917=,P2=I1604/I1439=,

5号样品:P1=I3054/I2923=,P2=I1605/I1442=。

图4 朝川煤与中梁山煤FTIR光谱图

(二)热变煤的ESR特征

应用ESR研究煤可取得三个有益的参数:自由基度浓度(Ng)、共振峰宽(ω)及自由基信号的位置(g因子)。前者反映煤中自由基的绝对数量,后两者反映自由基所处的化学环境。将本区热变煤ESR结果与美国煤田煤[11]对比,发现两点有趣的的规律(图5,表5):

图5 热变煤与美国煤Cr-Ng对比图

表5 ESR分析结果

第一,本区煤的自由基浓度比美国煤高~个数量级,最大值出现在左右,体现了明显超前(美国煤在Cr94%左右)。

第二,美国煤的g值在以上,而本区煤多在以下,明显偏小,且共振峰线宽度也明显的窄。

煤变质程度相近的本区煤与中梁山煤相比,亦体现自由基浓度大,g因子与线宽小的特征(表5)。

上述现象的出现与本区煤的热变质作用是分不开的。对煤中自由基的来源,A.马尔香[12]作过精辟的论述,他认为是煤分子在热解过程中,小分子脱落而在母体上留下的“疤痕”。中梁山K1煤所受古地温从未超过140℃,而区内与其变质程度相近的热变煤受温在190℃以上。在较高温下的热变质作用增强了分子缩聚反应,促使小分子脱落成自由基,它们以更大程度集中在芳香环上,稳定性大,这必将导致煤中自由基浓度大。同样,热变煤中杂原子少,自由基与H、O关系小,而多集中在芳香环上,因而线宽、g值低。

随煤级增进,煤中稳定自由基迅速增加,当达到一定数量级时(1020个/克),其间距太小,则导致热变煤中上述“超前”衰减现象[12]。也有人认为,自由基浓度降低是在变无烟煤中形成自由电子的缘故[12]。

(三)热变煤的热解色谱特征

热解色谱是评价油源岩的简单可靠而有效的方法,最近用来研究煤的结构与性质也很有成效。热解色谱可获得四个参数[13]:

S1:代表煤中300℃前低温解析烃的含量,受外因条件影响大,意义有限。

S2:主要是450℃前煤受热解的析烃含量,也包括少量沥青质裂解产物。

S3:代表煤中含氧基团热解成CO2的含量。

Tmax:是S2对应的最高裂解温度。

表6是实验结果。本区热变煤与中梁山煤相比,Tmax大,S1、S2、S3均低。这与FTIR、ESR结果相一致。Tmax是煤级与有机质类型的综合反应,对于同类型有机质,它与温度呈正相关。因此,热变煤的Tmax较大。

表6 镜煤的热解色谱特征

S2受煤级、煤岩成分及还原程度的影响。据üller(1983)[13]的研究,S2在R°左右达最大值,随煤级进一步增加而明显减小。中梁山煤S2明显偏大的反常现象只能用变质条件不同解释。由于热变质作用,镜质组过早失去脂肪结构,而稳定性大的芳烃多,使煤象受过一次低温“热处理”,必然导致S2减少。

S3与煤中含氧量及存在形式有关,因在深成变质煤中,含氧量多,存在形式多样,故其S3明显偏大。

图6 朝川煤与中梁山煤有机差热分析图

(四)有机差热分析

中梁山煤与朝川煤有机差热曲线极为相似(图

6),选取三个参数作定量讨论:(1)两放热峰T1、T2的温度;

(2)第一峰高比第二峰高B1/B2;

(3)两放热峰对应的热失重比Q1/Q2。

从失重率与放热峰所对应温度来着,两者基本相同,但朝川煤B1/B2、Q1/Q2值比中梁山煤低得多(表7)。根据罗伯特等人实验结果[12],煤或干酪根在热解过程中,400℃前主要生成CO2、CH4、H2、N2等气体,有些则聚合成稳定性较大的芳烃,因此其第一峰较深成变质煤弱得多。

表7 有机差热分析结果

从图7中可见,朝川煤在400℃才开始失重,比中梁山煤高30℃,其在540℃前失重率比中梁山煤小。这表明,虽朝川煤Vr高,但其中有相当一部分在较高温下才能逸出,这与热变煤上述一系列特征是分不开的。

图7 朝川煤(3#)与中梁山煤

(五)热变煤的X-衍射特征

区内热变煤的X-衍射特征随煤级增高作有规律的变化(图8,表8)。

图8 镜煤的X-衍射图

表8 镜煤的X-衍射分析结果

注:La—层片直径;Lc—层片堆积高度;d1—面网间距(002);d2—面网间距(001)。

(1)(002)衍射峰不断变尖变窄,峰的位置向大衍射角方向移动,(001)衍射峰虽不强,但有明显显示,并向小衍射角方向移动。

(2)La迅速增大,Lc在中变质无烟煤阶段出现波状转折,d1值不断减小,d2值不断增大。

这些规律早在20世纪50年代Hirsh、Brown[9]就作过详细描述。值得注意的是等变质程度的热变煤与深成变质煤相比(表8),具有La大,d2大,Lc小,d1大的特征,特别明显的是La/Lc偏大。根据人工碳化实验[14]与室内模拟实验研究[15],温度的作用有利于La的增长,而Lc、d1则与压力关系密切,强大压力作用有利于煤晶核堆砌高度的增加,而减小芳香层片间的间距。中梁山煤的Lc、d1值相当于新登矿煤(9#),而d2、La值比朝川煤还小得多。这表明煤结构指标间的不协调性受煤变质因素的控制、热变煤与深成变质煤相比,其煤晶核呈较薄的方形。

四、结语

煤变质地质条件的可变性是导致煤光学性质、化学工艺性质及结构指标之间不协调发展的主要原因。在深成变质条件下形成的煤,那些与静压力密切相关的性质得到充分发展;而热变煤中,那些与温度相关密切的指标得到“优先”演化。与等变质程度的深成变质煤相比,热变煤所受古地温较高,加快了煤分子缩聚反应,致使其H/C低,Vr小,自由基浓度大;热解Tmax大,S2较小;差热失重温度较高;在煤晶核结构上,具有La大、d1大的特征。

煤的变质作用类型是影响煤性质及结构的重要因素之一。以往的工作对成煤植物、成煤环境及其他地质条件对煤质及其结构的影响研究得比较深入,而忽视了泥炭在转变成煤的漫长地质历史中煤化作用的条件对煤质的制约。我国晚古生代煤田煤变质类型多种多样,大多数在燕山期受到异常古地热流的影响,在深成变质的基础上叠加了第二次区域热变质作用,对中、高变质程度煤的形成起了主要作用。因此,加强这方面的研究,具有深远的理论意义与现实意义。

本课题得到我室实验室主任毛鹤龄工程师的大力支持;在采样工作中,得到河南省有关矿务局的大力协助;承蒙北京煤化所煤质室完成煤的工业分析与元素分析,北京石油规划院实验中心完成FTIR、热解色谱及有机差热分析,中国科学院生物物理所完成ESR分析,河南省地矿局物测中心完成X-衍射分析,核工业部第三研究所完成包体测温,在此一并致谢。

参 考 文 献

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[8]天津大学有机化学教研室.有机化学.北京:人民教育出版社.1978

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[16]武汉地质学院煤田教研室.煤田地质学(下册).北京:地质出版社,1981

(本文由肖贤明、任德贻合著,原载《煤田地质与勘探》,1988年第3期)

我认为,科研的话就是后者。前者应该是更实际一些。

好像以前有段时间是EI,现在是核心

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