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深部不可采煤层CO_(2)可循环利用的CCCUS技术构想
1
作者 梁卫国 阎纪伟 +3 位作者 朱帝杰 郭红光 公丽 牛栋 《煤田地质与勘探》 北大核心 2026年第1期80-93,共14页
【背景】我国深部不可采煤层资源量大,可封存的CO_(2)量十分可观,但简单地将CO_(2)封存在深部煤层,不仅需投入较高经济成本,也会造成深部煤炭资源的浪费,而利用微生物技术将深部不可采煤层封存的CO_(2)转化为CH_(4),可实现CCUS的反复循... 【背景】我国深部不可采煤层资源量大,可封存的CO_(2)量十分可观,但简单地将CO_(2)封存在深部煤层,不仅需投入较高经济成本,也会造成深部煤炭资源的浪费,而利用微生物技术将深部不可采煤层封存的CO_(2)转化为CH_(4),可实现CCUS的反复循环利用(circular carbon capture utilization and storage,CCCUS),其对资源与环境可持续发展具有十分重要的意义。【方法】深部不可采煤层中CCCUS技术思路是通过实验研究、理论分析与工程模拟等手段,揭示深部不可采煤层CO_(2)高效致裂增渗与驱替置换CH_(4)机理,研究深部不可采煤层复杂缝网建造与高效驱替CH_(4)控制机理,研发高温高压条件下深部煤层中液化秸秆高效制氢方法,提出深部煤层CO_(2)与液化秸秆生物转化CH_(4)技术路线,最终计算CO_(2)循环利用的经济性。【结果和结论】CO_(2)致裂深部煤层能够形成更加复杂的裂缝网络,增加微纳尺度孔裂隙的连通性,使甲烷的驱替效率提升,微生物能够将CO_(2)高效转化成CH_(4),提高了深部煤层中CO_(2)的转化效率。探究了CO_(2)致裂-驱替-生物转化CH_(4)作用下、煤储层孔裂隙结构演化规律,完善了深部不可采煤层CCCUS煤体结构演化与流体运移耦合作用理论,探索CCCUS对围岩稳定性和地质环境的影响规律及控制机制,丰富发展演变多孔介质传输多场耦合作用理论,获得了CO_(2)可循环利用的技术可靠性,定量表征了其经济性指标,为深部不可采煤层CCCUS创新技术实施提供重要理论基础,有力支撑我国能源革命与“双碳”目标实现。 展开更多
关键词 深部 不可采煤层 CO_(2)致裂-驱替-生物转化CH_(4) CCCUS理论 围岩稳定 地质环境
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基于煤相分析的煤炭直接液化性能评价方法:以宁东煤田鸳鸯湖矿区延安组主煤层为例
2
作者 魏迎春 董博 +5 位作者 曹代勇 贾煦 宁树正 张昀 李新 王鑫 《煤质技术》 2026年第1期1-11,共11页
为评价勘查阶段煤炭直接液化性能,采用“最差限制律”或“一票否决制”对直接液化用煤(烟煤)进行分级与评价。以显微煤岩组分为主线,结合煤质及地球化学特征,阐明煤岩煤质-煤相-直接液化行为之间的关系,提出基于煤相分析的煤炭直接液化... 为评价勘查阶段煤炭直接液化性能,采用“最差限制律”或“一票否决制”对直接液化用煤(烟煤)进行分级与评价。以显微煤岩组分为主线,结合煤质及地球化学特征,阐明煤岩煤质-煤相-直接液化行为之间的关系,提出基于煤相分析的煤炭直接液化性能评价方法,以宁东煤田鸳鸯湖矿区侏罗系延安组主采煤层为例,评价其直接液化性能。结果表明:不同沉积相控制下,单煤层煤相序列不同,河流相的2号煤层发育4个煤相旋回,湖泊三角洲相的6号煤层发育2个旋回;同一煤相旋回,不同煤层的煤岩和煤相参数变化基本一致,从下至上煤岩类型由亮煤或半亮煤变为半暗煤或暗淡煤,镜质组含量减少,惰质组含量增加,成煤植物由草本向木本过渡,沼泽水动力由弱到强,水介质总体上由还原转为偏氧化条件。潮湿草本沼泽相形成的煤适宜作为直接液化用煤;潮湿森林沼泽相形成的煤可作为加氢液化用煤;干燥森林沼泽相形成的煤不适宜作为液化用煤。基于煤相分析的煤炭直接液化性能评价方法,指出研究区2号煤层洗选后可作为液化用煤,而6号煤层不适宜作直接液化用煤。 展开更多
关键词 宁东煤田 鸳鸯湖矿区 煤相 煤炭液化 评价方法 液化性能
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煤炭地下气化技术背景下贵州省气电产业发展潜力
3
作者 汪凌霞 周泽 +3 位作者 易同生 秦勇 杨磊 孔维敏 《煤田地质与勘探》 北大核心 2026年第2期65-78,共14页
【目的和方法】为了持续推动煤炭地下气化产业发展,延伸合成气开发利用产业链,以贵州为例,基于该省煤炭地下气化资源评价成果及能源、电力结构现状,分析气电潜量,并运用情景模型,构建贵州气电(UCG-EG)产业情景三维分析原理模型,量化描... 【目的和方法】为了持续推动煤炭地下气化产业发展,延伸合成气开发利用产业链,以贵州为例,基于该省煤炭地下气化资源评价成果及能源、电力结构现状,分析气电潜量,并运用情景模型,构建贵州气电(UCG-EG)产业情景三维分析原理模型,量化描绘低、中、高、超高4种不同情景条件下的UCG产业发展前景,并提出地下气化-燃气发电技术进步双轮驱动模式下,UCG-EG产业可能经历的发展路径及发展潜力。【结果】(1)贵州省可气化煤炭资源总量达413.882亿t,全省UCG合成气潜量82.776 4万亿m^(3),在50%发电效率情景下发电潜量达80.475 2万亿kW·h;空间分布上,西部三大煤田构成全省煤炭地下气化(UCG)的核心载体,其中六盘水煤田可作为优先开发示范基地,织纳煤田适合构建“产气-发电-输电”一体化产业链,黔北煤田可实现合成气就近利用。(2)基于贵州省煤炭地下气化产气量测算,单炉产气水平(5万、15万和25万m^(3)/d)与情景炉数(300、600和1 200炉)的双重约束下,UCG年产气量最低为54.75亿m^(3),最高可达1 825亿m^(3)。(3)情景分析表明,到产业规模稳定阶段,2 000个UCG炉同时生产运行时,燃气发电量将与火电规模相当,可形成火力、气电、水电+新能源发电“三足鼎立”的新格局。【结论】创新性构建了3个核心分析模型,尤其是“政策-技术-市场多维度协同发展情景模型”,通过模型量化分析明确了贵州省UCG发电产业的“四阶段递进式”发展路径,可为地方政府布局能源产业提供理论与数据支撑,推动贵州乃至全国形成多元化能源格局,助力碳达峰碳中和(“双碳”)目标实现。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 气电潜量 情景模型 产业潜力 贵州
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重庆地区煤炭资源地下气化可行性分析
4
作者 杜云峰 《煤》 2026年第3期92-96,共5页
为响应“双碳”战略要求、推动煤炭资源高效利用及封存资源回收,基于煤炭地下气化技术日趋成熟的背景,分析了重庆地区现有煤炭资源开展地下气化利用的可行性。文章选取重庆南桐矿区典型煤矿作为研究对象,从煤种与煤质、煤层赋存条件、... 为响应“双碳”战略要求、推动煤炭资源高效利用及封存资源回收,基于煤炭地下气化技术日趋成熟的背景,分析了重庆地区现有煤炭资源开展地下气化利用的可行性。文章选取重庆南桐矿区典型煤矿作为研究对象,从煤种与煤质、煤层赋存条件、地质条件、水文条件、气化关键技术等多个核心维度,开展煤炭地下气化利用可行性分析。重庆南桐矿区典型煤矿在煤种煤质、煤层赋存、地质、水文及气化关键技术等维度均满足要求,适合开展煤炭地下气化实践,且可实现该矿区封存煤炭资源的高效利用。重庆南桐矿区典型煤矿具备开展煤炭地下气化的可行性,该技术应用不仅能高效回收当地封存煤炭资源,也为重庆地区煤炭资源的高效利用提供了技术支撑。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 典型煤矿 气化关键技术
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2023-2024年煤炭地下气化技术研究进展述评 被引量：5
5
作者 秦勇 易同生 汪凌霞 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第4期1-17,共17页
【背景】煤炭地下气化(UCG)技术产业化是保障清洁能源供给安全的一个可能解决方案,当前新一轮UCG技术探索热潮方兴未艾。【方法】系统梳理国内国际文献,评述2023-2024年期间UCG技术研究进展,分析UCG技术发展面临的主要挑战,提出未来重... 【背景】煤炭地下气化(UCG)技术产业化是保障清洁能源供给安全的一个可能解决方案,当前新一轮UCG技术探索热潮方兴未艾。【方法】系统梳理国内国际文献,评述2023-2024年期间UCG技术研究进展,分析UCG技术发展面临的主要挑战,提出未来重点探索方向。【进展】提出了基于UCG的煤炭能源开发利用变革性技术,认为发展UCG–煤层气资源–CO_(2)封存与利用(UCG–CBM–CCUS)协同高效联产工艺技术是推进UCG技术产业化的关键。UCG生产动态与过程控制研究重点范围有所扩大,完善了UCG传热传质模型和模拟方法并建立了UCG腔体生长过程主要参数数学模型,探讨了UCG生产行为对炉内温度、压力、气化剂配方、注气工艺的响应特点和变化规律,论证了UCG生产富氢气体的天然优势和成本优势,揭示声发射定位技术在UCG生产动态监控中的潜在多项功能。UCG安全研究关注重点集中在运行安全、地下水安全、地表沉降防控、碳减排4个方面,研究了UCG粗煤气爆炸特性、井筒喷淋降温措施和管材抗氢腐蚀特点,初步开发出耐高温回填新材料,提出了多种UCG地下水污染防控技术,形成多种UCG地面沉降及残余沉降预测方法,提出了UCG碳减排基本策略及“碳调减”主动减排策略。UCG地质约束与选区选址评价、井下关键装备与工具、技术经济性评价等方面研究进展显著,地质评价高度关注UCG工程行为对地层条件的响应,提出和论证了催化剂注入工艺、新型点火方式、外加电磁场激励加热、气化剂注入方式和工艺改进等新设想,成功研制可燃套管、连续管等关键装备工具,多种新工艺新技术设想颇具新意和潜在实用价值。研究展示了UCG粗煤气生产和利用的经济竞争力。首次实施UCGECBM(煤层气增产)高效联采新工艺现场技术验证。【展望】鉴于近期UCG现场实践揭示的重大问题,提出了UCG地质-工程一体化、施工技术水平提升、关键装备工具研发三大未来重点探索方向。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 技术策略 控制与安全 现场试验 进展 未来探索
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欠饱和煤层气藏储量平均地层压力和采出率计算方法 被引量：2
6
作者 石军太 张硕 +4 位作者 黄红星 曹运兴 陈明 王凯 吉义天宇 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期3991-4007,共17页
原始地质储量是煤层气开发的物质基础,平均地层压力和采出率是煤层气开采的主要评价指标。目前欠饱和煤层气藏原始地质储量评价方法多基于煤层气和水相物质平衡原理,考虑孔隙率和饱和度的变化,应用拟偏差系数Z^(*)将吸附气等效为游离气... 原始地质储量是煤层气开发的物质基础,平均地层压力和采出率是煤层气开采的主要评价指标。目前欠饱和煤层气藏原始地质储量评价方法多基于煤层气和水相物质平衡原理,考虑孔隙率和饱和度的变化,应用拟偏差系数Z^(*)将吸附气等效为游离气,所需参数众多,计算过程复杂;煤层气藏平均地层压力计算方法除了考虑气相的产出,还考虑了水相的产出,在计算过程中需要循环迭代计算气体偏差系数Z,计算过程繁琐。实际上,对于欠饱和煤层气藏,无需具备众多参数,计算过程也无需循环迭代计算气体偏差系数。首先基于欠饱和煤层气藏吸附气物质平衡原理,直接采用吸附气剩余储量与压力之间的关系,包括Langmuir-Freundlich(L-F)吸附模型和基于微孔填充的Dubinin-Astakhov(D-A)吸附模型,建立了欠饱和煤层气藏物质平衡方程;然后基于此物质平衡方程,进行线性化处理,形成了欠饱和煤层气藏中煤层气原始地质储量的评价方法、平均地层压力计算方法和煤层气采出率计算方法;最后进行方法验证和实例应用。研究表明:提出的欠饱和煤层气藏储量和平均地层压力计算方法仅需少量吸附模型参数和生产过程中2次以上的测压数据及对应的累计产气量数据,即可评价出欠饱和煤层气藏中煤层气的原始地质储量和平均地层压力,并预测给定废弃压力下的煤层气采出率,计算过程简便,所需参数较少,节省了运算所需时间,并且精度满足矿场要求,便于大范围推广应用。基于概念数值模拟模型生成的生产动态数据,应用提出的储量计算方法评价的储量与数值模拟输出结果的相对误差为–0.762577%,评价的拟稳态期平均地层压力与数值模拟输出结果的相对误差均在–0.60%~0.25%,验证了本方法的合理性和可靠性。对不同吸附模型的实例井进行应用并分析,储量评价结果与实际矿场认知相符;计算得到的平均地层压力曲线穿过了矿场实际关井测压压力点;给定煤层气藏废弃压力2、1.5、1 MPa,计算出煤层气井A的采出率分别为46.65%、55.54%和66.65%,煤层气井B的采出率分别为57.49%、65.05%和73.96%,对现场开发有重要指导意义。对于储量已知的欠饱和煤层气藏,无需实测平均地层压力数据即可计算出煤层气藏平均地层压力,相比于常规测量平均地层压力方法,本方法极大地提高了计算效率。研究成果可用于评估煤层气剩余储量、评价煤层气井产能和判断井间干扰情况,对气井生产动态分析、开发方式论证及排采制度优化等有非常重要的理论与现实意义。 展开更多
关键词 欠饱和煤层气藏 储量 平均地层压力 采出率 物质平衡原理 吸附模型
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煤矸石固废的前世新生(一)——煤矸石的产生
7
作者 姜可 贺闪闪 +4 位作者 王莹 陈虹羽 兰树伟 周雅静 赵迪斐 《智能矿山》 2026年第2期33-36,共4页
煤矸石是煤炭开采过程中不可避免产生的一种固体废弃物,可以理解为“挖煤时顺带出来的但本身不全是煤的岩石”。在煤层形成的过程中,煤并不是单独存在的,而是与砂岩、泥岩、页岩等岩层相互交错。采掘煤炭时,必须先剥离煤层上下的围岩,... 煤矸石是煤炭开采过程中不可避免产生的一种固体废弃物,可以理解为“挖煤时顺带出来的但本身不全是煤的岩石”。在煤层形成的过程中,煤并不是单独存在的,而是与砂岩、泥岩、页岩等岩层相互交错。采掘煤炭时,必须先剥离煤层上下的围岩,或清除夹在煤层中的杂质,这些被一同挖出的岩石就是煤矸石。因此,只要存在煤炭开采,煤矸石的产生就无法避免。 展开更多
关键词 围岩 固体废弃物 煤矸石 煤炭开采
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不同岩性煤矸石离层注浆浆液性能研究
8
作者 李林哲 朱昌淮 +4 位作者 余国锋 韩云春 王启庆 王思翔 刘雨初 《采矿技术》 2026年第1期202-206,共5页
通过试验测试分析了泥岩型及砂岩型煤矸石浆液的性能指标,煤矸石浆液属于非牛顿宾汉流体,浆液流变参数为塑性黏度η_(p)及屈服应力τ_(0)。岩性对煤矸石浆液的流变性质影响较大,其中泥岩型煤矸石浆液的η_(p)与τ_(0)整体小于砂岩型煤... 通过试验测试分析了泥岩型及砂岩型煤矸石浆液的性能指标,煤矸石浆液属于非牛顿宾汉流体,浆液流变参数为塑性黏度η_(p)及屈服应力τ_(0)。岩性对煤矸石浆液的流变性质影响较大,其中泥岩型煤矸石浆液的η_(p)与τ_(0)整体小于砂岩型煤矸石浆液,并且砂岩型煤矸石浆液的η_(p)与τ_(0)会随着水灰比的减小出现跳跃式增长;由浆液2 h析水率可知,受煤矸石中高岭石的影响,泥岩型煤矸石浆液更为稳定,析水沉降速度更慢;岩性对煤矸石的当量压缩系数不会产生影响,而地层压力与煤矸石当量压缩系数间存在对数关系。 展开更多
关键词 煤矸石浆液 流变性 稳定性 压缩性
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煤炭地下气化选址决策系统研发及应用 被引量：1
9
作者 黄温钢 王国志 +5 位作者 王旭航 班万沄 黄润林 高哲 罗玮 王作棠 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第2期382-393,共12页
煤炭地下气化(UCG)是实现“双碳”目标的重要技术路径,构建科学的选址方法是其产业化进程中的首要任务。为此,构建了一种UCG选址决策理论模型,步骤如下:1)系统分析了UCG选址不当引发的潜在风险,从煤质特性、地质构造、水文地质、煤层赋... 煤炭地下气化(UCG)是实现“双碳”目标的重要技术路径,构建科学的选址方法是其产业化进程中的首要任务。为此,构建了一种UCG选址决策理论模型,步骤如下:1)系统分析了UCG选址不当引发的潜在风险,从煤质特性、地质构造、水文地质、煤层赋存和顶板岩性5个维度,选取23个主控因素作为评价指标,搭建了UCG选址决策评价指标体系,将其作为评价指标集;2)将评语等级划分为适宜、基本适宜和不适宜,并确定各指标的分级界定值;3)借助模糊数学理论计算各类指标的隶属度,并构造模糊判断矩阵;4)分别采用改进层次分析法、熵权法和博弈论确定指标的主观、客观和组合权重;5)利用指标组合权重和模糊判断矩阵计算评价结果。基于上述流程,采用Python语言开发了一款UCG选址决策系统,可基于预选区评价指标属性值直接获得其资源条件对UCG技术的适宜程度,并以文本和图表两种形式输出结果;将其用于评价3个UCG工业性试验区和7个可行性研究区的资源条件适宜性,评价结果与实际运行效果基本一致,证实了系统具有可靠性强、使用简便、运算速度快、结果直观等优点。研究成果可为UCG选址的便捷化、数字化、精准化提供技术支撑。 展开更多
关键词 煤炭地下气化(UCG) 选址 博弈论 评价模型 PYTHON 软件开发
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煤炭地下气化粗煤气爆炸极限及安全性研究 被引量：1
10
作者 袁淑霞 李荫虎 +2 位作者 王创业 吴松 李嘉豪 《煤炭技术》 CAS 2025年第1期160-166,共7页
煤炭地下气化的产物为可燃气体,可能存在着火爆炸风险。因此,研究粗煤气的爆炸极限对确保煤炭地下气化安全有重要意义。但高温高压下可燃气体的爆炸极限实验极其困难,根据热自燃着火理论,通过计算常压下的着火界限并与常压下爆炸极限的... 煤炭地下气化的产物为可燃气体,可能存在着火爆炸风险。因此,研究粗煤气的爆炸极限对确保煤炭地下气化安全有重要意义。但高温高压下可燃气体的爆炸极限实验极其困难,根据热自燃着火理论,通过计算常压下的着火界限并与常压下爆炸极限的实验值进行对比,计算得到修正系数,用修正系数对高温高压下的着火界限进行修正,得到可燃组分的爆炸极限,再将各可燃气体的爆炸极限按组分加权平均得到粗煤气的爆炸极限。结果表明,高温高压下可燃气体的爆炸下限极低,空气中含有微量的可燃气体就可能引发着火爆炸。为防止着火爆炸需在启停阶段采用氮气置换气化通道中的空气,营造安全气化环境。而正常气化时,粗煤气中的氧含量很难达到高温高压下粗煤气的爆炸上限,反而比较安全。研究提供了一种高温高压下计算气体爆炸极限的方法,为煤炭地下气化爆炸安全性分析提供了参考。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 爆炸极限 着火界限 温度 压力
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有井式气化点火系统设计与燃烧面扩展规律
11
作者 王建华 王沉 关金锋 《中国科技论文》 2026年第1期45-53,共9页
为了研究煤炭地下气化点火过程中燃烧面在点火巷轴向上的扩展规律,在介绍山脚树矿气化项目进排气系统、引燃材料、点火器布置并得到炉内12个位置的温度变化曲线和煤气组分变化曲线的基础之上,对排气钻孔阻力、燃烧面沿点火巷轴向扩展过... 为了研究煤炭地下气化点火过程中燃烧面在点火巷轴向上的扩展规律,在介绍山脚树矿气化项目进排气系统、引燃材料、点火器布置并得到炉内12个位置的温度变化曲线和煤气组分变化曲线的基础之上,对排气钻孔阻力、燃烧面沿点火巷轴向扩展过程和燃烧面扩展速度进行了分析。结果表明:排气钻孔阻力对炉内燃烧过程、燃烧面扩展过程和燃烧面扩展速度都有很大的影响。在排气钻孔阻力小的位置,燃烧过程比较平顺,各引燃层燃烧时间短;在排气阻力大的位置,燃烧不充分,各引燃层过渡期间的温度曲线会出现较大的跳跃。在点火巷轴向上,燃烧面向排气阻力大的位置扩展时,主要通过燃烧面蔓延的方式进行扩展;向排气阻力小的位置扩展时,可以通过燃烧面的蔓延燃烧和高温气体的轴向移动2种方式进行扩展。煤气中有H2出现并呈现增大趋势,且O_(2)含量降低至0.5%以下时,表明块煤和煤壁被点燃。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 点火系统 点火过程 燃烧面 排气钻孔阻力
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深部煤炭地下气化产气机制及影响因素
12
作者 刘淑琴 王炜彬 +4 位作者 刘岳明 戚川 杨瑞召 刘金昌 畅志兵 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期3707-3719,共13页
深部煤炭地下气化(UCG)作为一种极具潜力的原位转化技术,通过将地下煤炭转化为富氢气体(如H_(2)、CH_(4)等),为能源低碳化转型提供了重要途径。随着我国煤炭开采深度的逐年增加,深部煤炭资源的高效开发成为保障能源安全的关键。然而,深... 深部煤炭地下气化(UCG)作为一种极具潜力的原位转化技术,通过将地下煤炭转化为富氢气体(如H_(2)、CH_(4)等),为能源低碳化转型提供了重要途径。随着我国煤炭开采深度的逐年增加,深部煤炭资源的高效开发成为保障能源安全的关键。然而,深部UCG面临高气化压力、高地应力及复杂水文地质条件等挑战,亟需深入探究其产气机制与稳定性控制因素。从深部煤炭地下气化产气反应、气化稳定产气影响因素、燃空腔发育演化及约束机制3个方面综合分析深部UCG产气机制及影响因素,并对未来研究方向进行展望。研究表明:深部UCG的产气过程具有非稳态、非均匀性及热量—质量反向传递特征,其产气反应由煤的热剥落、煤的热解、半焦还原及均相反应共同驱动。高压条件促进产物中CH_(4)的生成而抑制H_(2)的产生;稳定产气过程主要受煤炭性质、煤层赋存特征、气化剂、燃空腔演化和地下水的影响,燃空腔的形成及地下水的侵入是影响深部UCG重要的因素。气化过程中干馏和氧化反应生成的水分以及渗入的地下水会使煤的结构特征发生改变,影响地下气化炉的连续稳定运行。燃空腔空间的动态演化,导致腔内的热量传递、质量传递及动量传递复杂多变,产气稳定性变差;燃空腔的扩展受煤体燃烧速率、氧气流速以及煤体剥落的显著影响,气化剂注入点后退可以约束燃空腔演化过程,多物理场耦合作用显著影响气化反应动力学、燃空腔扩展特征,并最终决定合成气的组分与产量。未来针对深部高压、高地应力特征,仍需系统研究深部高反应气体压力影响下典型多相反应的复杂动力学特征,深入揭示深部煤炭气化稳定产气影响因素及控制机制,以完善深部煤炭地下气化基础理论,为深部UCG工程运行及稳定产气提供理论指导。 展开更多
关键词 深部煤炭 煤炭地下气化(UCG) 产气机制 燃空腔演化 多场耦合
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寺河煤矿高低浓度瓦斯高效利用技术研究
13
作者 王宇骞 《煤炭加工与综合利用》 2026年第1期108-114,共7页
瓦斯利用是实现矿井经济效益升级及缓解环境温室效应破坏的有力举措。在分析现有煤矿瓦斯利用技术现状的基础上,以寺河煤矿抽出的瓦斯气体为研究对象,采用统计分析及分类统计的方法对寺河煤矿高低浓度瓦斯利用情况进行了应用路径分析。... 瓦斯利用是实现矿井经济效益升级及缓解环境温室效应破坏的有力举措。在分析现有煤矿瓦斯利用技术现状的基础上,以寺河煤矿抽出的瓦斯气体为研究对象,采用统计分析及分类统计的方法对寺河煤矿高低浓度瓦斯利用情况进行了应用路径分析。研究得出:寺河煤矿瓦斯浓度大于40%的高浓度瓦斯主要用于发电及工业用气,利用率达到52%以上;低浓度瓦斯利用较少,年利用量仅保持在1300万m^(3),利用率基本处于4%。分析认为,矿井存在浓度30%以下的低浓度瓦斯利用率低的问题,阻碍了矿井全浓度瓦斯利用的碳减排目标,并针对性提出了应对策略,为寺河矿未来的瓦斯利用发展提供了方向。 展开更多
关键词 瓦斯发电 利用技术 高瓦斯 发电机组
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微生物作用下煤体孔隙及渗透率变化特性
14
作者 杨晓国 赵呈才 《煤炭技术》 2026年第2期99-105,共7页
微生物煤体增透技术具有安全、经济和环保的特点,选取淮南潘集煤矿、张集煤矿、宿州祁南煤矿、朱庄煤矿4种不同挥发分烟煤,采用产气荚膜梭菌、枯草芽孢杆菌为降解菌开展实验。通过核磁共振及渗透率测定,探究微生物处理前后烟煤的孔隙结... 微生物煤体增透技术具有安全、经济和环保的特点,选取淮南潘集煤矿、张集煤矿、宿州祁南煤矿、朱庄煤矿4种不同挥发分烟煤,采用产气荚膜梭菌、枯草芽孢杆菌为降解菌开展实验。通过核磁共振及渗透率测定,探究微生物处理前后烟煤的孔隙结构参数演化,定量分析煤体渗透率值的变化规律。结果表明:芽孢杆菌激发作用下,NMR-T2弛豫时间谱表征的中孔孔径整体增大,连通性得以显著改善,所有实验煤样的渗透率提高。高挥发分煤样(如PS和ZJ)在处理后微孔和小介孔的连通性提升,PS煤样在轴压2 MPa、围压4 MPa的条件下,渗透率从1.67681 mD增加至2.84866 mD;而对于低挥发分煤样(如QN和ZZ),在大孔径范围内表现出显著的连通性提升,QN和ZZ煤样在轴压2 MPa、围压4 MPa的条件下,渗透率分别从0.42499 mD和0.32522 mD提高至0.66378 mD和0.58226 mD。相关结果能够为煤体微生物增渗技术提供理论指导。 展开更多
关键词 微生物降解 烟煤 孔隙结构 渗透率
原文传递
煤矸石回归“能源身份”
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作者 郭立 《当代贵州》 2026年第6期36-36,共1页
1月22日,六盘水市盘州市大山镇高山村,盘南2×660兆瓦低热值煤资源综合利用发电项目建设现场,大型塔吊挥舞巨臂,将钢筋、钢结构等建材精准吊装到位;数百名工人分布在不同作业面,焊花四溅、机器轰鸣。2025年底,1号机组锅炉点火启动成... 1月22日,六盘水市盘州市大山镇高山村,盘南2×660兆瓦低热值煤资源综合利用发电项目建设现场,大型塔吊挥舞巨臂,将钢筋、钢结构等建材精准吊装到位;数百名工人分布在不同作业面,焊花四溅、机器轰鸣。2025年底,1号机组锅炉点火启动成功,再过两天实现并网发电。预计今年4月,2号机组并网发电。 展开更多
关键词 低热值煤资源 综合利用发电 煤矸石
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煤层气井分压合采技术探析
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作者 郭亚鹏 《西部探矿工程》 2026年第1期171-173,共3页
自煤层气开采技术投入应用以来,对我国能源结构优化及环境保护多有助益。但因煤层地质条件复杂性及开采技术局限性等因素所影响,煤层气开采工作仍面临诸多挑战。如何提高开采效率、降低成本并保证开采过程的安全性已迫在眉睫。基于此,... 自煤层气开采技术投入应用以来,对我国能源结构优化及环境保护多有助益。但因煤层地质条件复杂性及开采技术局限性等因素所影响,煤层气开采工作仍面临诸多挑战。如何提高开采效率、降低成本并保证开采过程的安全性已迫在眉睫。基于此,本研究将对技术优势及其优化方法进行深入探寻,旨在为煤层气开采提供更为高效、安全和经济解决方案,以期推动煤层气开采技术创新发展。 展开更多
关键词 煤层气井 分压合采技术 合层排采
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煤炭地下气化数值模拟技术框架与研究进展及展望 被引量：3
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作者 东振 孔令峰 +7 位作者 陈艳鹏 张梦媛 薛俊杰 赵宇峰 任博 蔡承政 邓泽 陈浩 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期3797-3817,共21页
煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)是一项具有发展潜力的煤原位转化清洁技术,数值模拟是研究复杂气化过程的有效手段。经过近50 a发展,UCG数值模拟技术取得了丰硕科研成果,但目前仍不成熟,成为制约UCG产业化的主要技术... 煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)是一项具有发展潜力的煤原位转化清洁技术,数值模拟是研究复杂气化过程的有效手段。经过近50 a发展,UCG数值模拟技术取得了丰硕科研成果,但目前仍不成熟,成为制约UCG产业化的主要技术短板之一。为加快国内UCG数值模拟技术发展,更好地服务现场试验,提出了UCG数值模拟技术框架,阐述了气化过程的热物理化学行为,综述了国内外主要研究进展和最新成果,并指出了存在问题和攻关方向。研究表明:①气化过程涉及的物理化学反应多、时间和空间跨度大、传质传热过程复杂,导致UCG数值模拟技术极具挑战性,从研究时间看,UCG数值模拟技术的发展可划分为3个阶段,虽与现场试验相比具有一定滞后性,但气化过程并非不可预测的“黑盒子”。②UCG的科学本质是“变空间的三传一反”问题,气化产物与气化腔扩展预测是数值模拟的主要任务之一,气化腔扩展机制包括化学反应消耗、煤剥落和顶板破坏坍塌,气化腔内流体流动主要由温度差和浓度差引起的双扩散自然对流控制,辐射传热处于热量传递的主导地位,碎石与煤灰的渗透率比值对气化腔形态发育具有较大影响。③填充床模型、通道模型和煤块模型分别在产物预测、气化腔扩展预测和干燥锋面、燃烧锋面跟踪方面具有优势,过程模型将气化涉及的主要物理化学现象通过不同功能模块刻画,是实现复杂气化过程模拟的可行策略,计算流体动力学模型近年来发展较快,是目前主要的模拟手段。④未来UCG数值模拟技术会向着更精准、更系统、更高效、更智能的方向发展,亟须尽快解决大尺寸块煤化学反应动力学问题、多功能一体化集成问题,离散元方法和连续介质方法的耦合问题,矿场尺度的三维地质建模问题,数值模拟技术与人工智能的融合问题。随着数值模拟技术不断发展完善,必将在UCG产业化进程中发挥更大的技术支撑作用。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 数值模拟 传质传热 化学反应动力学 计算流体动力学 人工智能
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煤炭地下气化顶板砂岩高温致裂规律实验研究 被引量：2
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作者 辛林 王欣 +5 位作者 牛茂斐 杨敏 李华龙 徐伟豪 尚振杰 刁垌彤 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期163-170,共8页
煤炭地下气化过程中,随着气化工作面的扩展,燃空区产生的高温会对顶板岩石造成不同程度的结构损伤。为了研究不同温度(100、200、300、400、500、600℃)造成的热损伤对砂岩声发射特征及破裂机制的影响,利用自主研发的单向加热实验设备,... 煤炭地下气化过程中,随着气化工作面的扩展,燃空区产生的高温会对顶板岩石造成不同程度的结构损伤。为了研究不同温度(100、200、300、400、500、600℃)造成的热损伤对砂岩声发射特征及破裂机制的影响,利用自主研发的单向加热实验设备,对试验过程中声发射信号进行采集分析,研究表明:累计声发射事件数与内部裂纹数的正相关性能够较好地反映砂岩宏观破坏规模,400~500℃砂岩破裂最为明显。微观上,试样各个温度快速升温阶段裂纹发展速度快,随温度升高,低频占比减少56.02%,高频占比增加57.1%,主频由低频为主转为高频为主,即砂岩破坏由晶间滑移主导转变为裂隙扩展主导。砂岩热破裂是膨胀变形、裂纹的萌生、快速发展以及裂纹持续贯通到破坏的过程。砂岩裂纹萌生,裂纹发育及裂纹非稳定发育分别对应分形维数数值变化≥0.35、-0.15~0.35、≤-0.15,分形维数曲线不规则波动阶段和突降阶段之间的突变点,可作为预测岩石热破裂时内部宏观裂隙形成的信号,为煤炭地下气化设计合理的采宽提供理论支持。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 砂岩 单向加热 声发射 裂隙演化 分形维数
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煤炭地下气化关键特性多尺度研究进展 被引量：1
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作者 胡卓成 姚军 +4 位作者 孙海 李龙龙 安国强 武召辉 闫霞 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期3774-3796,共23页
煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)作为一种清洁高效的煤炭开发利用技术,具有广阔的应用前景。从多尺度视角出发,系统探讨了UCG技术的“五多”特性(多相、多组分、多物理场耦合、多尺度、多流动模态)及其研究进展。在分... 煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)作为一种清洁高效的煤炭开发利用技术,具有广阔的应用前景。从多尺度视角出发,系统探讨了UCG技术的“五多”特性(多相、多组分、多物理场耦合、多尺度、多流动模态)及其研究进展。在分子(纳米级)尺度上,通过试验和分子动力学模拟方法,揭示了煤炭热解和气化过程中的反应路径及机理,明确了气化剂类型、煤阶、灰分等因素对反应速率和产物组成的影响。在孔隙(微米~厘米级)尺度下,研究了高温和气化反应对煤体孔隙结构和物性演化的影响,在煤炭被加热的过程中,骨架逐渐软化,裂缝不断发育,孔隙相互连接,挥发分和焦油逐渐析出,强度持续降低。实验室(米级)尺度的研究通过构建与原位UCG相似的物理化学环境,开展物理模拟试验,重现了气化过程中的关键现象,如温度场、压力场变化、气化腔结构和气体产物生成,研究表明运行压力、气化剂注入方式、煤阶等因素对合成气热值和组分有显著影响。在矿场(百米~千米级)尺度下,数值模拟方法成为优化UCG方案的重要工具,热-力耦合和热-流-固-化耦合的数值模拟研究揭示了气化过程中气化腔体的稳定性、岩层变形、特征场发展、气化腔拓展以及合成气生成与运移规律,为优化UCG工艺参数、提高气化效率和安全性提供了理论支持。然而,UCG技术仍面临诸多挑战,包括“多相”“多组分”反应和赋存机理复杂、“多物理场”耦合特征的演化规律不清晰以及“多尺度效应”和“多流动模态”的综合影响。未来的研究应进一步加强多尺度下的基础研究,加强对超高温、高压、高应力环境下的多相多组分流体生成与运移过程探索,发展跨尺度关联方法,完善多物理场耦合机制,充分考虑多流动模态影响,综合考虑气化期高效生产与闭井期污染防控全周期协同影响,以推动UCG技术的工业化应用和可持续发展。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 多尺度 关键物性 多物理场耦合 超高温高压高应力
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褐煤腐植酸的超临界CO_(2)萃取及增效作用机制 被引量：1
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作者 樊玉萍 金伟 +3 位作者 马晓敏 付元鹏 董宪姝 朱本康 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2679-2691,共13页
超临界CO_(2)(ScCO_(2))萃取技术是煤炭中可溶性有机质提取的有效途径之一,其强大的溶解及萃取能力可改变煤样形貌特征及孔隙结构。以内蒙古某地褐煤及用10%过氧化氢溶液预处理后的褐煤为原料,以乙醇为共溶剂,进行褐煤的ScCO_(2)萃取腐... 超临界CO_(2)(ScCO_(2))萃取技术是煤炭中可溶性有机质提取的有效途径之一,其强大的溶解及萃取能力可改变煤样形貌特征及孔隙结构。以内蒙古某地褐煤及用10%过氧化氢溶液预处理后的褐煤为原料,以乙醇为共溶剂,进行褐煤的ScCO_(2)萃取腐植类物质实验。利用ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计等对腐植类产物进行分析;利用扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析仪等探究在ScCO_(2)萃取过程中煤样的形貌特征及孔隙的变化,揭示ScCO_(2)萃取技术对腐植类物质提取的作用机制。研究结果表明,过氧化氢溶液预处理后的煤样会让有乙醇共溶的ScCO_(2)更有效地渗透到褐煤的孔隙中,与黄腐酸官能团之间通过氢键等作用发生相互作用,使得黄腐酸从褐煤基质中大量溶解到超临界流体中,萃取后的煤样整体疏松孔隙更多有利于后续腐植酸的提取。萃取出的黄腐酸溶液中Mg、P、K和Fe等植物营养必需元素的离子质量浓度大幅度提高,分别为21432.77、148.83、8823.84、415.12μg/L。萃取后的煤样具有最大的总孔容为0.0179 cm^(3)/g及比表面积为3.3743 m^(2)/g,以其为原料制备出的腐植酸产率高(49.38%)、O/C高(0.74)、N/C高(0.12)、含硫量低(1.11%)、富含羰基和羧基、芳香度低、分子量较小、表面多孔粗糙。这表明ScCO_(2)萃取技术对黄腐酸及腐植酸的有效提取及品质提高具有重要启示作用。 展开更多
关键词 褐煤 ScCO_(2)萃取 黄腐酸溶液 腐植酸 作用机制
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