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我国煤系共伴生矿产赋存特征及分布规律

采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 29-46页

作者：吴占伟黄炳香赵兴龙韩晓克陈大勇王长申张清秋中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

我国煤系共伴生矿产有85种,种类多、分布广、储量大,具有很高的经济价值和战略价值,按工业属性和用途可分为煤系能源矿产、煤系金属矿产和煤系非金属矿产。系统性分析煤系能源矿产(煤系气、富油煤、油页岩、铀矿)、煤系金属矿产(铝土矿... 详细信息

我国煤系共伴生矿产有85种,种类多、分布广、储量大,具有很高的经济价值和战略价值,按工业属性和用途可分为煤系能源矿产、煤系金属矿产和煤系非金属矿产。系统性分析煤系能源矿产(煤系气、富油煤、油页岩、铀矿)、煤系金属矿产(铝土矿、铁矿、镓、锗、锂、稀土元素)及煤系非金属矿产(硫铁矿、高岭土、耐火黏土、膨润土、隐晶质石墨)的赋存特征和分布规律,总结论述我国14大煤炭基地煤系共伴生矿产赋存分布及开发利用状况。结果表明:煤系共伴生矿产主要赋存于煤层、顶底板中或在煤层附近岩层中单独成矿,分布规律与我国煤炭分布具有一定的相似性,呈现明显的时期性与区域性。我国煤系共伴生矿产形成时期主要集中在石炭-二叠纪、早中侏罗世和晚侏罗世-早白垩世3个成煤期,分布区域主要集中于华北的鄂尔多斯盆地、沁水盆地、华北南部盆地,西北的准噶尔盆地、伊犁盆地、吐哈盆地,东北的松辽盆地、二连盆地,西南的川南黔北地区,以及四川盆地等各大含煤盆地。我国神东基地、晋北基地、晋中基地、晋东基地、云贵基地和新疆基地煤系共伴生矿产种类储量丰富,具有广阔的综合开发利用前景。

关键词：煤系共生矿产伴生矿产赋存特征矿产分布煤炭基地

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新疆煤炭资源开发潜力与开发策略

煤炭学报 2024年第2期49卷 967-977页

作者：卞正富张益东王猛王长申韩晓彤牟守国任清晨李国栋中国矿业大学教育部矿山生态修复工程研究中心江苏徐州221008 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008 中国矿业大学碳中和研究院江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221008 中国矿业大学公共管理学院江苏徐州221008 新疆大学地矿学院新疆乌鲁木齐830046

鉴于新疆煤炭资源赋存条件的独特性以及煤炭赋存区生态环境的脆弱性,科学开发新疆煤炭资源成为当务之急。为此,简要论述了新疆煤炭资源地质赋存条件、赋煤区水文地质条件、自然地理与生态环境条件,分析了新疆煤炭资源开发潜力。结果表明... 详细信息

鉴于新疆煤炭资源赋存条件的独特性以及煤炭赋存区生态环境的脆弱性,科学开发新疆煤炭资源成为当务之急。为此,简要论述了新疆煤炭资源地质赋存条件、赋煤区水文地质条件、自然地理与生态环境条件,分析了新疆煤炭资源开发潜力。结果表明:新疆煤炭资源极为丰富,全区预测煤炭资源量2.19万亿t,占全国总预测储量的40%以上;新疆共有24个预测资源量超过100亿t的煤田,其中5个煤田预测资源量超过1 000亿t,8个煤田预测资源量在400亿~1 000亿t,11个煤田预测资源量在100亿~400亿t;潜在煤炭资源量中,1 000 m以下浅储量占比52.8%。新疆煤炭资源以低阶烟煤和中阶烟煤为主要煤阶,其次是中煤阶煤中的高阶烟煤,而低煤阶煤中的褐煤和中煤阶煤中的超高阶烟煤以及高煤阶煤中的无烟煤,分布范围和数量极为有限,所占资源总量的比例很低;综合考虑疆煤外运、疆电外送、西气东输以及本地煤化工产业规划,预计2035年新疆煤炭产能有望超8亿t。在此基础上,构建了生态环境承载力评价指标体系,对新疆规划建设的五大煤矿区生态环境承载力进行了评价,得出:新疆煤炭资源赋存区生态环境承载力整体处于中低水平,五大煤矿区生态环境承载力均值排序为伊犁(0.42)>库拜(0.38)>和丰(0.31)>准东(0.25)>吐哈(0.22),呈现出由西到东递减的趋势。针对新疆煤炭资源开发条件与潜力,提出了优化煤炭资源开发布局、推动开采技术升级、推进智能采矿技术、强化绿色开采理念、拓展煤炭多元化利用渠道等策略。

关键词：新疆煤炭开发潜力生态承载力开发策略

伊南煤田伊犁一矿侏罗纪煤系地下水化学特征与水循环演化

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采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 160-170页

作者：王长申黄炳香赵兴龙任冬冬李奎水赵国宏刘家丞李丽华中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 新汶矿业集团(伊犁)能源开发有限责任公司一矿新疆伊犁835000

伊犁盆地伊南煤田是我国较早发现的重要含砂岩铀矿煤田,侏罗纪煤系裂隙-孔隙承压水是伊犁一矿和周边铀矿共同扰动和影响的主要地下水系统,煤铀协调开采的重点问题是如何协调煤矿和铀矿对侏罗纪煤系含水层的影响。及时研究和预测煤矿对... 详细信息

伊犁盆地伊南煤田是我国较早发现的重要含砂岩铀矿煤田,侏罗纪煤系裂隙-孔隙承压水是伊犁一矿和周边铀矿共同扰动和影响的主要地下水系统,煤铀协调开采的重点问题是如何协调煤矿和铀矿对侏罗纪煤系含水层的影响。及时研究和预测煤矿对侏罗纪煤系含水层已有影响对于煤铀协调开采重要且必要。伊犁一矿是目前投产的伊南煤田唯一的大型煤炭生产矿井。在伊犁一矿自上而下取煤系第四系水、3煤顶板水、5煤顶板水、5煤底板水和矿井混合水水样,做水质全分析、D/^(18)O、T和^(14)C测年,运用水文地球化学分析方法研究伊犁一矿现状条件下煤系地下水质特征和水循环演化状态。结果表明:矿井地下水为近中性、低矿化的HCO_(3)·SO_(4)型或HCO_(3)·SO_(4)型淡水;δD和δ^(18)O分别为-91‰~-118‰和-12.7‰~-16.0‰;除5煤底板水(铀含量11.1μg/L)外,煤系水铀含量仅约0.8μg/L;煤系地下水平均年龄为5000~6000 a,而3煤顶板水和5煤顶板水年龄为1.25万~2.5万a。伊犁一矿侏罗纪煤系地下水具有显著的“三低、一老、一少”即低矿化、低氘、低铀、较老和少污染特征。由于煤矿疏放5煤底板水,围绕伊犁一矿已形成侏罗纪煤系深层裂隙-孔隙水的疏干式局部水文循环,5煤底板含水子系统水位漏斗已顺层扩展和水循环已顺层局部加速;3煤顶板和5煤顶板含水子系统仍相对独立和封闭,疏干后难以恢复。3煤顶板水和5煤顶板水属于理想的低氘和水质优良地下水。

关键词：伊南煤田侏罗纪煤系含水层稳定水文同位素地下水年龄水文循环

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地下水可持续开采量评价方法综述

水利学报 2006年第5期37卷 525-533页

作者：王金生王长申滕彦国北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室北京100875

本文评述了地下水开采量概念的发展过程,指出为实现可持续开采量的评价,国内外目前研究的焦点主要集中在可持续开采量的可更新能力、生态和环境用水约束与社会经济发展及环境保护的协调优化等方面。同位素和地球化学示踪、GIS等新技术... 详细信息

本文评述了地下水开采量概念的发展过程,指出为实现可持续开采量的评价,国内外目前研究的焦点主要集中在可持续开采量的可更新能力、生态和环境用水约束与社会经济发展及环境保护的协调优化等方面。同位素和地球化学示踪、GIS等新技术的发展及新技术与传统评价方法的有机结合大大促进了可持续开采量评价的发展。本文着重讨论了当前水均衡法、数值模拟、同位素技术和基流分割等评价方法的优缺点,以及在实现地下水可持续开采量评价方面的进展和面临的问题,认为多种方法有机结合是未来的发展方向。

关键词：地下水可持续开采量评价可更新能力生态环境约束社会发展环境保护新技术

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漳村矿峰峰组隔水关键层孔隙性实验研究

中国矿业大学学报 2009年第4期38卷 455-462页

作者：王长申白海波缪协兴中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008

随着诸多华北石炭二叠系煤田进入下组煤开采，研究奥陶系峰峰组地层岩溶发育规律及能否为下组煤开采提供隔水屏障十分重要．以潞安矿区漳村矿下组煤补充勘查漳54号水文地质孔为取样孔，通过岩石薄片鉴定、X射线荧光光谱分析、岩石微结... 详细信息

随着诸多华北石炭二叠系煤田进入下组煤开采，研究奥陶系峰峰组地层岩溶发育规律及能否为下组煤开采提供隔水屏障十分重要．以潞安矿区漳村矿下组煤补充勘查漳54号水文地质孔为取样孔，通过岩石薄片鉴定、X射线荧光光谱分析、岩石微结构分析等综合试验，分析了峰峰组岩性、孔隙结构特征及其垂向分布规律．研究表明：峰峰组上段为泥晶至细砂晶灰岩，下段为石膏与白云岩互层；上段灰岩孔隙类型以晶间孔隙、溶蚀孔隙、缝合线等次生孔隙为主，为泥质、方解石、石膏充填，岩溶不发育，平均孔隙度仅1．15％，体积中值孔径0．0288μm，面积中中值孔径0．0098μm，最大连通孔喉直径约0．02～0．04μm，细小和超毛管微孔隙占总孔隙体积的70％以上，重力和毛细水运动微弱，属于低孔隙低渗透性介质；峰峰组上部和下部存在隔水层，中间为弱含水层岩性组合，峰峰组可利用隔水关键层的厚度为142m．为判断、确定奥陶系顶部隔水关键层提供了岩石学和微结构方面实验依据．

关键词：峰峰组薄片鉴定压汞实验隔水关键层孔隙性

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基于事故树分析的煤矿潜在突水危险评价研究

岩石力学与工程学报 2009年第2期28卷 298-305页

作者：王长申孙亚军杭远中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221008 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008

基于事故致因理论建立煤矿突水事故模型。煤矿突水事故危险源被分为突水水源、突水通道、突水诱因和应急失效4类;建立煤矿突水事故树模型,并提出基于事故树方法的煤矿突水危险性专项评价方法。以杨庄矿及其周边6个地方煤矿为例,识别周... 详细信息

基于事故致因理论建立煤矿突水事故模型。煤矿突水事故危险源被分为突水水源、突水通道、突水诱因和应急失效4类;建立煤矿突水事故树模型,并提出基于事故树方法的煤矿突水危险性专项评价方法。以杨庄矿及其周边6个地方煤矿为例,识别周边地方煤矿可能诱发杨庄矿发生地表洪水、太原组灰岩水等突水的4类突水事故危险源,并以此建立杨庄矿突水事故树模型,求最小割集评价最危险突水路径,利用最小径集优化最有效防治措施。研究结果表明,有306种可使杨庄煤矿发生煤矿突水的基本事件组合,防止杨庄矿突水事故发生的有效途径是加强监管,杜绝地方煤矿穿层、越界等违规操作。事故树方法可以完成复杂煤矿突水危险性专项安全评价。

关键词：采矿工程矿井突水事故致因理论事故树分析最小割集危险性评价

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寸草塔矿志丹群富水与保水采煤条件研究

中国矿业大学学报 2011年第3期40卷 362-367页

作者：徐会军王长申白海波中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 神华集团有限责任公司北京100011 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

神东矿区西部井田含煤地层延安组普遍为下白垩统志丹群所覆盖,人们还未充分认识志丹群在矿区中的水文地质意义和矿井充水特征.文章以神东矿区寸草塔矿为例,研究了志丹群地下水富存规律、补径排特点、突水特征和保水开采条件.研究表明寸... 详细信息

神东矿区西部井田含煤地层延安组普遍为下白垩统志丹群所覆盖,人们还未充分认识志丹群在矿区中的水文地质意义和矿井充水特征.文章以神东矿区寸草塔矿为例,研究了志丹群地下水富存规律、补径排特点、突水特征和保水开采条件.研究表明寸草塔矿志丹群平均厚度58.4m,弱~中等富水,大气降水补给为主,径流与排泄受地形地貌控制,井田存在潜在志丹群突水危险;加强志丹群地下水赋存规律探查,充分利用下伏于志丹群的、平均厚度70.7 m的中侏罗统直罗组隔水屏障,是寸草塔矿实现志丹群保水开采的重要前提.

关键词：寸草塔矿侏罗系煤田志丹群直罗组充水特征

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神东矿区煤矿水害类型及水文地质特征分析

采矿与安全工程学报 2010年第3期27卷 285-291,298页

作者：缪协兴王长申白海波中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

运用水文地质分析、岩相古地理分析等方法研究了神东矿区不同类型水文地质结构特征、分布规律、水文循环特征和岩相古地理成因,基于突水案例分析了神东矿区各类水害水文地质特征.研究表明:神东矿区包含两类典型水文地质结构,一类为下侏... 详细信息

运用水文地质分析、岩相古地理分析等方法研究了神东矿区不同类型水文地质结构特征、分布规律、水文循环特征和岩相古地理成因,基于突水案例分析了神东矿区各类水害水文地质特征.研究表明:神东矿区包含两类典型水文地质结构,一类为下侏罗统煤层顶板薄基岩上覆中至强富水第四系厚层松散孔隙水系统,矿井水害以浅埋深、薄基岩条件下的厚松散砂层突水和溃砂为典型;另一类为下侏罗统煤层顶板厚基岩上覆中至强富水下白垩统裂隙孔隙裂隙水系统,矿井水害类型以厚基岩条件下白垩系突水为典型.矿区西部较完整保存的直罗组为实现神东矿区白垩系保水采煤提供了天然屏障.本研究为神东和鄂尔多斯盆地其它矿区矿井水害防治及保水采煤奠定了可靠研究基础.

关键词：神东矿区水文地质结构下白垩统直罗组煤矿突水

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安全检查表法评价中小煤矿潜在突水危险性

采矿与安全工程学报 2009年第3期26卷 297-303页

作者：王长申孙亚军杭远中国矿业大学资源与地球科学学院深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

为评价中小煤矿突水危险性,基于煤矿突水原理和事故致因理论建立煤矿突水事故模型,确定突水水源、突水通道、突水诱因和应急失效四类突水事故危险源,以杨庄矿周边六个地方煤矿为例,参考专家经验建立地方煤矿突水危险性检查表与评价标准... 详细信息

为评价中小煤矿突水危险性,基于煤矿突水原理和事故致因理论建立煤矿突水事故模型,确定突水水源、突水通道、突水诱因和应急失效四类突水事故危险源,以杨庄矿周边六个地方煤矿为例,参考专家经验建立地方煤矿突水危险性检查表与评价标准,通过现状调查并赋分评价地方煤矿突水危险性.结果表明,6个地方煤矿的突水危险等级为1个高度危险、4个中度危险,1个低度危险.防治地方煤矿突水的重点是加强对危险煤矿重点监管,严禁擅自提高开采上限、严禁破坏各类防水(砂)安全煤(岩)柱;安全检查表法能够可靠完成煤矿潜在突水危险性专项评价.

关键词：煤矿突水事故致因理论危险源安全检查表危险性