淮南煤田现今地温场特征及热储分析

为了探索深部地温的分布规律和矿井热害防治工作,在系统分析淮南煤田22个井田钻孔井温测井数据的基础上,全面阐述了该区现今地温梯度及各水平地温的分布特征,并对该区地热资源进行了评价。研究表明:淮南煤田现今地温梯度众值介于0.25~0.35℃/km之间,平均地温梯度为0.29℃/km,高于同处华北板块东南缘的淮北煤田;温度与埋藏深度呈明显的正相关性,各个水平地温分布受地温梯度控制明显,其变化特征和地温梯度分布较为相似,整体表现为北高南低、东高西低的特征;根据地热资源评价结果,该区热储层资源总量为2.52×10~(15)kcal,可采热能储量为6.31×10~(14)kcal,合标准煤0.9亿吨,开展地热资源利用能够带来非常可观的经济和社会效益。     

平顶山矿区深部地热资源

河南省平顶山矿区存在地热异常现象,平均地温梯度最高可达4．6℃／100m,形成矿井地热灾害。这些地热异常区的形成多与地质构造和地下水密切相关。利用地热水热泵技术和地热空气换热系统,开发利用这些矿区的地热资源,有助于减轻矿井热害,改善井下工作环境,有利于改善矿区的能源消费结构,减轻环境污染和增加企业经济效益。     

汝城干热岩地热资源研究

 汝城热水镇出露98℃天然热泉,该地区深部干热岩地热资源相当可观。通过大量钻孔地温测量和大地热流测试等勘探工作,评估了该地区干热岩地热资源的基本情况。勘探结果表明,研究区内平均地温增温梯度为18.7℃/100 m,最高值达35.2℃/100 m,主要高温钻孔的大地热流量介于60~170 MW/m²,地热资源较为可观。该地热田的热源来自深部岩浆余热,热储主要是F₁、F₃断裂带上盘及其他次级断层派生的密集裂隙系统。区内热水河以东花岗岩体为浅部水热热储盖层;热水河以西震旦系的板岩为深部热源盖层。模拟结果表明,研究区地热田热储层下底面温度为260℃,热储层上顶面温度为255℃,热储层以上厚度为3500~4000 m。汝城地区热储埋藏深度较浅,热储温度较高,是较好的干热岩开发靶区。     

塔里木盆地塔中地区地质热历史研究

为了解塔里木盆地以及塔中地区构造演化史 ,对塔中地区古地温梯度的变化趋势进行了研究 ,利用磷灰石裂变径迹与镜质体反射率反演计算了塔中地区 3口井的地质热历史 .结合前人研究成果 ,认为塔中地区自古生代以来古地温总体呈下降趋势 ,其间存在两个相对较高的古地温期 ,一个是寒武纪—早奥陶世 ,另一个是二叠纪 ;早古生代塔中地区古地温梯度较高 ,寒武纪—早奥陶世地温梯度为 3 .2～ 3 .5℃ / 1 0 0m ,此后地温梯度显著下降 ;石炭纪古地温略有上升 ,二叠纪时地温梯度可能达到 3℃ / 1 0 0m ;中生代古地温梯度平缓下降 ,中生代末地温梯度 2 5℃ / 1 0 0m左右 ;新生代地温梯度变化不大 ,现今地温梯度 2 2℃ / 1 0 0m左右     

淮南朱集井田现今地温场特征及其影响因素分析

矿井热害是目前淮南煤田煤矿地质工作的主要研究内容之一。文中在汇总和分析井田内32个地面钻孔井温测井数据和2个井下巷道岩温测试数据的基础上,绘制了地温-深度关系图、地温梯度-深度关系图以及井田现今地温梯度分布图,并探讨了该区现今地温场特征及其影响因素。研究表明:朱集井田现今地温梯度介于1.7~3.8℃/hm,平均2.83℃/hm,地温整体较高,在垂向上表现为传导型增温特点,在平面上表现为南高北低、东高西低的特点;地质构造对区内现今地温场起着主要控制作用,岩性特征和地下水活动对地温场的分布也有一定的影响。     

矿井三维地温场的反演分析

在对陶庄煤矿地质条件进行研究的基础上．建立了适用于陶压煤矿三维地温场的数学模型。在数学模型中考虑了地质沟造、地下水微循环、硫化物的热效应以及放射性元素的蜕变放热等等因素。采用数值计算方法根据实测点的温度值反演出陶庄煤矿和地温分布情况．为矿井深部地温预测和热害治理提供重要依据。     

二连盆地白音查干凹陷古地温与油气生成的关系

白音查干凹陷的热史研究还处于初级阶段,对补测数据进行了古地温恢复、剥蚀厚度等方面的详细研究,得到以下结论:①现今凹陷地温梯度为3.06℃/100 m,低于二连盆地平均水平3.50℃/100 m,且地温梯度随构造部位的不同而各异。②洼陷镜质体反射率最大,热演化程度最高,具备了大规模生烃的条件,其中阿二段是凹陷生烃的主力层位。③古地温恢复的结果是凹陷的古地温梯度为5.21℃/100 m,明显高于现今地温梯度。④赛汉塔拉组沉积以后,凹陷遭受不同程度的剥蚀,剥蚀厚度从850 m到3 970 m不等,生油门限变浅。新生代以来地温梯度减小,生油过程中断。⑤凹陷地质背景决定了白音查干凹陷生油层大部分处于低成熟阶段,断裂带处于凹陷油气运移的指向处,大套地层遭受剥蚀,盖层及油气封堵条件遭受破坏,使低成熟—高成熟原油遭受降解氧化,形成次生降解稠油。     

新疆三塘湖盆地构造-热史研究

目的以新疆三塘湖盆地为例,探讨复杂叠合盆地的盆地构造．热演化历程。方法多种热指标相互印证,采用Easy舶％模型进行热史反演。结果三塘湖盆地自晚古生代以来经历了海西、燕山、喜马拉雅期等多期不同构造运动的改造;盆地热演化相应划分为二叠纪的急速升温阶段, 三叠纪-早白垩世的缓慢降温阶段,第三纪至现今的基本稳定阶段;早-中二叠世地温梯度高达 4．4-5．2℃／hm,三叠纪一侏罗纪地温梯度3．12-3．93℃／hm,白垩纪以后地温梯度与现今地温梯度相差不大,2．2-2．8℃／hm。结论构造运动的发生期是盆地热体制发生转变的重要时期,此时盆地地温场发生变化,并影响到盆地有机质的演化。     

利用伊／蒙混层矿物对山东济阳坳陷古地温和剥蚀深度的反演

山东济阳坳陷盆地是受太平洋板块构造俯冲运动的影响,形成于古近系的古新世-始新世（Ek—Es）．本文通过对济阳坳陷盆地中Esd—Ek地层自生伊／蒙混层矿物的研究,探讨了其经历的古地温和古地温梯度,在此基础上,对Es4-Ek地层的剥蚀深度进行了估算．研究发现,东营凹陷郝科l井处自生伊／蒙混层矿物反映的Es4～Ek古地温梯度为3．90℃／100m,剥蚀厚度为360m左右;惠民凹陷盘深3井中Ek古地温梯度为3．92℃／100m,剥蚀厚度为135m左右;沾化凹陷桩深1井中Es4～Ek古地温梯度为3．82℃／100m,而该处Es4-Ek地层基本没有剥蚀．但从沾化凹陷中自生伊／蒙混层矿物的分布特征看,在义170井处的Es4地层剥蚀厚度达390m,可见沾化凹陷中Es4-Ek地层剥蚀厚度变化较大．另外,济阳坳陷盆地的古地温梯度普遍高于现今地温梯度,该盆地自形成以来一直处于降温状态．研究结果说明利用伊／蒙混层矿物特征来探讨古地温,获取古地温梯度,并恢复剥蚀厚度是一个比较有效的方法．     

裂谷盆地复杂地温场精细表征方法

东非裂谷盆地地温场复杂，特别是E油田内部地温梯度存在很大差异，影响了油藏流体性质和开发策略。深入分析油田测试资料后认为，地温梯度在平面上呈分区性，垂向上呈分段性，常规研究方法难于刻画此特征，基于此，探索了一种能精细表征油田内部地温场差异的方法——分区分段回归法。利用该方法对E油田复杂地温场进行了精细表征。结果显示，浅层地温梯度平均为6.10℃/（100 m），平面上由南往北呈减小趋势；深部地温梯度平均为1.53℃/（100 m），平面上由南往北呈增大趋势。沉积是平面地温梯度产生差异的主要因素。     

低温环境下煤表面吸附的均匀性试验

 等量吸附热是表征固体表面吸附非均匀性的重要参数.采用高低温吸附仿真实验装置,对九里山无烟煤、新元贫煤、潘北气肥煤进行瓦斯吸附测试,通过计算等量吸附热与吸附量的关系,探讨从常温(30、20℃)降至低温(-10、-20、-30℃)对煤表面不均匀性的影响.结果表明,不同变质程度煤的瓦斯吸附量都随温度降低而增大;在常温时(30、20℃)煤的等量吸附热随吸附量的增大而减小,表明煤表面能量是不均匀的.降温至-10、-20、-30℃时煤的等量吸附热几乎和吸附量无关,表明煤表面是均匀的.煤吸附瓦斯理论Langmuir 方程在低温环境(0℃以下)更加适用.     

巷道煤体温度探测仪的开发与应用

在煤矿巷道防灭火工作中,由巷道松散煤体的蓄热散热环境、漏风动力和强度以及松散煤体内氧气分布的共同作用,在巷道变形与起伏带、巷道交叉应力集中区等地点煤柱内常出现高温,极易引发煤自燃火灾。测量煤自燃温度的主要目的是为了定位煤炭自燃高温区域。探测煤炭自燃温度(≥100℃)一直是煤矿安全生产过程中的重大难题之一。基于单片机技术,开发研制了一种新型巷道煤体温度探测仪,并以某煤矿为试点进行了现场应用,对巷道煤体温度信息进行了采集,得到了煤体温度的实时数据和变化发展趋势,即巷道煤体一定深度范围内,温度有不同程度的升降,具有波动性。煤壁内高温点距煤壁距离一般都在1~2 m左右,大于2 m以后煤体内温度趋于稳定。经现场试验验证,此仪器操作简便,测试温度准确稳定,能够较好的反映煤壁内部的温度数据。     

煤层温度和应力梯度变化对煤层瓦斯压力计算的影响

针对煤层在地表有露头或出口的情况,根据煤层瓦斯渗流方程,提出了考虑煤层温度和地应力梯度变化的煤层瓦斯压力的计算方法。对某矿井煤层瓦斯的理论计算和实例结果表明：煤层温度和地应力梯度变化对煤层瓦斯压力有较大影响,对于深部开采煤层和高温矿井,考虑地温和地应力梯度的影响,将使所确定的煤层瓦斯压力值更准确。     

利用矿井低温岩层预冷入风流的实验研究

基于矿区浅部岩层的低温制冷效应,分析了金洲矿业集团金青顶矿区地温分布状况,研究了入风流与岩壁之间热湿交换过程,提出了一套利用低温岩层预冷入风流的降温系统。实验结果表明,金青顶矿区恒温带原始岩温常年保持12℃左右,垂直深度为55-65m之间的区域;利用标高为-155m以上的浅部岩层预冷入风流是可行的。     

涡北煤矿地温分布规律及其影响因素分析

涡北煤矿存在地热异常现象,测温孔地温梯度高达3.33℃/hm。为揭示矿区地温场特征,根据测温孔资料和矿山生产地质资料对主采煤层82煤底板温度与埋藏深度之间关系及地温梯度等值线分布特征进行研究。结果表明:F26,F22断层对地温分布控制作用明显,该区地温异常的原因是深循环地下水上升引起局部地温增高。     

大采深大型矿井井下降温设计研究

本文以朱集西矿这种典型的大采深、地温高、机电设备散热量大,热害程度严重的大型矿井为研究对象,提出地面两级制冷,大温差输送冷量,采用高低压换热器解决高静压的方法,解决了这类高温矿井排热困难,大采深矿井静水压大的难题,提出了采用国产设备解决大型高温矿井井下降温的设计方法。     

抚顺矿区煤层气资源条件综合分析

通过对抚顺矿区煤层气地质特征、储层特征及煤层气资源量的系统而深入分析,认为该区煤层气资源条件良好,主煤层巨厚而集中、煤阶相对较高、煤岩类型有利于煤层气的生成、主煤层顶板的巨厚油页岩有利于煤层气的保存、且含气量相对较高、渗透性好、1200m以浅的煤层气资源量还有41.65×108m3。同时对矿区井下瓦斯抽放利用和煤层气利用的下游市场进行了评述,指出抚顺矿区是使我国煤层气产业走出困境,寻求突破的最佳试验战场。     

深井降温与地热资源利用

为了解决深部矿井围岩、巷道空气温度过高,影响了围岩的力学性质、矿井生产安全和地热资源利用三方面问题。采用在巷道内设蒸发器(装有制冷剂的管组)释放冷量降低环境温度,工质蒸发吸收热量;在地面设压缩机、冷凝器和换热器,气态工质经压缩后在冷凝器内释放热量,一次从井下提取热量的深井降温系统;达到既改善工作环境,降低巷道内环境温度,又将置换出的热量用于地面供热及生活用水的方法。该系统的研究对深井降温与地热资源利用有一定的参考价值和指导意义。     

不同温度下含瓦斯煤岩体的多场耦合数值模拟

考虑地温变化对煤矿深部开采岩石变形破坏的影响,利用COMSOL软件建立含瓦斯煤岩体热-流-固耦合数值模型,并对掘进面进行数值模拟,研究不同温度条件下瓦斯压力、瓦斯渗流速度、煤岩体位移的变化情况。结果表明:温度变化不大的情况下,掘进工作面的瓦斯浓度随温度变化不明显;煤壁工作面附近的瓦斯压力梯度增大。其他条件不变的情况下,随着温度升高,渗流速度不会发生明显变化。该研究为含瓦斯煤岩体动力灾害预测提供了参考。