科技成果

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成果名称: 韩城矿区地质构造解析与构造控制矿产资源机理研究

成果登记号: 9612018J0028

第一完成单位: 陕西陕煤韩城矿业有限公司

联 系 人: 夏玉成

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 研究报告

技术领域: 新能源与高效节能

应用行业: 采矿业

成果简介:

    《韩城矿区地质构造解析与构造控矿研究》是陕西煤业化工集团公司级科研计划项目(项目编号:2015SMHKJ-B-J-08),由陕西陕煤韩城矿业有限公司和西安科技大学共同完成,于2017年1月通过陕西煤业化工集团组织的验收,于2018年1月21日通过中国煤炭工业协会鉴定。

    本项目全面收集、系统分析了韩城矿区地质勘探和煤炭生产过程中积累的地质资料,采用目前国内外地质构造和煤炭地质研究领域的先进理论、技术与方法,首次系统深入地剖析了韩城矿区地质构造的几何学、运动学和动力学特征,总结出基于新全球构造观的韩城矿区地质构造发育与演化规律,深入研究和揭示了地质构造对煤层、地下水和煤层气/瓦斯赋存规律的控制机理,提出了合理开发利用矿产资源,防治矿井灾害,保障煤矿安全高效开采的技术措施。

    经煤炭信息研究院全面检索,认定本项目在以下几方面进行了创新研究:

    (1)对煤矿区进行了全面系统深入的构造解析,既揭示了韩城矿区的基本构造格架,总结出矿区地质构造的空间展布规律,又揭示了地质构造的成因机制和时空演化复合规律。

    (2)全面系统地揭示了韩城矿区的构造控煤机理,既包括构造作用过程对聚煤作用和聚煤强度的动态控制,也包括构造作用结果对聚煤强度和赋存状态的静态控制;既包括形态控制,也包括性质控制;并用构造控煤模式高度概括了构造作用对煤层聚积、变位、变形、变质等过程的控制机理。

    (3)深入研究了构造控水和构造控气机理,从合理开发利用矿产资源(地下水和煤层气)和防治矿井灾害(矿井水与瓦斯)双重视角,深入系统地研究揭示了地质构造对煤矿安全高效开采的控制作用及影响程度,从地质角度提出了合理开发矿产资源和防治矿井灾害的技术措施。

    (4)探索了量化预测分区的新方法,采用基于逐步回归预测的构造熵值法,根据已揭露区构造熵值对矿井构造相对复杂程度进行量化评价,通过逐步回归分析得到构造熵值预测经验公式,对未揭露区构造相对复杂程度进行量化预测。在此基础上,提出了对矿区煤炭资源赋存区域有利开采区块进行综合辩识分区的技术方法,即综合考虑煤层厚度、构造相对复杂程度、水害威胁程度和瓦斯灾害危险性程度等4个一级指标,应用加权叠加算法,将矿区煤炭资源赋存区域划分为有利开采区块、较有利开采区块、可改造开采区块和不利开采区块。

    本项目的研究成果将构造控煤研究提升到了一个新的高度,对促进煤炭地质科技进步具有重要的理论意义。同时,本项目研究解决了煤矿安全高效开采中的部分热点、难点和关键问题,不仅有助于促进煤矿安全高效生产,对矿区经济社会可持续发展和矿区安全稳定产生良好的社会效益,而且有助于减少地下水流失、减少温室气体(瓦斯)排量、保护矿区生态环境,产生良好的环境效益。

    本项目对煤层发育情况、构造相对复杂程度、矿井水害威胁程度和瓦斯灾害危险性程度进行了量化评价预测,为各矿井选择有利开采区块提供了宏观指导。本研究成果在韩城矿区各生产矿井应用一年来,避开了构造、瓦斯等复杂区块,提高了回采效率,节省了构造治理及防灾费用,吨煤成本降低了30元以上,据不完全统计,增加利润6300余万元。此外,通过本项目研究评价,韩城矿区煤层气潜在价值达到416.4亿元。