面向项目风险控制的煤炭地下气化地质条件分析

摘要：

煤炭地下气化(UCG)是中国煤炭工业发展的必然选择,地质风险控制是UCG项目成败与否的首要基础.立足这一背景,将钻井式UCG项目风险控制总目标分解为建炉地质可行性、气化生产易控性、气化过程安全性、开发生产经济性4个子目标,探讨地质条件与潜在风险之间因果关系,提出了 UCG地质分析与评价新思路.分析认为,UCG炉高质量建造体现在井壁稳定性和井眼轨迹可控性2个方面,前者关键地质因素是煤体结构或强度,后者主要受控于煤层厚度、结构、产状及其稳定性.UCG生产易控性地质评价聚焦于2个目标:一是气化工作面推进易控性,倾角适中的煤层有利于UCG工作面推进,燃点过高煤层工作面推进难度较大,复杂煤层结构不利于气化,微构造是UCG过程控制的不利因素;二是UCG层内通道易控性,通道易控性随煤层埋深增大而显著降低,高黏结高膨胀性煤层会严重危害通道畅通程度,高灰熔点和高热稳定性煤层更易保持通道畅通性.UCG过程安全性地质分析同样包括2个方面:其一,UCG生产安全性,涌水量过大带来安全生产隐患,上覆足够厚度隔水层及其稳定性是保障生产安全的关键;其二,UCG环境安全性,UCG地面沉降总体上并不显著,有机物污染潜势与煤种高度相关,中～难挥发性有害元素对地下水环境的危害性需高度关注.UCG开发经济性主要涉及气化有效性、合成气质量、资源可靠性3个方面,与煤的化学反应性、灰分产率、煤田勘查程度、煤炭资源量等因素密切相关,地下气化-煤层气联采则是提高UCG经济性的可探索途径.实际上,多数地质因素均与上述4个UCG风险控制子目标相关联,不同程度上存在交叉影响,需依据相对贡献参与UCG地质评价,其中微断层、煤的黏结性和膨胀性、上覆含水层距离3个因素具有"一票否决"作用,进而提出了面向UCG项目风险控制的地质评价与优选基本思路.

关键词：煤炭地下气化、项目风险、地质分析、建炉可行性、生产易控性、过程安全性、生产经济性

所属期刊栏目：48

分类号：TD84(矿山开采)

资助基金：贵州省科技重大专项资助项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：290-306