[01531781]窑街煤田超临界二氧化碳赋存机理与突出灾害防治关键技术

主要技术内容：针对窑街煤田超临界CO<,2>赋存和突出灾害严重的特点，深入研究了超临界CO<,2>成藏演化过程和赋存规律，系统解决了窑街煤田煤与CO<,2>突出灾害防治的关键技术难题，立足于试验矿区实际情况，研究获得了：（1）窑街煤田CO<,2>动力变质成因与成藏演化机制，摸清了CO<,2>的成因、来源、成藏演化过程和圈闭条件；（2）窑街煤田超临界CO<,2>赋存及其对突出灾害的控制作用，发现了煤田中CO<,2>以超临界状态赋存，得到超临界CO<,2>的吸附和解吸动力学特征、渗透性能及对突出灾害的控制作用；（3）超远距离上保护层开采及卸压CO<,2>抽采技术，基于窑街煤田地质条件和超临界CO<,2>赋存的突出灾害特点，开展超越距离上保护层开采及卸压CO<,2>区域性抽采试验、验证和优化了技术参数，建立了消除突出灾害的指标体系，制定了突出灾害防治企业技术标准，完善了保障机制，有效提高了突出灾害防治的可靠性；（4）建立了保护层连续开采、腐泥煤干镏炼油，半焦发电，粉煤灰生产水泥和保护层沿空留巷充填材料的资源循环利用新模式。授权专利情况：（1）网格式穿层钻孔孔群增透瓦斯抽采方法，发明专利，授权号ZL200710020997.7；(2)不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，发明专利，授权号ZL200710021163.8；(3)突出煤层下向顺层长钻孔递进掩护区域性瓦斯抽采方法，发明专利，授权号ZL200710021160。4.技术经济指标：系统的获得了窑街煤田CO<,2>赋存规律，提出F19断裂带的热动力作用使基底大理岩分解，形成了无机地壳来源的CO<,2>成因，以及CO<,2>运移、圈闭、成藏的演化机制，首次发现了在窑街煤田的一定区域内赋存超临界CO<,2>，超临界CO<,2>密度与液体相当，具有压力高、吸附性强、膨胀能大、渗透性低、突出灾害严重等特点。在层间距达90～100m的超远距离上保护层开采条件下，获得了高孔隙压在被保护层中增强卸压的作用机制，被保护层卸压膨胀变形量达到5‰，透气性增大了878倍，卸压CO<,2>抽采率达到77%，含量由50～60m<'3>/t以下，压力由7.4-10.0MPa降至0.6MPa以下，区域性消除了突出危险。煤与CO<,2>突出煤层连续开采和劣质煤炭资源循环利用新模式。应用推广及效益情况：本项目系统的解决了窑街煤田超临界CO<,2>赋存和煤与CO<,2>突出灾害防治的关键技术难题，并提供了先进的集成化技术体系，显著推动了煤与CO<,2>突出矿井的科技进步和安全生产，在窑街煤电集团3个矿井推广应用，使煤与CO<,2>突出灾害得到了有效控制，实现了安全高效开采；本项目建立的资源循环利用新模式，不但保护了环境，而且增加了就业；本项目还培养了一批现场工程技术人员和博士级硕士研究生。项目的实施获得了显著的经济和社会效益。