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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

“富油煤地下原位热解开采”专题

来源:煤炭科学技术

近日,陕西煤田地质集团、西安交通大学、西安科技大学等单位联合宣布,在榆林神木大保当井田开展的先导性试验,打通了富油煤地下原位热解开采工艺流程,并成功提取了全球第一桶原位热解煤焦油,实现了煤田采油“从0到1”的实质性突破。

富油煤是指焦油产率为7%~12%的特殊煤炭资源,具有煤油气复合属性,主要分布在我国西部地区。富油煤在地下原位隔绝空气条件下,可通过中低温热解优先提取国家紧缺的油、气资源,生成可替代无烟煤和焦煤的热解半焦。为促进我国富油煤地下原位热解开采最新理论与技术成果的展示与交流,《煤炭科学技术》整理了近年来刊登的文章,希望更多的学者关注富油煤地下原位热解开采,为富油煤从燃料向“燃料+原料”转化,实现“双碳”目标贡献智慧!

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  • 作者(Author): 王双明, 孙强, 胡鑫, 葛振龙, 耿济世, 薛圣泽, 师庆民

    摘要:富油煤的清洁高效开发有助于实现我国的能源安全。选择柠条塔矿富油煤,开展了N2和欠氧气氛条件下的加热试验,利用体视显微镜获取不同温度处理后富油煤的表观形貌,在氩气气氛中,对富油煤在0-600℃下热重(TG)、微商热重(DTG)、差示扫描量热(DSC)进行测试,基于激光闪射法监测富油煤热导率变化,并分析了不同升温速率下活化能、频率因子等热解动力学参数的变化规律,探讨富油煤热处理后裂隙演化和热解动力学参数变化。研究结果表明,随着加热温度的升高,富油煤表面裂隙数目明显增多,逐渐贯通,且镜煤裂隙发育程度更高。相比N2气氛,同温度下欠氧气氛中煤样裂隙率更高。质量损失率变化趋势与裂隙率相似,由于欠氧环境中煤样发生氧化反应,导致其增速更快。N2气氛中富油煤质量损失率与裂隙率迅速提升的温度点明显滞后于欠氧气氛。室温至350 ℃范围内,由于热膨胀影响,富油煤热导率随着温度升高有所增加。根据TG分析,富油煤随温度变化可分为室温-300 ℃、300-500 ℃和500-600 ℃三个阶段,在阶段Ⅰ和Ⅱ分别由于吸附水析出和有机质的分解吸热,频率因子和活化能逐渐增大;在阶段Ⅲ由于无机矿物的分解放热,频率因子和活化能降低。研究结果有助于理解富油煤高温开发过程中的结构演化机制和传热机理。
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    煤炭科学技术
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  • 作者(Author): 杨甫, 段中会, 马丽, 付德亮, 田涛, 贺丹, 岳明娟

    摘要:煤的绿色清洁高效利用是煤炭工业可持续发展的重要途径。陕西省煤炭资源丰富,主要含煤区分布于陕西北部的五大煤田,富油煤资源更是位居全国首位。通过收集以往地质勘探资料和针对性采集陕北榆神矿区某煤矿煤心进行化验测试分析,探讨陕西省富油煤分布特征及影响煤焦油产率的地质因素。结果显示,陕西省富油煤以陕北侏罗系煤田为最优,焦油产率分布于7.6%~15.3%;物质组成、生油潜力、热演化程度及成煤环境控制着煤的焦油产率的大小和分布。基质镜质体、挥发分产率、H 元素含量及H/C 原子比等与煤的焦油产率呈正相关关系,相关系数较高,岩石热解参数中烃指数与焦油产率的相关性高,可作为快速判别煤焦油产率的指标;煤焦油产率随着热演化程度的增加呈现先增加后减少的趋势,且在Ro 约0.9% 时,达到最大值;沉积环境水体微流动、强还原、浅覆水−微流动的泥炭沼泽相的煤焦油产率值越高。研究结果为富油煤的地质预测提供借鉴。
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    煤炭科学技术
    2023年第03期
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  • 作者(Author): 许婷, 李宁, 姚征, 王强, 谢青, 高骏

    摘要:富油煤开发利用对实现我国煤炭清洁低碳利用、缓解油气供应紧张、保障国家能源安全具有重要意义。鉴于此,基于焦油产率分级划分,对榆神矿区延安组主采煤层富油煤时空分布特征进行了研究,对影响焦油产率的地质因素进行了探讨。结果表明,该区总体以富油-高油煤为主。垂向上,3-1号煤层焦油产率最高,富油煤和高油煤分布面积最大,其次为2-2号煤层,5-2号煤层相对最小。平面上,焦油产率呈东南部高,西北部低的变化趋势,除局部分布含油煤外,其他区域均被富油煤和高油煤覆盖。高油煤在矿区东南部连续分布,东北部零星分布,其中3-1号煤层高油煤分布面积最大且连续性最好。富油煤的形成主要受煤化程度、成煤物质、成煤环境等因素影响。较低的煤化程度对富油煤的发育极为有利,富油煤和高油煤发育比例达96%以上。较高的富氢镜质组含量为富油煤的发育提供了良好物质基础,富氢镜质组(基质+均质镜质体)含量为高油煤>富油煤>含油煤,富油煤和高油煤的富氢镜质组分含量占全岩显微组分的比例均在50%以上,氢元素含量均在4%以上。强还原性环境为富油煤的生成和富集提供了良好条件,富油煤主要形成于三角洲平原到滨浅湖沉积环境,覆水深度越大,还原性越强,越有利于形成高焦油产率煤;高油煤主要形成于东南部覆水深度最大、还原性最强的滨浅湖环境。
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    煤炭科学技术
    2022年第03期
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  • 作者(Author): 王锐, 夏玉成, 马丽

    摘要:榆神矿区丰富的富油煤资源为我国煤化工提供了优质的化工原料,但是榆神矿区富油煤的赋存特征尚不明确,严重制约了富油煤资源的高效利用。为查明榆神矿区富油煤的分布特征和沉积环境,对该地区富油煤的进一步勘探和开发利用提供地质依据,以榆神矿区延安组2-2煤和5-2煤为研究对象,通过原煤的焦油产率分级划分,对榆神矿区的富油煤赋存特征进行研究,并根据灰成分指数、硫分、镜惰比等煤层形成过程中的地球化学特征及成烃母质的干酪根特征,探讨2-2煤和5-2煤层富油煤的沉积环境。研究结果表明:2-2煤原煤焦油产率5.3 %~15.3 %,平均10.1 %,5-2煤原煤焦油产率5.1 %~14.6 %,平均9.9 %,榆神矿区主要以富油煤为主,局部分布为高油煤。平面上,原煤焦油产率有由西向东、由三角洲平原向滨浅湖方向呈增高的趋势,垂向上,自下而上逐渐增高,高油煤随着滨浅湖由东北向西南迁移。榆神矿区富油煤形成于持续稳定下降的鄂尔多斯盆地古构造环境、还原性较强的滨浅湖古地理环境及温暖潮湿的古气候环境。含腐泥型母质为生油提供了物质基础。
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    煤炭科学技术
    2020年第12期
    173
    459

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