行业动态
Industry dynamics
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    煤炭在全球尤其中国能源格局中占据着重要地位,在人类历史的长河中有着广泛而深远的应用。一、煤炭的基本概况(一)定义与种类煤炭是一种富含碳元素的固体物质,其颜色通常呈现棕色或黑色,大多存在于分层沉积矿床之中。它主要是由压实和硬化的植物残骸历经漫长岁月演变而成。由于形成煤炭的植物材料在性质上存在差异,煤化程度有所不同,并且所含杂质的范围也不一致,因此产生了各种各样的煤炭类型。这些煤炭类型在特性和用途方面均具有明显的区别。(二)产地分布地球上煤炭资源的分布并不均衡。中国、美国、俄罗斯、印度、澳大利亚等国家均拥有大量的煤炭资源,这些地区的煤炭储量在全球煤炭总储量中占据了相当大的比例。在中国,多个省份都蕴藏着丰富的煤炭资源,如山西、新疆、陕西、内蒙古等地,其煤炭储量和产量在全国乃至全球都具有重要影响力。二、煤炭的使用历程(一)古代时期1.中国的早期使用中国在煤炭的使用历史方面远远早于欧洲。早在公元前 1000 年左右,位于中国东北的抚顺煤矿就可能已经被用于冶炼铜。此后,煤炭在中国的使用逐渐多样化,除了冶炼金属之外,还被广泛应用于取暖、烹饪等日常生活领域。随着时间的推移,中国的煤炭开采技术和使用规模不断发展。2.欧洲的早期情况欧洲煤炭的使用历史相对较晚。直到 13 世纪,才有关于英国煤炭开采的记载开始出现。在这一时期,煤炭主要被用于一些特定的工业生产过程,如石灰烧制、啤酒酿造等。然而,由于当时技术条件的限制,煤炭的开采和使用规模相对较小。(二)近现代时期1.欧洲煤炭需求的增长18 世纪后期,工业革命在欧洲蓬勃兴起,这一时期煤炭的需求开始急剧增加。工业革命带来了大规模的工厂化生产,蒸汽机的广泛应用使得煤炭成为了主要的动力来源。煤炭不仅用于驱动工厂里的各种机械设备,还为铁路运输和蒸汽轮船提供了动力支持。随着煤炭需求的不断增长,煤炭开采技术也得到了迅速发展,矿井的深度和规模不断扩大,开采效率大幅提高。2.美国煤炭工业的发展在独立战争之前,美国殖民地所使用的煤炭大多来自英国和新斯科舍。独立战争期间,由于战争的需要以及英国煤炭供应的中断,美国开始重视本土煤炭资源的开发利用。此后,随着美国工业的快速发展,尤其是钢铁、铁路等行业的崛起,煤炭的需求迅猛增长,美国的煤炭工业也得到了长足的发展。三、煤炭的现代利用方式(一)能源领域在现代社会,煤炭仍然是一种重要的能源来源,尤其在发电领域占据着举足轻重的地位。煤炭发电具有成本相对较低、技术成熟等优点,能够为工业生产和居民生活提供稳定的电力供应。然而,煤炭燃烧过程中会产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物,对环境造成严重污染,这也促使人们不断寻求更加清洁高效的煤炭发电技术。(二)化工原料煤炭还是一种重要的化工原料,通过一系列复杂的化学加工过程,可以生产出众多具有高附加值的化工产品。例如,从煤炭中可以提取出苯、甲苯、二甲苯等芳香烃化合物,这些化合物是生产塑料、合成纤维、橡胶、染料、医药等众多化工产品的重要原料。此外,煤炭还可以用于生产焦炭,焦炭在钢铁冶炼过程中具有不可或缺的作用,它能够提供高温环境,使铁矿石还原成铁,同时还能去除铁矿石中的杂质,保证钢铁的质量。(三)气化和液化为了提高煤炭的利用效率,减少其对环境的不利影响,煤炭的气化和液化技术应运而生。煤炭气化是指在高温条件下,使煤炭与氧气、水蒸气等发生反应,转化为一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体的过程。这些合成气可以作为燃料直接用于发电、供暖等,也可以进一步加工合成甲醇、二甲醚等液体燃料或其他化工产品。煤炭液化则是将煤炭在高温高压和催化剂的作用下,转化为液态烃类燃料的过程,如汽油、柴油等。四、煤炭使用带来的问题(一)环境问题1.大气污染燃烧过程中会释放出大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等酸性气体,这些气体在大气中经过一系列化学反应,会形成酸雨,对土壤、水体、建筑物等造成严重损害。同时,煤炭燃烧还会排放出颗粒物,如烟尘、飞灰等,这些颗粒物会降低空气质量,影响人体健康,引发呼吸道疾病等问题。2.水污染煤炭开采和洗选过程中会产生大量的废水,这些废水中含有多种有害物质,如重金属(汞、镉、铅等)、悬浮物、酸碱度异常等。如果未经有效处理直接排放,将会对地表水、土壤和地下水造成污染,影响水生生物的生存,破坏生态平衡,同时也会威胁到人类的饮用水安全。3.土地破坏与生态退化煤炭开采活动对土地造成了严重的破坏。露天煤矿开采会直接挖损土地,破坏地表植被和土壤结构,导致土地沙漠化、水土流失等问题。而井下采煤则会引起地面塌陷,使大量土地无法继续耕种或用于其他用途,对当地的农业生产和生态环境造成长期的负面影响。此外,煤炭开采还会破坏矿区的生态系统,导致生物多样性减少,生态服务功能下降。(二)资源与经济问题1.资源枯竭风险煤炭是一种不可再生资源,其形成需要漫长的地质年代。随着全球煤炭消费量的不断增长,煤炭储量逐渐减少,资源枯竭的风险日益增大。一旦煤炭资源枯竭,依赖煤炭的相关产业将面临巨大的冲击,如电力、钢铁、化工等行业,这将对全球经济的稳定发展带来严峻挑战。2.经济转型压力在全球应对气候变化、推动能源转型的大背景下,许多国家和地区都在逐步减少对煤炭的依赖,加大对可再生能源和清洁能源的开发利用力度。这使得传统的煤炭产业面临着巨大的经济转型压力。同时,煤炭产业的转型也会对当地的就业、经济结构等产生深远影响,需要政府和社会共同努力来应对这一转型过程中的各种问题,尽量避免鹤岗化现象。...
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    近几年来,为了最大限度的满足社会发展对于矿产资源的需求,对于地质钻探技术的应用也予以了高度的重视。与国外发达国家的钻探技术相比,我国的地质钻探技术还有很大的提升空间。只有了解我国地质钻探技术的发展现状,明确地质钻探技术发展过程中面临的阻碍,才能够通过各种有效的措施满足实际地质钻探工作的需求,促进地质钻探技术的创新与发展。地质钻探技术的应用重要性虽然我国的矿产资源非常丰富,但是绝大多数的矿产资源都深埋在地表以下。要想对这些地表以下的矿产资源进行有效的开发与应用,就必须要对地质钻探技术的应用予以重视。一般情况下,地质钻探技术的应用,可以对地表以下的岩芯矿样进行有效的获取、分析,然后在对矿产资源参数做出客观性评价,为矿产资源的开发打好基础。我国的地质钻探技术有着很长的发展历史。一开始,钻探技术的应用只是为了寻找水资源。但是,在后期的发展过程中,发现地质钻探技术还可以在其他多个领域中发挥重要的作用。尤其是在矿产资源的开发过程中,地质钻探技术的应用极大地提升了矿产资源的开发效率。虽然我国的矿产资源极为丰富,但是社会经济发展对于矿产资源的需求量也非常大。在矿产资源开采力度逐渐加大的同时,一部分容易开采的矿产资源已经被完全的开采。而处于地质结构复杂区域的矿产资源,则面临着开采难度过大的问题。在这种情况下,只有加强地质钻探技术的研究与创新,才能够对这些矿产资源进行深入的开发。我国常用的几种地质钻探技术(1)绳索取芯钻探技术在实际的地质勘察工作中,绳索取芯钻探技术的应用,需要借助岩芯导管和打捞工具来完成土层岩石的提取。这种技术的应用主要表现出了以下几方面的优势。首先,在提取岩芯的过程中,不需要频繁的提升钻杆,除非钻头出现故障。其次,技术设备的应用面非常广泛,且操作起来非常便捷。最后,没有对钻孔深度提出更高的要求,工作人员的整体劳动强度也不大,所以可以明显加快地质勘探速度,保障岩石质量。目前,这种技术已经在坑道勘察、冰层勘察、固体矿产勘察等项目中得到了广泛的应用。(2)液动潜孔锤钻探技术这是一种以回转钻探技术为基础发展起来的钻探技术,利用冲洗液带动潜孔锤运动,并产生能量传输。这些能量就可以促使钻头冲击岩石,完成相关岩芯样本的提取。与传统的回转钻探技术相比,液动潜孔锤钻探技术的应用成本更低,操作管理更加方便,所以在矿产开发、隧道建设等领域中有着非常频繁的应用。需要注意的是,这种技术的应用,需要注意以下几方面:第一,全面把握工具设备的运行状态;第二,加强核心液压泥浆泵性能质量的检查;第三,选择的冲洗液应当含沙量偏低,且润滑性能较好。这样,可以有效减少液动锤的损耗,为勘察效率的提高提供保证。(3)反循环钻探技术这是一种借助空气或水等循环介质,与相关设备对岩层进行冲击,进而将岩层样本带出地表的钻探技术。例如,如果将空气作为循环介质,那么就需要先对空气进行压缩处理,再将其传入孔底,通过压缩空气的爆炸性振动达到冲击岩土的目的。在此过程中,剥离的岩屑就会进入取样器,并被带出地表。与空气循环技术相比,水循环技术的应用在保证岩土样本的完整性方面更有优势,但是施工效率却偏低,且会产生大量的水资源浪费现象。而空气循环技术虽然无法保持岩土样本的完整性,但是施工难度较低,可以在干燥地区进行广泛的应用。我国地质钻探技术的发展现状近几年来,在人们逐步提高了对矿产资源需求量的同时,也使得我国的地质钻探工作面临着资源紧缺的情况。而这,必然会对我国的经济发展以及人们生活质量的提高产生影响。在这种情况下,必须要对相应的地质钻探技术予以高度的重视。所以,我国相关部门投入了大量的人力、物力以及财力进行地质钻探技术的研发与创新,并通过各种优惠政策的出台扶持钻探行业的发展。这一系列的举措虽然让钻探行业进入了短暂的繁荣发展时期,但是绝大多数的地质钻探技术应用水平依然停留在上世纪八十年代。地质钻探技术水平的有限,成为地质钻探行业发展的主要制约因素。例如,我国钻探行业中的液压动力钻头,对于国外的依赖程度非常高。与之相应的钻探技术再先进,也仅处于初步发展阶段,还没有实现大范围的推广和应用。而且,虽然有各种优惠政策、技术以及资金的扶持,但是从总体上看,我国的地质钻探技术发展速度非常慢,还存在着各种各样的问题。例如,深孔钻进能力偏低,一旦遇到复杂问题就束手无策,钻探成本过大,钻探效率过低。各种问题的存在,不仅限制了我国钻探技术的发展,还无法满足我国社会经济发展对矿产资源的需求。只要加大地质钻探技术的研发与创新,从整体上提升我国地质钻探技术的应用水平,缩短我国地质钻探技术与国外先进地质钻探技术的差距,才能够为我国地质钻探技术的稳定发展提供保障。我国地质钻探技术的发展前景(1)钻探方法的发展前景虽然我国的地质钻探领域发展迅速,但是钻探方法中暴露出来的问题也越来越明显。只有借助先进的钻探技术,对当前的地质钻探方法进行优化和改进,才能够为我国地质钻探技术的发展提供保障,满足我国社会经济发展对于矿产资源的需求。例如,金刚石绳索钻探取芯法的应用,就可以满足不同地层条件和使用条件下地质勘探工作的需求。(2)钻探设备的发展前景在实际的地质钻探工作当中,完善的配套设备也发挥着十分重要的作用。经过长期的发展,我国地质钻探行业中的设备发展速度也非常快,很多钻头、钻具以及钻机的研发进展神速,且涌现出了很多大型设备、节能设备以及自动化设备。但是,这些设备的运行过程中,还存在着很多不足之处,在接下来的一段时间,还必须要对这些设备的应用方向和运行性能进行重点研究,通过二者的有机结合,来将设备应用到更多地形与领域当中。(3)地质钻探技术的发展前景在以往的地质钻探工作中,钻探技术的研究主要集中在紧缺矿产资源的岩土挖掘与开发当中,确保地质钻探技术可以在自然条件下、勘测程度低的西部地区得到广泛的应用。在未来的一段时间内,我国在岩土挖掘这一环节,需要从起步阶段逐渐步入深层阶段,所以,必须要加大相关技术的研发与推广,从技术层面支持钻探工程事业的发展。另外,海洋开发的难度也非常大,且需要投入大量的人力、物力和财力。在未来的一段时间,必须要借助地质钻探技术的研发支持海洋开发工作的开展。结语综上所述,与国外发达国家的钻探技术相比,我国的地质钻探技术还有很大的提升空间。由于我国地质钻探技术应用过程中还存在着各种各样的问题,所以我们必须要进一步加大地质钻探技术研发与推广方面的投入力度,通过地质钻探技术的升级与创新,来保障地质钻探事业的发展与进步。...
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    1.所有进行抽采的地点均有抽采工程施工设计和安全技术措施。钻孔开孔角度误差±1°,开孔位置误差不大于200mm(其他情况除外),穿层钻孔应当穿透全煤及穿岩不小于500mm,否则应当在该钻孔距离不超过500mm的位置补打钻孔。2.钻孔施工前,施工单位与矿井地测部门确定巷道中腰线,施工单位技术员依据巷道中腰线,按设计标出开孔中心线和所有钻孔开孔点与编号,施工人员严格按照标点位置、设计参数稳钻施工。孔口悬挂钻孔施工管理牌板,钻机附近或钻场内悬挂钻孔设计参数图表、避灾路线等内容牌板。3.现场施工人员应当配备参数测量所需要的线绳、皮尺(卷尺)、坡度规、记录本等工具。钻孔倾角测量以钻机跑道为准,钻孔方位角测量方法以巷道中线为起点进行测量。建议使用钻孔姿态仪代替人工放线。4.钻孔施工1~3m时,应对钻孔方位、倾角等实时参数进行复核,复核情况应当及时记录;发现超出误差范围的,应及时进行纠正。钻孔施工期间应当详实准确记录钻孔见煤(岩)深度、钻进异常情况。钻孔深度计算时,应采用计数器或其他有效方法记录钻孔内钻杆数量,并对钻孔孔口外钻杆长度进行准确测量。(一般采用视频监钻)5.采用干式排渣工艺施工时,在钻机回风侧3m范围内悬挂瓦斯检测便携仪,10m范围内设置甲烷传感器,具备超限报警断电功能,瓦斯超限切断巷道内所有非本安型电气设备电源。同时在钻机下风侧3m内悬挂一氧化碳检测便携仪或在下风侧10m范围内安装一氧化碳传感器。(具体看各省、企业要求)6.建立专用的防喷抽采系统,即采用专用抽采泵、专用管路,专用防喷装置抽采瓦斯,防止瓦斯喷孔引起巷道风流中的瓦斯超限。瓦斯抽采一般采用分源管理。7.岩石段钻孔施工使用静压水的,水压不得低于0.5Mpa,或者采用专用泵进行供水,保证供水满足打钻需要;实施水力冲孔措施时,必须在钻孔施工地点或附近安设专用压力泵,每台压力泵同时供给钻机不得超过两台。8.穿层钻孔施工过程中出现见(止)煤深度与设计相差5m及以上时,应当及时核查分析,实际见(止)煤与设计见(止)煤长度误差超过三分之一的钻孔应当测定该钻孔轨迹,不合格的及时补孔,煤层赋存出现变化的及时修改钻孔施工设计。使用中出现喷孔、顶钻、瓦斯异常现象或者掉钻杆的,应当在防突措施竣工图和钻孔施工记录、台账中标注清楚。9.抽采钻孔施工中,如果出现异常情况无法继续钻进,或者经分析出现超误差失效钻孔时,应当重新就近补打抽采钻孔,补打钻孔统一调整到一侧。10.钻孔施工结束后,应当据实填写钻孔施工原始记录一式两份,由验收人员签字(打钻负责人、跟班队长、验收员),一份存放于施工钻机处,一份由打钻负责人上井后交值班人员审核签字并对施工质量进行评价,评价钻孔施工参数与钻孔设计是否一致。内容包括:钻孔施工地点、日期班次、钻孔号、孔径、倾角、方位、见煤位置、过煤位置、深度和水力冲孔(割缝)起止时间、水压、冲出煤量及打钻过程中出现的顶钻、喷孔等异常情况。评价结果由钻孔施工单位上报负责瓦斯抽采管理部门,瓦斯抽采管理部门对上报资料及时汇总分析,并将分析结果反馈至施工单位、地测部门、矿总工程师及防突矿长。11.施工单位技术人员应当在钻孔成孔后3天内,将钻孔施工原始记录参数和冲煤量填入施工台账,绘制钻孔竣工图。绘图人员发现不符合设计要求的钻孔要及时上报瓦斯抽采管理部门、矿总工程师及防突矿长;总工程师要及时组织相关科室进行分析,并采取处理措施。瓦斯抽采管理部门每周对施工单位绘制的竣工图进行审核,对竣工图真实性负责。12.抽采钻孔必须设置钻孔施工参数牌板,填写钻孔成孔日期、设计孔深、终孔深度、见煤孔深、见岩孔深、孔径、角度、施工封孔责任人员等。...
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    我国煤炭资源勘查开发主要问题及对策措施论文概要煤炭是我国重要的能源矿产和工业原料,在国民经济发展过程中一直发挥着重要作用。通过分析2016年以来我国煤炭资源勘查投入、钻探工作量、新发现矿产地、资源储量、煤炭产量等方面数据,指出我国煤炭资源勘查开发主要面临的主要问题,包括煤炭勘查投入低、优质煤炭资源少、伴生资源开发难、生态环境约束强、安全生产压力大等,研究提出了具体的对策措施,如加大煤炭资源绿色精细勘查、推动煤炭资源安全绿色开发、强化优质稀缺资源勘查开发、探索煤与共伴生资源协同开发、提升矿区资源多元利用水平等,以期为全面提升我国煤炭资源勘查开发水平提供思路方向。作者简介程坤(1992-),男,汉族,陕西洋县人,硕士,工程师,就职于中国煤炭工业协会咨询中心,主要从事煤炭资源开发利用、煤炭企业战略规划、煤矿安全生产及绿色开采等领域研究咨询工作,取得注册咨询(投资)工程师、注册安全工程师、注册矿业权评估师等职业资格证书,参与国家发展改革委、自然资源部等政府部门委托课题10余项,参与神东煤炭集团、淮北矿业集团、陕北矿业公司等大型煤炭企业发展规划编制,以及煤炭企业高质量发展等相关领域研究工作。近年来,参与编制国家及行业标准2项,在核心期刊发表论文10余篇。主要内容煤炭作为我国最丰富的能源矿产,是能源强国建设的重要物质基础。近年来,随着国民经济持续增长,煤炭产量也在持续增加,2023年煤炭产量达47.1亿t,为我国经济社会发展提供了可靠的能源保障。短期来看,煤炭在我国能源供应体系中的主体地位不会改变,是保障我国能源安全的主要力量;中长期来看,在“双炭”目标引导和约束下,煤炭行业必将迈入减量化发展阶段,需要全面提升煤炭资源勘查开发水平,为我国新型能源体系建设提供有效支撑。首先,研究梳理了我国煤炭资源勘查开发基本现状。2016年来随着我国煤炭资源勘查投入下降,钻探工作量不断减少,完成阶段性勘查矿产地和新发现矿产地也在不断减少,从2020年开始随着煤炭资源勘查投入增加,钻探工作量、完成阶段性勘查矿产地和新发现矿产地呈现恢复增长态势;2016年来我国煤炭产量持续提升,煤炭产量从2016年34.11亿t增加到2023年47.1亿t,年均增长4.76%,尤其是“十四五”以来我国煤炭产量持续保持在40亿t以上水平,煤炭产量持续高位运行。同时,随着中东部地区煤炭资源枯竭,西部地区将成为我国煤炭资源勘查开发的主要区域。其次,研究分析了我国煤炭资源勘查开发存在主要问题。一是煤炭勘查投入低,目前我国煤炭资源勘查投入处于低位,煤炭资源勘查强度和煤炭资源开发强度不匹配;二是优质煤炭资源少,我国已探明煤炭资源储量中高变质烟煤和无烟煤相对稀缺,部分稀缺炼焦用煤只能依靠国外进口,优质煤炭资源不足将制约相关产业可持续发展;三是伴生资源开发难,80多种矿产资源与煤系共伴生或直接相关联,但在煤炭及共伴生资源开采过程中,涉及多相多场复杂耦合作用,极易诱发生产安全事故;四是生态环境约束强,西部地区处于干旱和半干旱区域,矿区生态环境承载力有限,随着煤炭资源高强度开采,极易引起土地荒漠化和水土流失;五是安全生产压力大,我国煤炭资源埋藏深、赋存条件复杂,安全隐患风险相对较大,尤其是随着开采深度增加,开采条件持续恶化,安全生产风险日趋严峻。最后,研究提出了全面提升我国煤炭资源勘查开发高质量发展水平的对策措施。一是加大煤炭资源绿色精细勘查,全面应用绿色勘查技术,加大煤炭资源勘查投入,科学划定煤炭资源勘查的重点区、接续区、储备区,鼓励企业做好生产矿井及周边区域资源勘查;二是推动煤炭资源安全绿色开发,积极开展煤矿隐蔽致灾因素普查治理,研发重大灾害智能预测预警技术,积极推广充填开采、保水开采等绿色开采技术,分类有序推进绿色矿山建设;三是强化优质稀缺资源勘查开发,重点开展炼焦用煤勘查与资源潜力评价,科学制定优质稀缺资源保护性开发规划,强化优质稀缺煤炭资源开发管理,避免稀缺煤炭资源浪费;四是探索煤与共伴生资源协同开发,加大煤与共伴生资源勘查力度,建立健全煤与共伴生资源矿业权管理办法,合理确定煤与共伴生资源开采矿业权的设置时序与管理要求;五是提升矿区资源多元利用水平,加强煤矿废弃资源综合利用,推动煤矸石、矿井水等废弃物资源化利用,盘活矿区闲置资源价值,加快发展风电、光伏、储能等现代产业体系,提高煤矿存量资源的价值创造能力。主要图表图1  2016-2023年我国煤炭资源钻探工作量及勘查投入图2  2016-2023年我国煤炭资源阶段性勘查成果图3  2022年我国煤炭资源储量分布图4  2016-2023年我国煤炭产量变化情况图5  2023年我国各地区规模以上煤炭产量占比...
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    近日,省生态环境地质调查院周艺颖等在北大核心期刊《地质科技通报》以“琼西南九所地热田水文地球化学特征及成因”为题发表科技论文,标志着海南岛西南浅部中低温地热田成因方面取得新认识。研究团队基于已有资料,深入分析,利用离子的比值及相关性、Piper图、氟离子浓度分布图、硅焓图解与二氧化硅混合模型和硅-焓方程法,探讨了九所地热田热水化学组分的来源、阳离子交换、氟离子成因、热储温度和循环深度,提出了成因概念模型,取得了以下认识:Graphical Abstract 图一是九所地热田热水中的钙镁离子会与矿物中的钠钾离子发生交换;硫酸根主要来自于安山岩、流纹岩区深部硫及硫化物的氧化;萤石等含氟矿物的溶解、离子交换等是氟离子浓度的控制因素。地热水化学成分主要受硅酸盐矿物溶滤、阳离子交换、地层岩性及构造系统发育程度的影响。二是在考虑地热水与地下冷水混合的条件下,区内地热水最可能的热储温度在99-169°C,冷水混合比例在80%-93%之间,深部地热水与冷水混合前蒸汽损失的质量比约为10%。地热水循环深度1.8-3.8km。三是基于区域地质构造和琼西南四个地热田(九所、崖城、千家和福报)水文地球化学对比分析结果,提出九所地热田成因的概念模型,揭示了九所地热田热水受降雨补给,在芙蓉田-王下构造带、乐东-西昌构造带和九所-陵水深大断裂的控制下运移,从花岗岩区流向安山岩、流纹岩区,在此过程中汲取花岗岩中放射性元素衰变能量和少部分可能存在的幔源热量而增温,并发生硅酸盐矿物溶滤、阳离子交换、硫化物氧化等水-岩作用,导致氟、硫酸根等水化学组分浓度变化,引起水化学类型的演化。在水力差和浮力差双重驱动下,地热水沿九所-陵水深大断裂带及岩层裂隙上升,在九所地下浅部与孔隙型冷水混合后埋藏于第四系和第三系沉积盖层之下,形成地热田。本论文揭示,琼西南九所地热田的主要控热构造为九所-陵水断裂带,而非尖峰-吊罗断裂带,这是理论层面的新认知。研究团队表示,琼西南地热田的热源是否存在幔源热,目前尚无充分证据,研究团队将继续对九所-陵水断裂带及邻区地热和构造活动性的关系开展研究,为深部地热勘查、相关科学研究和地方社会经济发展提供科学支撑。...
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    煤矿透明地质模型动态重构的关键技术与路径思考导读      煤矿“四随”探测技术不断创新,对金属矿勘查和开发技术方法发展也启示。      煤炭一直是我国主要能源矿产,将来很长时间还是我国重要能源资源。随着科学技术不断进步,煤矿开采智能化是主流方向,现阶段全国有近400座煤矿正在逐步落实与推进煤矿智能化建设。构建与智能化煤矿建设相匹配的透明地质保障体系,不断提高地质条件透明化理论方法和技术水平,是煤炭资源安全高效智能化开发的前提。      由于地质条件多样、特殊、复杂,现阶段地质透明化及动态过程研究程度仍然不够充分。为此,袁亮院士、张平松教授在分析我国随钻、随掘、随采、随落探测技术研究和三维建模技术的进展基础上,提出了煤矿透明地质模型动态重构的关键技术与路径思考,创新要点如下:(1)提出“四随”地质信息重构概念,通过随钻、随掘、随采、随落系列物探一体化透明信息的收集与表征,基于不同的点、线、面、体信息的汇集与整合,逐步形成透明工作面、透明采区、透明煤矿动态的地质模型构建体系。(2)基于“四随”动态高精度探查技术,提出研发地层、构造、采场、资源等多源地质地球物理场数据信息融合技术,通过“四随”探测数据信息的实时获取和综合利用,提高地质信息实时感知与交互能力,辅以虚拟可视、成像等技术,实时修正静态地质模型,完成动态地质模型重构,逐步实现对煤矿地质条件的全透明化。0  引言 据国家能源局不完全统计,现阶段全国有近400座煤矿正在逐步落实与推进煤矿智能化建设,智能化采掘工作面已经达到800余个。由此可见,智能化煤矿建设是煤矿未来发展的主流方向,其基于智慧生产系统,依托智慧职业与安全系统,辅助以智慧后勤保障系统,通过全数据可视、全场景协同,对煤矿生产、安全、技术、保障、健康与后勤等进行主动感知、自动分析、智能处理,实现对煤矿的无人、少人、安全、高效、清洁、健康管理建设的目标。随着我国智能化煤矿落地进程逐渐加快,固定作业岗位无人值守、巡检机器人辅助作业等智能化少人开采技术成果斐然,并已经初步实现了工作面“减人、增安、提效”目标。但受制于智能化相关技术发展瓶颈,国内智能化煤矿全局建设总体上仍处于培育和示范过程中,未能得到完全突破,其中地质条件的透明化问题是一项重要内容,特别是地质基础理论与技术短板亟待解决。尤其针对煤层开采静态与动态地质条件、开采环境精准探测、全过程地质信息的高精度建模、地质条件的信息识别与精准预测、突发性地质灾害事件的智能监测与防治等相关基础理论研究仍是十分薄弱,缺乏井下非接触式全面感知与多源信息融合技术、井下应急性处理地质机器人等,智能化技术对复杂条件的生产矿井适应性不够理想。“随钻、随掘、随采、随落(后称“四随”)探测一体化较以往单一探测技术而言,能够实现不停钻、不停掘、不停采条件下的连续探测,不影响正常的采掘作业,极大地提高了生产效率,具有数据采集实时性、低成本等特点。开展煤矿生产过程全生命周期的“四随”勘探透明地质信息收集与表征是智能化煤矿建设的关键。与此同时,钻掘采装备配备了“视觉”与“思考”,尝试对钻、掘、采、落过程的安全开展主动管控,成为实现煤炭智能安全精准开采的基础性、关键性技术。“随钻”探测早期主要应用于油气开发领域,随着其测试效果的提高,逐步拓展到矿山领域,石智军、王家豪等提出随钻定量定向钻进技术,从钻探技术和工艺上支撑了我国煤炭科学产能的释放和高效发展;王季、王保利、李圣林等开展了“随掘”地震震源特征及探测性能的研究,尝试使用掘进震动信号替代常规炸药震源,取得一定效果;程建远、覃思等围绕“随采”开展了先导性的试验研究,认为“随采”地震将成为后期透明工作面三维地质建模的重要参数源之一;“随落”目前尚无明确研究提出,但是作为采空区上覆地层形变,导致地质条件动态变化一直是大家所关注的热点和难点,围绕动态建模的“随落”实时探查技术发展的系统亟待发展。具体表现为,目前煤矿巷道钻机型号多样,钻探施工频繁,采用存储式“短节”方式进行全程随钻地震记录,形成一钻一记录,不影响钻探本身施工,海量的随钻记录中不仅包含了地层与构造信息,还全程记录钻探工艺过程,进而实施随钻大数据解析与钻探过程评价与管理;掘进巷道空间大于钻孔空间,随掘物探是在掘进机与巷道围岩上布设不同类型传感器,全程记录掘进机破岩的动力波、地电场等响应特征,可实现掘进岩性判别、前方构造预测和掘进过程的自身安全管控;随采地震技术以工作面采煤机截煤为震源,记录采煤机滚筒动力波、液压支架响应等全空间地震波波场,进行工作面煤壁煤岩识别、工作面构造CT探测与采煤过程的主动管控;随落是利用布设在采空区的光纤、温度、电极等传感单元,对采空区垮落过程中的应力、温度、浓度、渗流等进行长期实时监测,通过孔隙率、应力的变化为采空区的围岩破坏、火灾、地面沉降提供预警。现阶段“四随”物探一体化研究用以实现多源综合应用尚且不多,对于多源数据融合技术的理论研究、工程应用、技术革新等都还处于探索阶段。      结合“四随”实时动态探查技术的研究与三维建模分析,阐述了目前随钻、随掘、随采、随落等煤矿生产过程中所采用的探测技术及其发展状况,以及在矿井三维地质透明化建模中的应用,笔者提出“四随”信息透明化综合利用与思考,可为煤矿地质条件透明化构建研究提供参考。1 “四随”技术研究进展      “四随”地质信息的获取与整合是透明地质模型动态重构的关键技术手段,其重点是将各个阶段过程中的探测手段与地质地球物理场信息感知技术进行融合,获得不同阶段的全地学信息,提升采掘周期的信息化、智能化和透明化程度,为生产提供精准保障与预警作用。因不同过程的差异性,目前各个阶段都有相应的技术进步,但需要进一步系统化和综合化融合、利用。1.1 随钻探测技术研究进展      煤矿建设和生产过程中,通过浅、深长钻孔钻探获取前方或未知区域的资源、地质、水文等信息必不可少,其难点是精准地进行地层异常信息判识,同时形成一维到三维的钻孔空间,实施孔中探测、排水、抽气、注浆、监测传感器布设等次生工程,为全面掌握生产区工程地质条件奠定基础。      随钻探测是在地质导向钻进的基础上结合地球物理探测技术形成的一种新兴技术。通过钻孔地质参数的测量,实时掌握钻进过程中的技术参数,达到钻孔轨迹明确、钻遇岩层可知、探查构造可控等目的,确保钻探工程的实际效果。        在随钻探测方面开展随钻地质地球物理信息解析与反演是大家关注的热点,中煤科工西安研究院(集团)有限公司在煤系地层识别判据建立、地层物性参数采集技术、小直径动态方位伽马测量短节设计、煤系地层识别技术等方面持续开展攻关研究,研发出国内首套基于方位伽马测量的矿用地质导向钻进系统,实现随钻动态方位伽马探测,地层识别精度达到0.3 m、测量范围(0~350 API);李斌对矿井随钻地震方法做了实验研究,阐述了与钻具钻头钻进相关的岩石力学性质以及钻柱震动形式,研究了基于短时傅立叶变换与相关分析的随钻地震信号处理方法,并开发了随钻地震的采集仪器与应用软件,且在室内实验场和矿井巷道进行了实验;刘惠洲为探测和预报掘进工作面地质构造发育及含(导)水情况采用钻探物探一体化超前探测技术,研发了随钻地震信号检测设备,并开展随钻地震的物理模型试验,且通过现场工程验证方法的可行性与有效性。      我国煤系地层地质条件的复杂性以及智能化煤矿建设对地层识别及地质探查精度要求不断提高,开发适合钻具耦合式的钻测一体化装备是未来随钻探测技术发展的重要方向。1.2 随掘探测技术研究进展      掘进前方地质灾害频发、防治难度大,目前解决的办法多集中在利用钻探进行超前探查,同时辅助以地球物理方法与钻孔配合的孔巷探测等,以单次探测或跟踪循环探测方式保障安全掘进。智能化煤矿建设中,快速掘锚支护装备跟进速度快,尤其TBM钻机的井下掘进施工,机、探设备一体化发展与实践要求高。因此对前方预测的方法由单次探测向“短距离、高频次、高精度、全覆盖”的随掘探测需求转变是下阶段发展的趋势。1.2.1 巷道随掘探测技术      (1)随掘地震技术。随掘地震探测技术是指综掘机或者盾构机切割煤壁或破岩产生的震动信号,通过互相关处理,得到与炸药震源相似的数据,经过处理与成像实现对巷道前方地质条件的实时探测。NEIL等借助相关分析技术对掘进机信号进行脉冲化处理;LI等提出在相关分析前采用最佳维纳滤波反褶积方法,去除掘进机震源多峰值脉冲干扰,提高脉冲化处理效果的思路;王季等基于在线式矿井地震监测分站完成对随掘地震信号的实时采集,实现在掘进过程中利用随掘地震信号对巷道前方和侧方区域成像,并将其应用于山西榆树坡煤矿,试验结果表明,该系统满足对地质探测能力要求。      (2)随掘电法技术。随掘电法最早是由德国GD公司研发一款搭载于TBM盾构机上的隧道电法超前探测设备,利用刀盘作为测量电极。此后,我国也开始了机载激发极化超前预报仪器的研发,田明禛成功研发出了机载激发极化超前地质预报仪,并将其应用于工程上,此仪器能够完成对地质异常体的探测成像和识别;ZHAO等在原有的BEAM系统基础上,引入电阻率层析成像,并提出利用虚拟电极代替原来保护电极,为掘进工作面前方地质状况的反演成像提供计算条件。      (3)随掘瞬变电磁技术。巷道掘进瞬变电磁探测技术与隧道相同,结合TBM施工隧道进行超前探测。胡佳豪等尝试一种基于电性源激发、电场分量采集的施工隧道瞬变电磁探测装置形式,并利用三维时域有限差分法对单个电性源激励下隧道前方瞬变电磁场的分布规律与特征进行了正演模拟,该装置满足TBM施工隧道的超前预报能力。这些工作为后续矿井巷道探测提供基础。综上,目前随掘探测技术受到施工环境及探测技术双重限制,仍然表现为以单一探测技术为主,未来研发适合不同掘进地质条件的多地球物理参数融合式随掘设备以满足高精度探测需求是关键所在。而且,对于巷道前方地质条件的探查,也将逐渐由富水区、破碎带探测转变到对异常界面等综合地质信息探测。此外,由TBM钻机地电场探测到震、电、磁、温等多参数融合探测也将成为重要的研究方向。1.2.2 联合反演      联合反演是解决地球物理单一反演多解性提高探测精度的重要手段之一,开展多源数据联合反演可以有效地提高地质异常体的判识精度和解释精度。      不同随掘探测技术获取的数据不同,如何将各种数据进行联合反演,获取高精度的融合参数实现对地质异常信息的有效判识,是随掘探测数据处理的研究方向。程久龙等等基于粒子群算法对瞬变电磁与直流电法超前探测数据进行联合反演,有效抑制干扰,提高了反演精度和分辨率;刘再斌等等采用井震联合反演,实现相同物性数据间的联合反演,弥补单一属性地质数据精度的不足。此外,针对不同属性或者没有直接岩石物性关系的地球物理数据,采用基于交叉梯度约束进行相同或不同属性数据的联合反演是目前重要的有效手段之一。      通过多元信息联合反演在数据解释上表现出更为显著的优势,特别是高精度探测需求下,开展基于交叉梯度约束的多源数据联合反演研究具有重要意义。1.3 随采探测技术研究进展      工作面开采会揭露煤岩界面并使围岩赋存条件产生动态变化。随着回采生产工作的进行,实际控制的煤层数据增加,其重点是在保证工作面正常生产前提下,完成对工作面割煤断面前方多波多参数信息采集,实现近、远距断面精准地质条件判识,减少煤岩体差异变化对割煤机械的损伤,同时有利于确保液压支架安全运行。利用煤岩识别技术,通过在割煤机械上装配不同的传感单元,建立煤岩特征识别系统,自动判别煤层与岩层,实时获取高精度煤岩分界面数据,重建近距断面模型。利用随采地震CT技术,以割煤机、带式输送机为随机震源,基于工作面巷道布设非完全观测系统,构建随采震波CT信息感知系统,动态识别割煤机前端0~20 m段煤岩及构造异常信息,重建远距断面模型。1.3.1 煤岩识别技术      煤矿井下工作环境恶劣,准确进行煤岩识别,获取煤岩界面信息,实时调整采煤机工作状态,是实现精准切割煤层的重要基础,也是开展工作面随采地震高精度探测的重要需求之一。       煤岩识别技术是基于煤岩不同特征建立识别系统,实现煤层与岩层的自动判别,为采煤机提供煤岩界面参数,防止误割岩石,提高采煤效率的目的。煤岩识别技术可根据采煤机是否切割岩石分为接触式和非接触式。(1)非接触式煤岩识别技术。非接触式煤岩识别技术可适用于工作面开采任何阶段,不仅可以在工作面采前进行煤厚探测,采中进行调节和控制,采后进行煤岩矸分选,而且采煤机无需切割岩石,刀具不易损坏,不足之处是易受探测环境的影响。现阶段工作面开采已推广应用的主要煤岩识别技术包括机器视觉技术、电磁探测技术、光谱识别技术。基于煤岩的纹理特征实现煤岩自动判别是目前煤岩识别技术重要的研究方向,高峰等为了提高煤岩图像识别技术的精度和效率,提出一种基于塔式池化架构和卷积神经网络技术的煤岩图像分割识别网络模型,弱化特征图内部不同区域之间关联信息的损失,显著增强对全局信息的有效表征,测试结果表明该模型在稳定条件下和抖动条件下均可取得良好的煤岩识别效果,验证了该技术在复杂环境中的可行性、鲁棒性。(2)接触式煤岩识别技术。接触式煤岩识别技术主要包括振动探测技术、温度探测技术及扭矩探测技术等。该技术可有效降低探测环境对识别精度的影响,但在煤岩普氏系数较为接近时存在识别精度较低,需要切割岩石,易造成切割刀具损坏。张强等结合振动探测技术和温度探测技术,通过提取割煤过程中截齿的振动信号及温度信号作为特征信号构建神经网络,实现对截割试件的煤岩比例准确识别,为基于采煤机截割煤岩振动特征和温度特征的煤岩识别提供重要的理论和数值依据。该技术综合应用能够很好解决单一煤岩识别传感器识别精度低和稳定性差的问题。1.3.2 随采地震CT技术      随采地震CT技术是指利用割煤机切割煤壁时所产生的连续震动作为被动震源,实现回采工作面内构造、煤厚变化等静态地质条件精细化探测以及顶底板破损带、应力集中区等动态灾害条件监测预警的地震新技术,除震源较为特殊,该技术的方法原理与常规地震勘探基本相同。随采地震作为一种被动源地震探测技术,摆脱了矿井地震对炸药震源的依赖,同时也避免矿井地震需要停止采掘作业的困扰,实现对工作面的实时动态探测;陆斌等利用互相关干涉方法提取采煤机的有效信息,并对一个已知煤层尖灭进行随采地震探测;王保利等通过随采地震技术在某矿12701工作面的应用,发现随采地震探测数据具有高信噪比、宽频带等特点,且可以实现对工作面内静态地质构造和动态应力变化的探测。      随采地震探测技术是实现工作面智能化开采、地质透明化的重要技术基础,是安全回采的重要理论并提供数据支撑,是透明工作面三维动态地质建模、多源地质灾害监测预警的重要技术手段,是未来矿井智能化探测、无人(少人)化监测重要的技术发展方向。1.4 随落探测技术研究进展      生产中对采空区的关注多集中在后方透水、自燃发火、漏风及覆岩破坏发育高度等安全问题。通过在采空空间布设浓度、渗流、温度、应力应变等传感器,形成多参数监测网,可对各类环境及灾害条件进行数据监测与预警,提高对异常体和剩余资源的判识能力,为智能化煤矿建设及后续废弃矿井利用评价提供基础。目前,采空区的监测技术以光纤、微震、采空区全息空间扫描等技术为主。(1)光纤技术。光纤技术因其传输距离远、损耗小,抗干扰能力强、易于实现多点多参数在线监测,被广泛应用于采空区监测。其监测以温度监测、应变监测为主,可以获得煤层采后空间的动态数据。谭玖设计了采空区温度场监测系统,基于此系统采用FBG温度传感器实现对采空区进行监测,在神华宁夏煤业集团羊场湾煤矿采空区温度场监测,取得良好的探测效果;张平松团队开展钻孔光纤测试技术应用,获得覆岩、底板变形场发育特征,通过其变形破坏分带性,精确获得其岩层变形破坏深度。  (2)微震技术。微震技术具有动态、三维监测的特点,可以对三维空间内的煤岩体性状进行全时段不间断监测。王旭研究了浅层采空区顶板垮落过程的微震信息分形维数时间演化规律,从时间、空间、能量3个角度分别计算了各自的分形维值,给出采空区围岩变形破坏不同阶段微震参数的分形特性;刘超等提出基于微破裂识别采空区覆岩采动裂隙,并从中获取采动裂隙场分布参数。(3)采空区全息空间扫描。三维激光扫描测量技术具有快速性、不接触性、实时性、动态性、主动性、全数字性、高精度、高密度、高效率等特点。广泛用于矿山采空区探测。考虑到煤矿采空区随落特点,其在实际煤矿采空区探测应用中效果欠佳,但仍有部分学者开展其在矿山采空区探测的应用研究。夏洪春等等采用三维洞穴激光扫描仪监测采空区随采场推进的时空变化,获取采空区的全息空间信息,通过专业软件处理得到采空区形态;孙树芳通过对采空区三维激光扫描数据的分析与处理,获取采空区的空间数据,为地质条件的透明化提供了技术保障。通过多场监测网获取采空区多场信息与三维空间感知信息,从不同维度对采空区地质条件进行透视,为透明地质条件的构建提供数据基础,后期随着全空间立体成像技术的进一步发展,也将在煤矿智能化领域发挥重要作用。...
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    4月12日上午,新疆矿产资源风险勘探投资基金揭牌成立,正式启动运营。自治区人民政府副秘书长刘建国,自治区自然资源厅党组书记、副厅长孙继洲共同揭牌。自治区财政厅二级巡视员吕文平出席揭牌仪式。自治区自然资源厅党组成员、副厅长王漠主持揭牌仪式。去年9月下旬,经自治区人民政府批准,总规模18.01亿元的投资基金由自治区自然资源厅、财政厅牵头组建,今年3月中旬在中国基金协会完成备案。正式运营后,将按照“政府引导、市场运作、科学决策、防范风险”原则,围绕煤炭、锂、锰、金、铜、铁、铅、锌、钾盐等重要矿产开展地质勘探,自主投资成立SPV公司或与相关领域投资人合作,盘活矿业权市场。刘建国指出,投资基金揭牌成立,是深入推进新疆新一轮找矿突破行动的重要里程碑。依托投资基金,充分调动国有地质勘查单位积极性,撬动社会资本,构建“资本化投入、市场化运作、专业化决策、企业化管理、产业化发展”矿产资源勘探开发模式,增产能、稳产量、保市场、优结构,助力自治区“八大产业集群”建设,更好发挥新疆能源资源和产业在全国大局中的重要作用。“新疆地处亚欧大陆腹地,成矿地质条件优越,矿产资源丰富,是全国矿产资源最为丰富的省区之一。投资基金揭牌成立,对于加快新疆矿产资源优势转化、助力自治区‘八大产业集群′建设,具有重要意义。下一步,将统筹各方力量,扎实推进投资基金运营,为新疆矿业产业市场繁荣发展做出更大贡献。”孙继洲表示。吕文平表示,投资基金不仅是推动矿产资源合理开发利用的重要举措,更是发挥财政资金引导撬动作用,促进地质勘探资本与市场有机结合,推进资源优势转化为经济优势,强化资源整合和优化的资金平台。投资基金揭牌成立,标志着自治区矿产资源勘探开发事业迈入了一个新的发展阶段。投资基金管理人单位负责人作表态发言。自治区发展和改革、工业和信息化、财政、自然资源、国有资产监督管理、地方金融管理、地质等部门,相关金融机构,中央驻疆地质勘查单位、自治区国有地质勘查单位,相关自治区国有、民营矿业企业负责人等参加揭牌仪式。...
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    近日,经单位推荐、形式审查、初审、审定和公示等程序,遴选产生了中国地质学会2023年度“地质科技重要进展、地质找矿重大成果”项目,现予以公布。壹地质科技重要进展(排名不分先后)1晚更新世以来中国北方沙漠环境演变过程及干旱区人地关系浙江大学杨小平等联合国内9家单位依托科技基础资源调查专项,从地质记录和人类活动两方面对中国北方沙漠进行了多学科、多尺度的考察与研究,在以下方面取得了重要进展:论证了我国北方沙漠、沙地在地质尺度上存在多个较湿润时期,主要以河流纵深沙漠腹地形成河流-静水沉积、古大湖发育形成高湖面、沙丘固定形成土壤为标志;提出我国沙漠保存了与周边山体等地球表层系统联动的环境信号,其景观动态均是对全球或区域气候变化的直接地表响应;系统梳理了我国沙漠及其毗邻地区在史前及历史时期存在的大量人类活动遗迹,并刻画了沙区人地关系特征,论证了我国沙漠在东西方文明交流互鉴、民族融合过程中的过滤和缓冲作用。围绕项目任务,项目组通过发表系列学术论文、专著和建立开放共享的数据集,构建了我国沙漠环境演变和干旱区人地关系的全局图景,并为制定沙区可持续发展策略提供了科学支撑。2我国三个重稀土矿物的发现与意义重稀土是极具战略意义的矿产资源,但重稀土成矿类型单一,主要为离子吸附型,且其开采过程(原地浸矿)中环境问题突出,因此寻找新类型重稀土矿床是一项重要的科学探索。由西北大学地质学系刘鹏副教授领衔的团队在重稀土矿物与成矿方面取得了重要进展:一是在自然界首次发现了含钒与重稀土的硅酸盐矿物族,发现的三种重稀土新矿物,不仅实现了我国重稀土新矿物发现零的突破,还对晶体结构学具有特殊意义;同时,首次在华南地区识别出三叠纪(223Ma)重稀土矿化,确立了一种重稀土成矿新类型,并揭示了重稀土超常富集与加里东期S型花岗岩关联的新机制,提出了重稀土找矿新方向。3山东省地质信息集成与综合利用取得重大突破由山东省地质调查院牵头完成的“透视山东”建设取得了山东省地质信息集成与综合利用重大突破。一是建立了省级地质资料信息化技术标准体系,打造了“数据+模型+平台”为引擎的地质数字赋能模式;二是首次建立了山东省地质大数据库,实现了馆藏8.7万份地质资料、8.5万个地质钻孔及多项专题数据成果的“一张图”管理;三是率先构建了省域尺度岩性级三维地质模型,构建了中心城区、成矿带、矿产地等满足不同维度需求的三维地质模型,形成了全省“1+16+N”多尺度三维地质模型库;四是基于“大平台、一体化、场景式”的建设模式,首次搭建了基于三维数据底座的省级地质信息综合利用管理平台,实现了TB级多维地质大数据的高效存储管理与在线应用服务,大规模三维地质模型分析效率提升至秒级,创立了地质信息服务新模式,为政府有关部门决策提供了高效便捷的地质科技支撑。4青藏高原大型地震断裂带的变形机制聚焦青藏高原龙门山和鲜水河大型发震断裂,深入开展地震断裂带变形机制方面的研究,取得了如下创新性认识:(1)首次发现大地震可在地壳浅部含水断层泥中发生熔融作用,补充完善了地震的传统认识;(2)确定了龙门山映秀-北川断裂带晚三叠世逆冲-左行走滑的大地震活动,提出断裂岩的高磁化率各向异性度值是大地震活动的新标志;(3)首次揭示了龙门山汶川-茂县断裂新生代的变形行为、大地震活动与孕震环境,为认识强震孕育背景提供了科学数据;(4)发现强震频发的鲜水河断裂带具有长期蠕滑变形行为,提出断裂强化过程与诱发地震的新机制,改变了传统观点。上述成果完善了断裂作用理论,提高了对青藏高原大型断裂带变形作用和强震发生机制的认识,为地震危险性评估提供了科学依据,服务支撑了国家重大工程建设。5湖南省锂铌钽等稀有金属资源高效勘查与开发由湖南省地质调查所牵头,黄建中为首席专家的科研团队,通过持续攻关研究,建立了伟晶岩矿床“大岩体成大矿” 的成矿新模式,揭示了湘东北地区稀有金属伟晶岩具Be→Be-Nb-Ta→Li-Nb-Ta分带演化规律;完善了高分异演化花岗岩型稀有金属矿成矿模式;建立了伟晶岩型稀有金属矿“空-天-地-深”的物-化-遥-气综合探测技术及快速评价方法,创新了视电阻率扫面物探和去植被高光谱遥感新技术,获得国家发明专利;研发了钽、铌、锂和云母、石英、长石等高值化综合利用的成套技术,创新了无尾、无废选矿新工艺,对绿色矿山开发具有重大意义。项目预测了湖南省锂矿资源潜力超过400万吨,成功引进企业来湘投资勘查锂矿资源,实现了找矿突破,对推动稀有金属找矿具有引领示范作用。6松辽盆地砂岩型铀矿理论技术创新及应用由核工业北京地质研究院秦明宽研究员率领的研究团队,聚焦松辽盆地砂岩型铀矿找矿面临的重大基础地质和关键技术难题,创新思路和技术手段,在重点地区首次厘定出青山口组的空间分布,开辟了找矿新层位;构建了“多源多阶段”成矿模式和“多要素叠合”找矿模型,形成了中国特色的“六位一体多因耦合”板状铀成矿理论;开发了定量岩心高光谱信息解译、可控震源浅层三维地震等新技术方法,实现了深部控矿要素和弱矿化信息的有效识别;集成构建了大型裂谷盆地砂岩型铀矿综合预测评价技术体系,定量预测全盆铀潜力为31万余吨。预测的一级远景区经钻探查证,落实万吨级大型铀矿产地1处,并在其他多个远景区发现了工业铀矿化,推动了该盆地找矿新突破。7四川盆地筇竹寺组超深层页岩气勘探获得重大突破以西南油气田公司总经理雍锐为代表的专家团队,通过创新提出“槽-隆”联合控富的新模式锁定有利目标区,并采用地质工程一体化攻关超深层页岩气开采技术,在四川德阳-安岳裂陷槽寒武系筇竹寺组页岩取得重大商业突破。资201井(垂深4600米,测试日产量73.88万立方米,EUR超1.7亿立方米)是中国首次在超深层获得具有商业价值的工业气井,随后威页1H井控压排采累产气超2000万立方米,EUR1.4亿立方米。两口井的连续突破,标志着5000米以浅筇竹寺组页岩已具备商业开发的技术和装备能力,基本落实有利区地质资源量2万亿立方米,开辟了四川盆地页岩气万亿级规模增储的新阵地,有望建成全球最古老且具有商业开发价值的超深层页岩气田。8琼东南盆地宝岛凹陷探获我国首个深水深层大型气田琼东南盆地宝岛凹陷历经多年勘探实践,深水深层领域一直未能获得规模油气发现。通过产学研用协同攻关,创新建立了“构造变形位移-深部地幔热隆”双动力控制下的“间歇式封闭环境、双源互补式”成烃机理,提出了被动陆缘盆地“低位长期活动断裂控运-高位弱活动断裂控聚-相对稳定构造转换带富集”的天然气规模成藏模式,研发了陡陆坡深水深层地球物理探测和深水深层产能测试流动安全保障技术体系。琼东南盆地宝岛凹陷发现了我国首个深水深层大型天然气田——宝岛21-1,提交国家天然气探明地质储量518亿立方米,落实了宝岛凹陷北坡深水深层天然气富集区,标志着南海西部深水深层勘探取得重要突破,为南海深水深层油气勘探奠定了理论和技术基础,推动我国深海深地探测取得重要进展,对保障国家能源安全具有重大意义。9天然气水合物钻采船(大洋钻探船)首次试航获得圆满成功天然气水合物钻采船(大洋钻探船)在广州南沙完成主体建设,完成首次航行试验,标志着我国深海探测能力建设和装备现代化建设迈出关键一步。“梦想”号总吨约33000吨,总长179.8米、型宽32.8米,续航力15000海里,具有国际领先的大洋科学钻探能力,承载着全体中华儿女加快建设海洋强国的共同梦想,承载着全球科学家“打穿莫霍面、进入上地幔”发展地球系统科学的共同梦想,承载着全人类开发地球深部资源的共同梦想。该船预计于2024年全面建成,将为天然气水合物勘查开采产业化提供重要装备保障,进一步提高我国能源自主保障能力,有力支撑我国实施大洋钻探国际大科学计划,提升“深海进入、深海探测、深海开发”能力。10我国黏土型锂资源高效富集和精准分离提取技术取得突破系统查明黏土锂的赋存状态,创新选冶技术联动机制,突破了黏土型锂资源从原矿到电池级碳酸锂产品的全链条工艺技术。攻克低品位黏土型锂资源无尾化选矿技术瓶颈。创新开发出“梯级机械除杂-定向浮选富集”技术,首次实现铝质岩型锂资源无尾化利用,锂富集比大于1.8,铝精矿铝硅比大于10。首创“低能耗精准活化-靶向深度分离”和“预调-缓释-终点微区控制”技术,对高铝铁复杂锂浸出液除杂率大于99.5%,同时锂回收率大于82%,制备出符合YS/T582标准的电池级碳酸锂。率先完成黏土型锂资源的全链条选冶中试,工艺成本小于10万元/吨碳酸锂,建成国内首个黏土锂盈亏平衡动态评价体系,有望支撑我国西南地区百万吨级黏土型锂资源开发利用。贰地质找矿重大成果(排名不分先后)1山东省莱州市探获国内最大单体金矿床山东省莱州市三山岛矿区西岭金矿勘探成果是山东黄金地勘团队经过多年探索完成的地质找矿重大成果。2023年8月,该成果提交备案金金属量592.186吨,平均品位4.02克/吨,是我国迄今为止规模最大的单体金矿床,预估潜在经济价值超2000亿元。西岭金矿是我国岩金矿深部找矿突破的典型代表,其资源量主要分布于-1000米到-2500米标高范围内,矿体走向最大长度2085米,斜深最大2057米,如按矿山生产规模330万吨/年排产,可服务矿山40余年。西岭金矿的探获,具有重大的科研价值和经济价值,它不仅丰富和完善了胶东区域金成矿理论,为我国深部找矿工作及已有金矿富集区资源拓展提供了参考和借鉴的范本。2西藏昂仁县朱诺矿集区铜矿勘查取得重大找矿突破针对国家对铜矿资源的重大战略需求,项目团队综合利用高光谱、物探、化探等技术方法在朱诺矿集区实现重大找矿突破,累计查明铜资源量349.92万吨,其中朱诺铜矿勘探新增铜资源量73.56万吨,新发现的北姆朗和次玛班硕铜矿分别探获铜资源量49.72万吨和6.34万吨,累计新增铜资源量129.62万吨,极大地保障了我国战略性矿产铜矿资源安全。朱诺矿床及外围的找矿突破将有力支撑国家新一轮找矿突破战略行动,助推我国又一新的1000万吨级铜资源基地的形成,拉动地方财政及商业勘查资金持续投入,促使找矿成果快速转化,对于藏西地区的经济发展和社会稳定具有重要的示范意义。3山东省济南市莱芜区张家洼Ⅰ、Ⅱ矿床再次探获大型规模优质富铁矿山东省济南市莱芜区张家洼矿区Ⅰ、Ⅱ矿床深部铁矿勘探项目共投入钻探工程22460.60米/20孔,18孔见矿,最大见矿厚度153米,共提交铁矿石资源量12418.2万吨,增储6667.9万吨,这是继2016年张家洼矿区探获大型优质富铁矿床之后,再获新突破。查明的资源量促进张家洼Ⅱ矿床产能扩大20倍,延长矿山服务年限为17.5年,预计上缴增值税46.7亿元,企业税后利润138.2亿元。张家洼矿床累计查明资源储量超过3.7亿吨,成为国内规模最大的矽卡岩型优质富铁矿床,有效缓解我国铁矿对外依存度,是新一轮找矿突破战略行动增储上产的生动实践。4川西木绒超大型锂矿床找矿技术方法创新与找矿突破项目于2018年-2023年实施,主要实物工作量:1∶2000地质测量0.56平方千米;1∶5000水文地质、工程地质、环境地质测绘各4平方千米;槽探98.9立方米/23条,坑道175.36米;共施工钻孔93个,总进尺42246.73米。采用“遥感、构造研究、地电化学测量和地球物理(AMT)”多元信息综合找矿技术,成功探获超大型伟晶岩型锂矿床,提交Li2O金属量 988612吨,平均品位1.62%;伴生Nb2O5 5895吨,平均品位0.010%;Ta2O53038吨,平均品位0.005%。其中Ⅰ号矿体Li2O金属量960434吨,平均品位1.63%,为我国乃至亚洲单体规模最大,矿石品位为世界第二的锂矿体。为打造“川西国家级锂资源基地” 提供了资源保障。该勘探项目解决了高原深切割区隐伏巨型单脉伟晶岩型锂矿找矿关键技术难题,创立了隐伏巨型单脉锂矿找矿模型,被自然资源部部长王广华誉为“为我国实现找锂突破,起到了示范作用”。5甘肃北山地区钒矿成矿规律研究及找矿突破近年来,以甘肃省地质勘查基金为依托,甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院在北山地区开展了钒矿成矿规律研究和找矿工作,累计投入勘查经费达1.6亿元,总结了成矿规律,建立了钒矿区域找矿预测模型和勘查技术方法组合。北山钒矿均赋存于寒武系黑色岩系中,为沉积型矿床。先后发现了敦煌市五一山钒矿等10处中小型钒矿床,累计提交钒氧化物资源量117万吨,V2O5平均品位0.821%~0.99%,潜在经济价值达2000亿元,实现了找矿突破。五一山钒矿成果转化出让,价格为18119万元,已取得采矿许可证,具备开发条件。大型钒电池储能设备在清洁能源领域的应用,给钒产业带来了广阔的应用前景,北山钒矿的资源扩大将为我国储能产业健康发展提供资源保障。6贵州省瓮安县营上磷矿详查贵州省瓮安县营上磷矿详查是“贵州省2022年新一轮找矿突破战略行动”项目,由贵州省地质矿产勘查开发局一一五地质大队选区、实施。贵州省自然资源厅、贵州省土地矿产资源储备局多次组织专家现场指导。项目在传统技术手段的基础上,采用新理论、新方法、新思路完成。营上磷矿是贵州省瓮福地区新发现的第三座超大型磷矿床,矿区内赋存a、b两层矿,单工程平均厚度近30米,全区P2O...
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    西北大学日前发布消息称,该校地质学系、大陆动力学国家重点实验室刘鹏副教授与中国地质大学(北京)李国武教授团队申请的两种新矿物,近日经国际矿物学学会新矿物命名与分类专业委员会审查、投票,均通过认定。两个新矿物的中文名为褐磷钒铁铅石和绿磷铁铅石,国际矿物学会编号为IMA2023-113和IMA2023-119,英文名为nigelcookite和plumbojohntomaite。毓川碳钇矿镜下照片 Ych-Y:毓川碳钇矿毓川碳钇矿晶体结构图褐磷钒铁铅石和绿磷铁铅石均属于绿磷铝钡石族。这两种磷酸盐新矿物的晶体结构特征与绿磷铝钡石族其他矿物相似,均为单斜晶系。     文兰钒钇矿显微镜下、BSE以及FIB取样制样照片 Jw-Y:景文矿;Wlz-Y:文兰钒钇矿文兰钒钇矿晶体结构图据悉,这两种新矿物均发现于广东玉水铜矿。该发现为绿磷铝钡石族增加了两个新的端元,与该团队此前发现的重稀土矿物景文矿、文兰钒钇矿、毓川碳钇矿产地相同。自2021年10月起,该团队已在玉水矿区发现了5种新矿物。 ...