赵欣
- 作品数：17 被引量：241H指数：9
- 供职机构：中国煤炭地质总局更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国地质调查局地质调查项目国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球石油与天然气工程经济管理更多>>
- 生态地质层理论及其在矿山环境治理修复中的应用被引量：32
- 2022年
- 矿山开采活动不仅对地表植被、土壤层和地形地貌产生破坏,还会对所能影响到的地下岩层等地质体产生扰动和破坏,引起区域地表和地下生态环境系统的变化。因此,有必要从地质学角度开展矿山生态环境治理修复的理论与技术研究。基于对煤炭矿山开采造成的主要生态环境问题研究,提出了如何从地质角度开展矿山生态环境治理的思路,分析了煤炭开采对生态环境的影响机理,论述了生态地质层理论。采用“将今复古”的治理原则,通过对破坏地层层序结构的研究和模拟再造,形成了生态地质层的构建原理和修复关键技术,并列举了青海木里矿区“急、难、险”生态治理修复工程推广应用的实例。研究认为:①矿山开采造成生态环境破坏的根本原因是开采对原始地层系统产生扰动和破坏,引起地层位移、变形、破裂、垮落,导致应力重新分布,引发地下水、气系统变化、运移和重新聚集,造成地表上部或浅层的岩石发生变化,影响到地表土壤、生态环境的改变,乃至水圈、大气圈的变化。②生态地质层是指对区域生态环境具有控制属性作用的地层或地层组合层段,矿山勘查开采对生态环境破坏的实质是生态地质层的破坏。③矿山生态环境治理的关键是构建和修复生态地质层,通过研究区域原始地层剖面和产状、岩石结构构造,采用人工干预和相似材料物理模拟的方式,构建出具有与原始地层相似属性作用的类岩性层段。根据治理修复对象的不同,生态地质层可划分为土壤层、地形重塑层、煤层顶板岩层、含水层等,高原高寒地区还包括冻土层。④生态地质层构建材料的选用是生态修复的关键。提出无土地区可利用矿山开采形成的废弃渣土,变固废为生态地质层构建修复的主要材料的技术与方法。在青海木里矿区生态治理修复中解决了高原高寒地区大范围
- 王佟刘峰赵欣林中月李聪聪王辉李永红
- 高原高寒矿区生态地质层修复中的土壤层构建与成分变化差异被引量：33
- 2022年
- 木里矿区地处高原高寒地区,经多年开采后生态破坏严重,土壤资源极度贫乏,能否将采矿渣土改良成适宜植被生长复绿的人造“土壤层”成为了生态修复过程中的科学难题。基于此,开展了适宜祁连山腹地高寒草甸生长的重构土壤材料和改良最佳配方的研究与试验。选用木里矿区渣土为土壤层构建矿基材料,以当地羊板粪、商品有机肥、牧草专用肥等为土壤改良材料,分土壤层构建和人造土壤肥力提升两大部分在矿区现场室内设置不同配比开展盆栽种草及出苗对比实验研究,重点分析了土壤层构建出的人造土壤与原始草甸土的差异。研究结果表明:①通过将羊板粪和矿区内经过人工破碎筛选后的细纯渣土进行深度拌合,可以有效构建具备植被立地条件和基本生长条件的人造土壤;②利用主成分分析法,分析了不同材料和配比在加入人造土壤后,土壤肥力提升的综合效果,得出渣土+羊板粪+商品有机肥+牧草专用肥(组合3)的土壤层构建方案最优,牧草长势好,与原始草甸土壤成分最相近;③现场大面积土壤层构建时,根据最佳的配比方案,制定了羊板粪用量为450 m^(3)/hm^(2)左右、商品有机肥用量为22500~30000 m^(3)/hm^(2)、牧草专用肥为225 kg/hm^(2)的土壤层构建和肥力改良方案,复绿成效显著,在高原高寒木里煤矿区生态修复过程中,推广应用了土壤层构建方法,有效解决了当地无土的难题,矿区的生态环境得到有效治理,节省高额的治理费用,也为同类矿区大面积生态地质层修复提供参考和借鉴。
- 王佟蔡杏兰李飞王辉刘金森周伟谢色新赵欣宁康超杨庆祝李聪聪高超孙浩龚雨杭
- 关键词：土壤肥力
- “双碳”背景下国外能源生产消费现状对我国能源安全保障的启示被引量：9
- 2022年
- 在全球应对气候变化,世界各国纷纷制定“碳达峰、碳中和”政策推动下,清洁低碳能源发展成为不可逆转的新趋势,我国也进入了能源结构转型的重要窗口期。我国应摸清煤炭资源家底,提升煤炭储备能力,加强煤炭清洁利用,深入推进油气资源勘探开发,增加原油储备与提高采收率,坚守能源安全发展,大力支持发展风电和光伏发电,推进大型水电基地建设,地热能和生物质能的开发利用。通过构建绿色产业结构和低碳能源供应体系,共同保障和提升国家能源安全,协同助力我国“双碳”目标的实现。
- 赵欣
- 关键词：能源转型能源安全资源保障
- 生态地质层理论在煤层保护和生态修复中的应用--以高原高寒矿区生态治理实践为例被引量：7
- 2023年
- 高原高寒冻土区生态治理是世界性难题,在生态治理的同时进行煤炭资源保护更少先例可言。按照系统工程思路,以生态环境保护为宗旨,并兼顾残存煤炭资源的保护,在青海省木里地区生态治理过程中取得成果认识如下:研究了木里矿区自然气候特征控制下的生态易破坏且难于修复性;总结了土壤层状结构控制下的水土流失和植被水分补给特征;认为生态地质层缺失和破坏是致使生态破坏的关键症结。为此,借鉴前人成果,研发了煤层顶板及其上覆岩层生态地质层修复技术,建立了生态地质层损伤判识方法,分析了生态地质层修复与再造对煤炭保护及生态修复的意义。
- 王庆伟邢夏帆邹明俊郭彪赵欣王佟
- 关键词：生态修复煤层顶板
- 中国煤炭与煤层气协同勘查开发现状与发展趋势被引量：10
- 2023年
- 【研究目的】煤炭是中国的主体能源,煤层气(煤矿瓦斯)是煤矿生产过程中的重要危险源,同时也是一种重要的清洁能源。煤层气主要成分是甲烷,甲烷的温室效应是等体积二氧化碳的80~120倍,大量排入空气中会对大气环境产生严重影响。本文通过分析中国煤与煤层气勘查开发模式和技术现状,论证了煤与煤层气协同勘查开发的必要性和可行性,进而提出中国新的煤与煤层气协同勘查的技术途径。【研究方法】本文通过梳理大量前人资料和研究成果,分析了中国的能源供需、煤炭与煤层气协同勘查开发技术现状和发展趋势,讨论煤与煤层气协同勘查开发技术方向和对策。【研究结果】科学论证了实施煤与煤层气协同勘查开发的必要性和可行性,揭示其技术瓶颈,提出了煤与煤层气协同勘查技术体系,构建了煤与煤层气协同开发新模式,提出了未来煤与煤层气协同勘查开发利用关键技术及发展建议。【结论】实施煤与煤层气协同勘查开发非常必要和十分迫切;中国煤层低渗透率、低储层压力、低含气饱和度和复杂的地质和开采技术条件,决定了以煤与煤层气协同勘查开发为主、地面抽采为辅的煤层气开发利用方式;应深化煤与煤层气耦合成矿成藏规律研究,建立煤与煤层气协同勘查开发利用关键技术与CCUS技术相结合的技术体系。
- 孙杰程爱国刘亢严晓云张莉赵欣
- 关键词：煤炭煤层气
- “双碳”背景下我国煤炭资源保障能力与勘查方向的思考被引量：38
- 2023年
- 我国以煤为主的能源消费结构短期内不会改变。目前我国煤炭能源仍然处在需求量大、资源高强度开发阶段,有必要认真审视我国煤炭资源勘查工作。通过分析我国煤炭资源分布与保存问题,基本摸清了煤炭资源状况。认为我国煤炭资源相对丰富,但分布主要受东西向、南北向“两横”和“两纵”构造带控制,在“九宫”分布不同区域资源赋存与开发程度不均衡,中东部地区开发强度大,西部资源丰富但勘查开发程度低。同时,对我国主要煤炭矿区典型矿井的煤炭资源采出情况进行了调查与计算,研究了煤炭资源回采率的计算方法,得出目前技术条件下多数矿井的煤炭资源回采率在24.3%~59.8%,直接反映了目前开采技术条件下我国查明煤炭资源、储量的实际采出情况。我国目前查明煤炭资源、储量20 a后大多将被开采和占用,保障能力不足,需要引起全社会对煤炭资源勘查工作的重视,提前谋划合理制定针对性的解决方案。从现在开始勘查工作:一是加强中东部老矿区煤炭储量增储勘查力度;二是加快煤炭勘查开发战略西移,建设煤炭基地“双子座”;三是开展深部和复杂地区的地质条件精细勘查评价,助力煤炭资源、储量的储备能力提升,实现煤炭在保障我国能源安全稳定发展中的压舱石作用。
- 王佟刘峰刘峰邓小利赵欣任世华袁同兴任世华
- 关键词：煤炭资源煤炭开发地质勘查煤炭资源回采率煤炭储量
- 煤层气井位精细部署的地质工程一体化影响因素分析与科学优化被引量：5
- 2023年
- 煤层气井位部署与实施方案的研究与论证是煤层气区块开发方案制定的关键环节。通常认为煤层厚度、含气量、埋深等是煤层气井位部署的主控因素,但在实践中发现构造、井间干扰等因素对产气效果的影响也十分显著,煤层气井位部署需要综合地质条件、工程、经济效益等多因素进行科学合理性和全成本投入评价的系统研究。为此,重点介绍了在区块地质条件分析、井距优化、现场施工过程中时常被忽略掉的一些重要因素,并加以分析优化。(1)提出了煤层气井位精细部署与实施的思路与方法。煤层气井位精细部署和科学实施,要充分考虑地质因素、开发效果、经济效益、施工要求等多因素,对区块进行整体规划、精细部署、科学施工和动态调整,主要包括3个阶段任务:开发前精细部署阶段、现场科学实施阶段、开发后动态调整阶段。(2)构造变化对煤层气井产气效果影响较大。分析了沁水南部某煤层气区块内发育小高点、小低点、小鼻状、小断层等次级构造对产气效果的影响,局部小鼻状构造最有利于煤层气富集高产。针对不同构造部位的变化特点,提出了考虑不同井型和次级构造变化的4类13型井网样式分类,适用于不同地质条件的煤层气井型井网部署。(3)模拟研究了多因素影响下的井距优化方案。综合考虑不同井距条件下井间干扰对产气效果的影响、不同井距累计产气量差异、开发井数与产气效果之间的经济效益差异等因素,得出能够实现较好产气效果和经济效益的最优井距大小。(4)提出一种地质工程一体化的井位部署与实施新思路。提出“地质‘块段’划分+井口靶点坐标优化+集中工厂化钻井+强化缝网的‘块段’式压裂”4个步骤的地质工程一体化井位部署和工艺改进优化方法,通过优化井位部署单元,提高钻探效率的同时,利用多口井交替
- 赵欣赵欣王梓良张尚锟丁恋李聪聪王伟超李聪聪董昌乐
- 关键词：煤层气井位部署
- 高寒冻土区露天矿水传输涵养系统构建模式及应用被引量：3
- 2023年
- 水源涵养修复与保护一直是露天矿从开采到闭坑后全生命周期治理和生态环境保护中的薄弱环节,涉及高寒冻土区复杂背景下多学科、多圈层环境下更为错综复杂的水问题,其中相互联动水文过程的分析研究更是巨大挑战。在分析自然环境及高寒冻土环境下水传输涵养的影响因素和矿山开采活动对水传输涵养影响的基础上,从不同形式和环境圈层中水的相互交织传输过程,重点分析在自然环境、露天矿生产活动破坏影响和人工修复保护3种情形下的水传输涵养机理。基于全面联系分析查找问题的思路和综合系统治理的原则,提出了水传输涵养系统的概念,并从3个基本构架提出了露天矿水传输涵养系统模式构建:(1)从治理区到与自然水系联通的20余种组合模式及不同类型对象基本适用条件,提出了地表水系联通搭接顶层系统构建;(2)按照近似原位涵养、汇水传输、过水传输、输排通道等功能单元定位,从生态截排水沟、不同截排水沟空间展布样式和输排水骨干网、汇水支网、功能单元分区提出生态截排水网络构建;(3)从微地貌整形、地表毛细沟网络和垂向上多元生态地质层重构理念支撑原位水源涵养系统重构的底层设计。基于以上研究,以5号井为例将其规划建造成10个功能单元分区,实现分区引导下地表水补径排汇空间分布的重新调整分配,最终形成5号井新的地表水传输涵养系统。研究旨在为高寒冻土区露天矿水的修复保护工作提供新的系统思路和方法支撑。
- 王伟超王佟王明宏李永红梁振新赵欣孙玉琦李有鑫
- 煤层气开发井网设计与优化部署被引量：30
- 2016年
- 以鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气为例，按照开发前期井网设计、现场优化部署和动态效果跟踪3个阶段一体化的整体思路和方法，对煤层气开发井网进行优化部署和动态调整。开发前期井网设计以煤层构造、埋深、厚度、顶底板岩性、含气量、渗透率和水文地质条件等7个方面的地质条件为依据，确定开采井网应为菱形井网，井型以丛式井为主，水平井为辅；井网方位是菱形长对角线为面割理方向，短对角线为端割理方向；高渗透区井距为300～350m，低渗透区井距为350-400m。现场优化部署要充分考虑地表、地下和钻井工程条件3个因素，并遵循地上服从地下、工程服从地质的基本要求。动态效果跟踪阶段，通过对区内井间干扰和层间干扰现象的观察，重新优化部署24口生产井，调整36口生产井的开发层系，使得区块井网设计更为合理。5a的开发实践证明，三区块优化部署后的井网和开发模式基本合理。
- 赵欣姜波徐强刘杰刚赵岳段飘飘
- 关键词：煤层气开发井网设计
- 二连盆地中生代构造变形主控因素:物理模拟与讨论被引量：2
- 2018年
- 二连盆地是中国东北部中生代含油气盆地,与中国东部中生代裂陷盆地之间存在显著的几何学与运动学相似性,根据盆内构造线走向和典型地震剖面构造样式可划分为中央正向裂陷带和周缘斜向裂陷带。尽管前人对盆地中生代构造变形开展了大量研究,但有关同期构造控制因素的认识尚不清晰。为此,研究以二连盆地为原型,设计了3组分别改变伸展速率、伸展方向及同沉积作用的平面沙箱模型。实验结果表明伸展方向控制裂陷内部断层特征;南东向的伸展速率改变深层构造薄弱带的扩展和断裂发育规模;同沉积作用促进基底滑脱层的活动强度,且进一步抑制边界断裂的生长。模拟结果还揭示了伸展方向是该盆地构造变形的主要控制因素;同沉积作用和伸展速率为次要控制因素。同时根据中国东部及邻区典型中生代裂陷盆地的几何学与运动学相似性,认为"南东向伸展"可以提供较好的运动学解释。
- 徐强徐凤银赵岳赵欣赵欣王建新
- 关键词：二连盆地物理模拟中生代
