1楼：中地数媒
1.精煤中
有害元素分布特征对比
比较安太堡洗煤厂精煤与模拟洗选试验精煤中有害元素的脱除率，发现如下规律（图6-8）：
1）除个别有害元素的脱除率较接近之外，模拟分选与现场实采精煤样中有害元素脱除率的大小顺序有较大差异，但大部分元素在两种精煤中的脱除率都较高。总体来看，模拟洗选的精煤中各有害元素的脱除率都比洗煤厂精煤中高。
2）洗煤厂精煤中有害元素 sb，ba，th，hf，ree，v，be 与 u 的脱除率为负值，cl，br与zn的脱除率为正值。但在模拟洗选的精煤中，这些元素的脱除率正好相反。
比较公乌素洗煤厂精煤与模拟洗选精煤中有害元素的脱除率，发现模拟分选与现场实采精煤样中有害元素脱除率大小顺序也有较大差异，但大部分元素在两种精煤中的脱除率都较高（图6-8）。总体来看，模拟洗选精煤中绝大部分有害元素的脱除率都比洗煤厂精煤中低，仅有sb，zn的脱除率在两种精煤中有正负号的差异。
图6-8 两座洗选厂与洗选实验精煤中有害组分分布对比
对比两组洗煤厂和模拟洗选精煤的测试结果，相对于安太堡煤来说，公乌素煤模拟洗选的结果与洗煤厂实测资料更为接近。总体来看，两组洗选实验精煤中大部分有害元素的脱除率虽与洗煤厂实采精煤有一些差异，但总体变化趋势较为一致。这种差异及脱除率出现正负号相反的情况，主要在于两个原因：
其一，模拟洗选的原煤样与精煤样有同一性，即精煤真正是由原煤洗选的产品，而洗煤厂实采的精煤样与原煤样却不一定具有同一性，然而，从研究角度来看，洗煤厂精煤样与原煤样具有统一性，即两者基本上为同一**的煤，其物质组成基本相似；其二，模拟洗选与洗煤厂的洗选条件不可能完全相同，以洗选介质为例，洗选水中的金属离子浓度以及酸碱度等因素的不同，也会造成煤中有害元素洗选脱除率的差异。
2.中煤、煤泥中有害组分分布特征对比
比较两洗选厂与相应模拟洗选中煤、煤泥中有害组分的富集率，发现（图6-9）：
1）除zn，mo与ba等少数元素以外，其他元素在两组中煤中的富集率曲线变化轨迹基本相同。就安太堡煤样来看，大部分有害元素在两组中煤中的富集率为正值。而公乌素两组中煤中绝大部分有害元素的富集率为负值，即这些有害元素的含量高于原煤，可能是公乌素原煤中有机组分、包含细粒矿物的有机组分以及矿物在破碎、洗选过程中分选较好，原煤中的大部分矿物进入矸石，致使中煤、煤泥中大部分有害元素的含量也有所减少。
2）比较安太堡洗煤厂与模拟洗选煤泥有害组分的富集率发现，与模拟洗选煤泥相比，洗煤厂煤泥中更加富集有害元素，绝大部分有害元素在两组煤泥中的脱除率的变化规律不一致，但富集率出现负值的元素较少。
图6-9 安太堡、公乌素洗选厂与洗选实验的中煤、煤泥中有害组分分布对比
3.不同粒级精煤中常规煤质指标分布特征对比
洗煤厂、实验分选的各粒级精煤的基本性质见表6-4，存在如下对比规律：
1）当精煤粒度小于25 mm时，随精煤粒度增大，镜质组含量逐渐减小。上述的太西煤也有类似的特征，只是在粒度大于30 mm时，镜质组含量有所增加。惰质组、壳质组变化规律不甚明显，但有增大的趋势。
2）比较两套对比样品的四组系列数据，各粒级精煤中灰分、水分、全硫及有机硫含量的变化规律不一致。但总体来看，随粒度增大，灰分、水分、全硫及黄铁矿硫含量有减小的趋势。各粒级精煤中有机硫的含量有一定的变化，但变化的幅度较小，与粒级的关系也不明显，一般都比原煤的含量高。
4.不同粒级精煤中有害元素分布特征对比
就安太堡洗煤厂样品而言，随精煤粒度的增大，有害元素hg，ni，be及mn的含量逐渐减小，be，sb，th及u在各粒级中的脱除率均小于零，即这些元素在各精煤粒级中的含量均高于原煤。既然煤炭洗选的目的是为了降低煤中有害元素的含量，所以可以用元素脱除率的高低表示其洁净程度，含最多较高脱除率元素的粒级精煤应该算是最洁净的。从图6-10看出：
在＜0.5mm粒级精煤中，脱除率最高的为cl，sr，ree；在0.5～3mm粒级中，为br，mo；在3～6mm粒级中为zn；在6～13mm粒级中，有pb，cd，v和hf。
其他元素均在13～25 mm粒级中脱除率最高，说明该粒级范围的精煤相对洁净。
表6-4 安太堡、公乌素洗选厂与洗选实验的各精煤粒级的基本测试 （wb/%）
就安太堡模拟洗选精煤来看（图6-10）：各粒级精煤中仅有cu与br的脱除率为负值；在0.5～3 mm粒级精煤中，除cl，zn及br外，其他元素的脱除率最低或较低；在3～6 mm粒级中，cd的脱除率最低；在13～25 mm粒级中，hf及u的脱除率最低。
其他元素均在6～13 mm粒级中脱除率最高，说明该粒级精煤相对洁净，与洗煤厂精煤的分析结果不一致。究其原因，是洗选工艺不同造成的。此外，颗粒较大时，浮沉实验的效果不理想。
所以，13～25 mm粒级精煤中大部分有害元素的脱除率比6～13 mm粒级低。
从公乌素洗煤厂及相应模拟分选精煤来看：洗煤厂精煤中的be，pb，cl与br的脱除率为负值（图6-11），如在0.5～3mm粒级精煤中的cu，ba，3～6mm粒级中的sp，d，zn，hg，cd，u与st，d。
在6～13mm粒级精煤中，mn，ad，hf，cr，th，sr，p，ree与v元素脱除率最高，说明该粒级精煤比小粒级洁净。
在公乌素实验分选各粒级精煤中（图6-12），元素pb，cl与br的脱除率为负值；除0.5～3mm粒级精煤中元素zn，st，d及3～6mm粒级中cu，sp，d，ad，se，p，sb，sr外，其他元素均在6～13 mm粒级中有效脱除率最高，说明6～13 mm粒级精煤相对其他小粒级精煤洁净。
图6-10 安太堡、公乌素洗煤厂不同粒级精煤中有害组分的脱除率
图6-11 公乌素洗选实验不同粒级精煤中有害组分的脱除率
对比两组洗煤厂与模拟洗选精煤中有害元素的分布状况，公乌素两组精煤的0.5～3mm，3～6mm，6～13mm3种粒级中，除zn等个别元素外，洗煤厂及模拟分选的同样粒级精煤中有害组分的脱除率的变化规律基本一致（图6-12），但随粒级的增大，这种“一致性”的程度有所降低。此外，公乌素不同粒级精煤中有害元素的脱除率曲线的变化形态也基本相同。
就安太堡两组精煤的4种粒级而言，不同粒级精煤中有害组分的脱除率曲线的变化形态也基本相同（图6-13）。此外，除了zn及cu等极少数元素外，该洗煤厂及模拟分选的同粒级精煤中，有害元素的脱除率的变化规律也基本一致。
图6-12 公乌素洗煤厂及洗选实验不同粒级精煤中有害组分的脱除率
图6-13 安太堡洗煤厂及洗选实验不同粒级精煤中有害组分的脱除率
研究方法
2楼：中地数媒
1.资料收集与分析
系统收集研究区区域地质资料、煤炭地质资料、煤层气地质资料、煤层气生产开发资料(钻井、测井、煤岩、压裂、排采等相关资料)及研究成果。通过资料分析,为研究区内煤田构造、含煤地层与煤层特征、煤变形与构造煤、煤岩煤质以及煤层气井煤粉产出影响因素研究提供资料基础。
图1-1 技术路线图
2.矿井调查及煤岩样品采集
充分利用地质学研究方法,开展野外地质调查和矿井地质调查,运用煤田地质学、构造地质学、沉积学的野外工作方法,观察研究区的煤层宏观结构构造特征,研究煤田构造、含煤沉积与煤层特征、煤变形与构造煤、煤岩等,系统采集煤岩样品,为煤岩测试分析和煤粉产出物理模拟实验提供样品。
3.现场监测及煤粉样品采集
选择不同井型、不同排采工艺、不同排采条件的典型煤层气生产井,对煤粉产出液进行长期、连续地观察、描述和监测煤粉产出情况及特征,获得煤层气生产井排采工艺、排采参数和煤粉产出的实际资料,用煤粉浓度测试仪测试煤粉液样中煤粉浓度,系统采集煤粉样品,为煤粉测试分析提供原始样品。
4.室内测试分析
对研究区的煤岩样品和煤粉样品进行室内测试分析,包括煤岩的工业分析和元素分析,用显微光度计测定煤岩样品的反射率,用光学显微镜对煤岩样品和煤粉样品进行煤岩显微组分定量分析,用扫描电镜对煤岩样品和煤粉样品进行形态特征和结构构造分析,用x射线衍射仪对煤粉样品进行无机矿物成分分析,采用激光粒度分析仪对煤粉粒度进行分析等。研究产出的煤粉与煤岩之间的关系,从煤粉的粒度、形态、成分等方面描述煤粉产出特征,研究煤粉的**和成因。
5.物理模拟实验研究
针对不同煤岩样品,在不同排采条件下,进行煤粉产出的物理模拟实验。模拟煤层气生产过程中不同排采条件下围压和驱替流速的改变对煤粉产出的影响。模拟相同排采条件下,具有不同煤岩组分和不同煤体结构的煤岩样品对煤粉产出的影响。
模拟不同粒度和不同成分的煤粉在不同流速下的运移情况,揭示煤层气排采过程中煤粉在煤储层、井筒和排采系统中的运移规律。
6.测井资料分析与煤体结构解释
利用煤田地质勘探钻孔和煤层气井的测井资料,分析不同煤体结构煤在不同类型的测井曲线上的响应特征,利用测井曲线组合特征解释研究区内煤层气井主采煤层的煤体结构,揭示煤层气井煤层特性及不同煤体结构煤的分布情况。
7.图件编制
利用排采**中的数据,结合监测煤粉浓度数据,绘制煤粉浓度与排采参数关系的曲线图,分析煤粉产出与排采参数之间的关系。运用测井曲线对煤层的煤体结构进行识别,统计各个煤层的煤体结构解释结果,编制各煤层煤体结构类型分布图,结合现场煤层气井煤粉产出情况,分析煤体结构对煤粉产出的影响,**煤层气井煤粉的产出情况。
8.综合分析
综合分析煤矿井下观察到的煤层现象、测井解释结果、室内测试数据、物理模拟实验数据及现场监测数据,从煤层自身特征和工程扰动及其耦合效应入手,分析韩城区块煤层气井煤粉产出的影响因素,研究煤粉的成因机制,查明煤粉产出的主控因素,揭示煤粉产出规律,提出合理的管控措施。
煤中有害微量元素洗选迁移模拟结果分析
1楼 中地数媒 安太堡 公乌素煤模拟洗选样品中元素的分布情况，可用精煤中有害元素的富集率及中煤 煤泥中有害元素的脱除率来反映 图6 7 。安太堡 a 洗选精煤中有害元素的脱除率大小顺序为 脱除率 0的元素有hg，sp，d，as，co，cr，pb，ad，cd，mn，st，d，ba，sb，se，th，n...