高密度三维地震技术揭示煤炭地下气化影响

"煤炭地下气化区高密度三维地震勘探技术研究" 煤炭地下气化是一种先进的煤炭开采技术，起源于1888年门捷列夫的设想，它通过在地下对煤层进行可控燃烧，利用热力和化学反应产生可燃气体，集成了建井、采煤和转化工艺。这一技术的本质是将传统的物理采煤转变为化学采煤，旨在开发清洁的能源和化工原料。20世纪60年代以来，全球多个国家，如英国、前苏联、美国和印度，都对此进行了实验，取得了一定的进展。 在中国，自1985年起，徐州马庄矿、唐山刘庄矿、山东新汶矿等地进行了有井式煤炭地下气化试验。虽然取得了一些积极成果，但因各种原因未能实现大规模推广和产业化。直到2007年，我国在内蒙古弓沟煤田成功进行了地下煤层气化点火试验，开启了国内地下煤气化的新篇章，实现了低热值煤气的发电示范。 然而，地下煤气化带来的挑战包括燃烧范围的确定、热力影响边界的识别、气化区形态和方向的分析，以及气化煤层裂隙发育程度的评估。这些因素直接影响着地下煤气化的效率和安全性。传统研究主要依赖物理和数学模型，以及对气化区地面氡气的定性测量，缺乏定量分析的手段。 针对这些问题，高密度三维地震勘探技术成为了解决方案的关键。这种技术结合了高密度三维地震采集和全三维地震属性解释，能够精确识别煤炭地下气化的影响范围和热力边界。通过地震波场响应特征的分析，可以形成清晰的地震成像，提高预测精度，并与钻探结果相符。 具体来说，气化区在地表呈现不规则形状，空间上则形成形态不规则的空腔，上覆的煤岩层在气化过程中会发生冒落填充。高密度三维地震勘探技术能捕捉到这些细微变化，提供详细的空间信息。研究人员张兴平和王秀荣在煤炭地下气化工程试验区中应用了这项技术，实际勘探结果验证了其有效性。 随着国家对煤炭能源综合开发的重视和环保意识的提升，地下煤气化技术的研究和应用将更加广泛。通过高密度三维地震勘探技术的定量分析，不仅能解决当前的技术难题，也将推动地下煤气化工程的安全、高效实施，为煤炭行业的可持续发展提供强有力的支持。