采矿与安全工程学报 ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (5): 1003-1017.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0337

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煤矿采动空间CO2地质封存、运移与固化理论和技术框架

姚强岭,曹胜根,闫仑,李存宝,李学华,  陈胜焱,李海涛,种照辉   

  1. 1. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116;
    2. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116; 3. 深圳大学深圳市深部工程科学与绿色能源重点实验室,广东深圳518060
  • 出版日期:2023-09-15 发布日期:2023-09-13
  • 通讯作者: 闫仑,E-mail: cumtyanlun@163.com Tel: 19851691204
  • 作者简介: 姚强岭(1982— ),男,河南省兰考县人,教授,博士生导师,从事矿山压力与岩层控制、绿色开采方面的研究。
  • 基金资助:
    江苏省基础研究计划自然科学基金——碳达峰碳中和科技创新专项资金(前沿基础)项目(BK20220024)

Research framework of theory and technology for CO2 geological storage, migration and solidification in coal mining-induced space#br#

  • Online:2023-09-15 Published:2023-09-13

摘要: “碳达峰、碳中和”是煤矿行业转型的重大机遇与严峻挑战。我国因煤炭资源开发产生了规模巨大的地下空间资源,结合煤矿行业绿色开发的切实需求,聚焦煤矿采动空间的资源化利用,基于我国煤系沉积岩地质盖层概况与CO2理论封存能力,提出煤矿采动空间CO2地质封存、运移与固化理论和技术框架。该理论的核心科学问题是CO2-水-煤系沉积岩相互作用机理与CO2采动空间的运移规律;亟待解决的关键技术包括:煤系沉积岩地质盖层保护性开发与盖层人工修复技术,基于多功能测井的CO2高效示踪技术,采动空间CO2矿化辅料研发,矿井水污染监测、识别与处理技术。研究煤系沉积岩地质盖层封存能力影响因素,揭示CO2采动空间运移规律,分析CO2采动空间多场多相耦合作用机理,掌握CO2封存工况条件下的矿井水水质演变特征,形成时空尺度上的采动空间CO2地质封存、运移与固化规划理论和体系,提高其技术经济合理性。实现煤矿采动空间CO2地质封存、运移与固化,助力煤矿企业对煤系资源充分开发,增加我国碳封存潜力与封存路径,经济社会效果显著。

关键词: “双碳”目标, 煤矿采动空间, CO2地质封存, 煤系沉积岩, 地质盖层

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