科技创新是支撑地质事业高质量发展的前提保障，自省地矿局新一届党委班子调整以来，全局科技创新体系不断完善，创新创造活力持续增强，有力推动了地质工作“新质生产力”提升，助力实现找矿突破和转型发展。为此，近期将优选近两年来全局取得的主要科研成果，在《地质调查报》展示发布。本期带来的是省自然资源调查院地质科研成果。
该项目为2023年度省地矿局科技创新项目，由省自然资源调查院与中国矿业大学煤炭地下气化团队合作完成。研究团队首次针对黑龙江省新生代褐煤开展了地下气化制氢—富氢关键控制技术研究，完成了褐煤地下气化物理模拟与数值模拟实验，深度剖析了不同工艺条件对气化过程、产氢机制的影响，揭示了产氢影响因素和富氢控制机理，初步建立了一套适应于黑龙江省新生代褐煤地下气化的技术体系，为后续开展褐煤地下气化先导性工程示范奠定了研发基础，为解决褐煤资源开发利用难题开辟了新的技术路径。
项目研究团队长期从事能源地质调查及科学研究工作。现拥有自然资源部地质找矿青年科技人才1人，后备青年科技人才1人，4人入选黑龙江省自然资源专家库，1人入选省自然资源厅矿产资源储量专家库，1人为省地矿局高级专家库一级专家、2人为二级专家。近年来，共提交中型及以上矿床3处，获“中国煤炭工业协会一等奖”2项，二等奖1项，获省地矿局“优秀地质成果奖”一等奖3项，二等奖2项；发表中文科技核心以上论文20余篇，主编及合著专著4部，参与制定行业标准1项、地方标准3项。褐煤资源开发利用难题开辟了新的技术路径。
结合国内外煤炭地下气化实验与工程，为黑龙江省新生代褐煤制定了一套地下气化有利区评价规范，该规范包含5个大类、24个小类，可依据研究区实际灵活甄选参数。基于该规范，评价了双鸭山地区多个煤炭勘查区块的煤岩煤质条件、煤层赋存条件、地质构造条件和水文地质条件，确定了适宜实施褐煤地下气化工程的有利区块及首选煤层。
构建了适合于黑龙江省东部新生代褐煤地下气化的地质选区和气化炉地质选址评价指标体系和方法，建立了定量选区原则。通过对各开发单元进行评价，优选出有利区2个，较有利区1个；结合一票否决指标，优选有利炉址83处，面积总计332 平方千米 。
揭示了黑龙江省新生代褐煤地下气化过程产氢影响因素和富氢控制机理，综合褐煤地下气化工艺、影响因素和控制方法等要素，初步形成一套完整的褐煤地下气化制氢-富氢关键技术，开展了褐煤地下气化物理模拟和数值模拟实验。评价了在不同工况条件下，目标煤层的产气潜力，确定了产出气中有效组分最高的最佳工况条件。
厘清了富氧工艺条件下，黑龙江省新生代褐煤气化焦油中化学物质组成及微量元素赋存状态，揭示了温度、氧气浓度对气化焦油的影响机制。在产气的同时，成功攻克了新生代富油或高油褐煤在气化过程中焦油无法回收的技术难题，实现了地下气化焦油的高效回收。
根据有利区所评价的单体气化炉产气量、产焦油量进行初步计算，如实施1个单体气化炉工程的建设运行，投资回报率预期将达到100%，经济前景十分可观。
Research on the underground gasification of lignite through an oxygen enrichment process: insights from experimental study and Aspen Plus process model[J]. RSC advances, 2024, 14(49): 36398-36409.
一种模拟深部煤层高温高压煤炭地下气化实验方法和装置[P].江苏省: CN202210409169.7,2024-03-05。
文字|丁继双
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