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西安科技大学学报2025年第04期:窑街矿区浅层CO_2突出灾害与成藏机制关联性

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作者:寇海波;张健;申艳军;顾霖骏;陈兴;田治花;

单位:西安科技大学理学院;西安科技大学地质与环境学院;西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院;西安科技大学陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室;长安大学地质工程与测绘学院;

摘要:甘肃窑街矿区受其特殊的成藏结构条件控制,在浅层空间内积聚了大量CO_2,开采扰动导致CO_2突出灾害频发,成为煤矿浅层CO_2突出灾害的典型案例。为剖析浅层CO_2突出灾害与成藏地质机制的内在关联,在窑街矿区井田地质特征分析的基础上,探索了CO_2突出灾害的分布特征及潜在规律,并研究了矿区内CO_2的来源、运移和赋存特征。结果表明:窑街矿区存在四大CO_2突出灾害高发或高风险区域,均为高压力、高浓度、大存量的CO_2富集区,且均靠近F_(19)大断裂;断层是影响窑街矿区CO_2成藏和突出灾害成生的主控要素,既是CO_2的运移通道、储存空间和封存基础,又造成了CO_2突出灾害的局部性和分散性;烧变岩潜水在CO_2长期安全地质封存中起到了水力封闭、溶解封存、矿化封存的辅助作用;开采扰动破坏了CO_2积聚区的应力平衡和封闭条件,是造成浅层CO_2突出的诱因。研究可为矿区CO_2突出灾害防治与浅层大规模地质封存提供借鉴。

关键词:CO_2突出;;浅层;;成藏机制;;CO_2地质封存;;窑街矿区

基金资助:陕西省自然科学基础研究计划项目(2025JC-YBQN-436);; 陕西省博士后科研项目(2023BSHYDZZ158);; 中国博士后科学基金项目(2022MD723820);; 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室重点基金项目(DZBZ2021Z-05)