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摘要
煤炭地下气化(UCG)是中国煤炭工业发展的必然选择，地质风险控制是UCG项目成败与否的首要基础。立足这一背景，将钻井式UCG项目风险控制总目标分解为建炉地质可行性、气化生产易控性、气化过程安全性、开发生产经济性4个子目标，探讨地质条件与潜在风险之间因果关系，提出了UCG地质分析与评价新思路。分析认为，UCG炉高质量建造体现在井壁稳定性和井眼轨迹可控性2个方面，前者关键地质因素是煤体结构或强度，后者主要受控于煤层厚度、结构、产状及其稳定性。UCG生产易控性地质评价聚焦于2个目标：一是气化工作面推进易控性，倾角适中的煤层有利于UCG工作面推进，燃点过高煤层工作面推进难度较大，复杂煤层结构不利于气化，微构造是UCG过程控制的不利因素；二是UCG层内通道易控性，通道易控性随煤层埋深增大而显著降低，高黏结高膨胀性煤层会严重危害通道畅通程度，高灰熔点和高热稳定性煤层更易保持通道畅通性。UCG过程安全性地质分析同样包括2个方面：其一，UCG生产安全性，涌水量过大带来安全生产隐患，上覆足够厚度隔水层及其稳定性是保障生产安全的关键；其二，UCG环境安全性，UCG地面沉降总体上并不显著，有机物污染潜势与煤种高度相关，中～难挥发性有害元素对地下水环境的危害性需高度关注。UCG开发经济性主要涉及气化有效性、合成气质量、资源可靠性3个方面，与煤的化学反应性、灰分产率、煤田勘查程度、煤炭资源量等因素密切相关，地下气化-煤层气联采则是提高UCG经济性的可探索途径。实际上，多数地质因素均与上述4个UCG风险控制子目标相关联，不同程度上存在交叉影响，需依据相对贡献参与UCG地质评价，其中微断层、煤的黏结性和膨胀性、上覆含水层距离3个因素具有“一票否决”作用，进而提出了面向UCG项目风险控制的地质评价与优选基本思路。
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