科技決定山西未來發(fā)展，創(chuàng)新引領(lǐng)三晉轉(zhuǎn)型升級。作為科技創(chuàng)新體系的重要組成部分，重點實驗室已成為孕育重大原始創(chuàng)新、助力高質(zhì)量發(fā)展的重要科技力量。近年來，按照省委省政府戰(zhàn)略部署，山西圍繞傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，不斷加大扶持力度和建設(shè)水平，涌現(xiàn)出一批引領(lǐng)前沿、學(xué)科交叉、綜合集成、國內(nèi)外有影響的重點實驗室，為我省2030年基本實現(xiàn)轉(zhuǎn)型、2035年基本實現(xiàn)現(xiàn)代化目標(biāo)發(fā)揮了有力的支撐作用。

為深入實施科教興省、人才強省、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，展現(xiàn)山西發(fā)展的新領(lǐng)域、新動能、新優(yōu)勢，本報與省科技廳聯(lián)合推出“山西省重點實驗室巡禮”系列報道?！吧轿魇≈攸c實驗室巡禮”將視角對準(zhǔn)全省百余家重點實驗室，用生動的筆墨、精彩的鏡頭，多角度、近距離記錄實驗室建設(shè)發(fā)展成效，多形式、立體化講述富有成效的創(chuàng)新案例和鮮為人知的創(chuàng)新故事，多渠道、寬領(lǐng)域展示我省重點實驗室近年來取得的豐碩成果。系列報道將努力把對科技創(chuàng)新的禮贊，以有高度、有深度、有溫度的方式呈現(xiàn)出來，為奮力推進中國式現(xiàn)代化山西實踐作出新的更大貢獻。

煤與煤系氣地質(zhì)山西省重點實驗室

強化地質(zhì)工作科技支撐 提高能源資源安全保障

山西有豐富的煤炭資源，儲量占全國的四分之一，產(chǎn)量占全國的三分之一。近年來，山西大力推進煤炭綠色開采和清潔高效利用，隱藏在煤炭當(dāng)中的煤層氣以及鋰、鎵等關(guān)鍵金屬也受到了廣泛關(guān)注，也自然催生了煤與煤系氣地質(zhì)相關(guān)方面的研究工作。

煤與煤系氣地質(zhì)山西省重點實驗室學(xué)術(shù)委員會

煤與煤系氣地質(zhì)山西省重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）根據(jù)國家煤及煤系氣發(fā)展戰(zhàn)略需求、學(xué)科發(fā)展趨勢和山西省煤與煤系氣地質(zhì)勘查亟待解決的重大科學(xué)問題，充分發(fā)揮優(yōu)勢，以煤與煤系氣地質(zhì)理論和勘查技術(shù)體系為研究著眼點，開展原始創(chuàng)新研究、勘查技術(shù)開發(fā)及工程示范，在煤巖與流體相互作用機制、煤系氣成藏作用及儲層評價、煤與煤系氣精細(xì)勘查、煤與煤系氣開發(fā)的環(huán)境地質(zhì)效應(yīng)四個方向展開研究，為山西“摸家底”“曬成績”，挖掘煤炭里的“精華”。

開展精細(xì)化研究 提高煤層氣產(chǎn)量

“2017年，我們實驗室參與勘查的榆社—武鄉(xiāng)區(qū)塊深層煤層氣資源調(diào)查項目取得重大突破，經(jīng)國土資源部專家初步論證，總面積達1219.72平方千米，預(yù)測煤層氣、頁巖氣資源總量超過5000億立方米，屬超大型氣田，具備建設(shè)大型煤層氣產(chǎn)業(yè)基地的資源條件?！睂嶒炇抑魅巍⑸轿魇〉刭|(zhì)礦產(chǎn)研究院有限公司董事長王紅冬介紹。經(jīng)勘查，榆社—武鄉(xiāng)區(qū)塊全區(qū)煤層主要為3號煤、8號煤、12號煤、15號煤，煤類以貧煤、無煙煤為主，煤層吸附能力較強、含氣量較高，其中煤層氣資源量2414.56億立方米，頁巖氣資源總量3040.95億立方米，為超大型氣田（資源量大于300億立方米為大型氣田）。其中在有利區(qū)388.51平方千米內(nèi)，已獲得煤層氣、頁巖氣資源量1812億立方米。

此次的勘查發(fā)現(xiàn)，為山西建設(shè)國家非常規(guī)天然氣基地、實現(xiàn)煤層氣增儲上產(chǎn)提供強有力保障。

除此之外，實驗室明確了山西煤層氣非均質(zhì)性分布的尺度效應(yīng)及地質(zhì)控制因素；發(fā)現(xiàn)煤儲層裂隙—孔隙結(jié)構(gòu)的非線性演化特征受煤結(jié)構(gòu)的控制，發(fā)展了基于主成分分析構(gòu)造煤測井識別準(zhǔn)則及方法；提出了煤層氣封存單元的概念，發(fā)展了基于震—測聯(lián)合的封存單元邊界識別方法；基于壓裂參數(shù)的原地應(yīng)力計算方法及壓裂后滲透率預(yù)測模型，提出了富集高產(chǎn)區(qū)評價與預(yù)測方法；提出了基于煤層氣分布及儲層特征的井網(wǎng)布置與開發(fā)技術(shù)、工藝選擇原則。

建立煤層氣開發(fā)潛力綜合評價體系

“我們看到的這些暗色部分就是煤中有機質(zhì)，這些比較亮的部分就是煤中無機礦物……”走進實驗室，研究人員正在對煤炭樣品進行檢測。掃描電鏡放大2500倍后，煤的微觀結(jié)構(gòu)清晰可辨。在微觀世界里，煤炭中各類平?？床坏降馁Y源變得有跡可循。通過對煤炭進行結(jié)構(gòu)觀察、物理性質(zhì)測試與化學(xué)成分分析，就可以判斷煤炭中有多少共伴生關(guān)鍵金屬和天然氣資源。煤與煤系氣地質(zhì)山西省重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）根據(jù)國家煤及煤系氣發(fā)展戰(zhàn)略需求、學(xué)科發(fā)展趨勢和山西省煤與煤系氣地質(zhì)勘查亟待解決的重大科學(xué)問題，充分發(fā)揮優(yōu)勢，以煤與煤系氣地質(zhì)理論和勘查技術(shù)體系為研究著眼點，開展原始創(chuàng)新研究、勘查技術(shù)開發(fā)及工程示范，在煤巖與流體相互作用機制、煤系氣成藏作用及儲層評價、煤與煤系氣精細(xì)勘查、煤與煤系氣開發(fā)的環(huán)境地質(zhì)效應(yīng)四個方向展開研究，為山西“摸家底”“曬成績”，挖掘煤炭里的“精華”。

開展精細(xì)化研究 提高煤層氣產(chǎn)量

“2017年，我們實驗室參與勘查的榆社—武鄉(xiāng)區(qū)塊深層煤層氣資源調(diào)查項目取得重大突破，經(jīng)國土資源部專家初步論證，總面積達1219.72平方千米，預(yù)測煤層氣、頁巖氣資源總量超過5000億立方米，屬超大型氣田，具備建設(shè)大型煤層氣產(chǎn)業(yè)基地的資源條件?！睂嶒炇抑魅?、山西省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院有限公司董事長王紅冬介紹。經(jīng)勘查，榆社—武鄉(xiāng)區(qū)塊全區(qū)煤層主要為3號煤、8號煤、12號煤、15號煤，煤類以貧煤、無煙煤為主，煤層吸附能力較強、含氣量較高，其中煤層氣資源量2414.56億立方米，頁巖氣資源總量3040.95億立方米，為超大型氣田（資源量大于300億立方米為大型氣田）。其中在有利區(qū)388.51平方千米內(nèi)，已獲得煤層氣、頁巖氣資源量1812億立方米。

此次的勘查發(fā)現(xiàn)，為山西建設(shè)國家非常規(guī)天然氣基地、實現(xiàn)煤層氣增儲上產(chǎn)提供強有力保障。

除此之外，實驗室明確了山西煤層氣非均質(zhì)性分布的尺度效應(yīng)及地質(zhì)控制因素；發(fā)現(xiàn)煤儲層裂隙—孔隙結(jié)構(gòu)的非線性演化特征受煤結(jié)構(gòu)的控制，發(fā)展了基于主成分分析構(gòu)造煤測井識別準(zhǔn)則及方法；提出了煤層氣封存單元的概念，發(fā)展了基于震—測聯(lián)合的封存單元邊界識別方法；基于壓裂參數(shù)的原地應(yīng)力計算方法及壓裂后滲透率預(yù)測模型，提出了富集高產(chǎn)區(qū)評價與預(yù)測方法；提出了基于煤層氣分布及儲層特征的井網(wǎng)布置與開發(fā)技術(shù)、工藝選擇原則。

建立煤層氣開發(fā)潛力綜合評價體系

“我們看到的這些暗色部分就是煤中有機質(zhì)，這些比較亮的部分就是煤中無機礦物……”走進實驗室，研究人員正在對煤炭樣品進行檢測。掃描電鏡放大2500倍后，煤的微觀結(jié)構(gòu)清晰可辨。在微觀世界里，煤炭中各類平?？床坏降馁Y源變得有跡可循。通過對煤炭進行結(jié)構(gòu)觀察、物理性質(zhì)測試與化學(xué)成分分析，就可以判斷煤炭中有多少共伴生關(guān)鍵金屬和天然氣資源。

掃描電鏡

實驗室通過對山西省石炭—二疊紀(jì)中低變質(zhì)煤樣的系統(tǒng)測試，分析了中低變質(zhì)煤儲層物性特征，探討了中低變質(zhì)煤儲層物性特征的變化規(guī)律及其控制因素，建立了煤層氣開發(fā)潛力綜合評價體系。王紅冬介紹，我省中低變質(zhì)煤儲層分布在大同煤田、寧武煤田、西山煤田、河?xùn)|煤田中北部，中低變質(zhì)煤儲層含氣量隨煤層埋深增大而增大，滲透率隨煤層埋深增大而減小。根據(jù)煤層厚度、含氣量、資源豐度、煤層埋深、滲透率和裂隙密度對山西中低變質(zhì)煤儲層煤層氣開發(fā)潛力評價，由好到差的順序依次為：柳林礦區(qū)、河保偏礦區(qū)、西山古交礦區(qū)、寧武軒崗礦區(qū)、靜樂嵐縣礦區(qū)、平朔朔南礦區(qū)。

發(fā)揮優(yōu)勢 對礦產(chǎn)資源進行摸底調(diào)查

礦產(chǎn)資源在經(jīng)濟社會中占有重要地位，沒有鉀鹽、磷礦等農(nóng)用礦產(chǎn)資源，農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)難以保證；沒有鐵、銅、石油、煤等大宗礦產(chǎn)資源，工業(yè)的現(xiàn)代化是無米之炊；沒有稀土、鋰、鎳等關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)，高端裝備制造業(yè)和其他戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)無從談起；沒有鹽、水泥灰?guī)r、寶玉石等礦產(chǎn)資源，幸福生活也索然無味。

山西省煤基低碳聯(lián)合基金項目野外考察

除了煤層氣以外，煤中關(guān)鍵金屬的發(fā)現(xiàn)和檢測也是實驗室工作的重點。在2016年、2017年，實驗室連續(xù)兩年對山西省六大煤田煤炭中共伴生礦產(chǎn)資源進行了摸底調(diào)查、評價與研究工作。經(jīng)調(diào)查研究，初步總結(jié)了鋰、鎵、鍺、稀土元素等戰(zhàn)略金屬元素在山西時空分布規(guī)律，為精確勘探提供有利靶區(qū)；基本查明上述元素在山西煤中的賦存狀態(tài)和主要載體礦物，為后期開發(fā)利用提供了基礎(chǔ)支撐。

全省煤中鍺預(yù)測量57056t，鎵362049t，鈾146574t，釩114302t，鋰1740385t，銣1049861t，鉈8583t，鈧19549t，稀土總量1063279t……截至目前，實驗室已探明提交各類資源量100多億t，其中，煤炭資源量5.2億t，新增資源量61.9億t。

“通過研究，我們對山西煤炭中的關(guān)鍵金屬的分布也進行了整體的研究與區(qū)劃，對鎵、鋰、稀土都進行了詳細(xì)的分布規(guī)律的研究，這些為山西省的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了重要科技支撐?！蓖跫t冬說。

科技引領(lǐng) 助推山西能源革命

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀

“這是同位素比質(zhì)譜儀。這臺儀器進口自美國，價值330萬。”王紅冬告訴記者，該儀器測試精度處于全國領(lǐng)先水平。該儀器可以進行煤層氣、頁巖氣中碳?xì)渫凰?、水中氫氧同位素、固體碳同位素的測試，進而為識別煤層氣是微生物成因還是熱成因、判別瓦斯和煤層產(chǎn)出水來源提供數(shù)據(jù)支撐。“曾經(jīng)的王家?guī)X煤礦‘3.28’透水事故救援行動中，這臺儀器做出了很大的貢獻?！闭f起煤層產(chǎn)出水，王紅冬給記者講了個小故事。她說，在那場生死大營救中，這臺儀器準(zhǔn)確地檢測出了出水類型，實驗室以此為依據(jù)準(zhǔn)確判斷了出水來源，為營救被困人員贏得了寶貴的時間，譜寫了一曲生命的贊歌。

X射線衍射儀

除了同位素比質(zhì)譜儀，實驗室還擁有滲透率測定儀、全自動壓汞儀、X射線衍射儀、等溫吸附儀、碳硫分析儀、巖石熱解儀、有機元素分析儀、X射線熒光光譜儀、等離子體質(zhì)譜儀等先進儀器設(shè)備。

牢記囑托 勇?lián)萍甲粤⒆詮娛姑?/strong>