煤岩组合体跨界面压裂及声发射响应特征试验研究 被引量：15

1

作者 姜玉龙 梁卫国 +4 位作者 李治刚 廉浩杰 武鹏飞 耿毅德 姚宏波 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期875-887,共13页

利用自行研制的"TCHFSM-I"型大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置,研究不同应力条件下煤岩组合体跨界面水力裂缝起裂、扩展规律,分析压裂过程中注液压力与声发射动态响应特征。结果表明:当轴向载荷与最小水平主应力差值≥6 MPa时,... 利用自行研制的"TCHFSM-I"型大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置,研究不同应力条件下煤岩组合体跨界面水力裂缝起裂、扩展规律,分析压裂过程中注液压力与声发射动态响应特征。结果表明:当轴向载荷与最小水平主应力差值≥6 MPa时,水力裂缝能够跨界面扩展进入煤体,形成贯穿型裂缝;反之,水力裂缝沿界面扩展。各试件水力裂缝跨界面扩展行为不同,其注液压力演化规律和声发射动态响应特征也存在差异。当水力裂缝扩展进入煤体时,注液压力呈现明显二次上升,声发射事件累计数占比显著提升,增幅达51.4%,且多位于煤体中;当水力裂缝沿界面扩展时,声发射累计数增幅量仅为6%,且注液压力无二次上升。此外,建立考虑交汇角度、界面摩擦、应力状态等因素作用的水力裂缝跨界面扩展模型,该模型能够很好地描述与预测水力裂缝跨界面扩展行为。研究结果可为煤层气高效开采提供技术指导。 展开更多

关键词 岩石力学 煤岩组合体 水力压裂 声发射响应 裂缝跨界面扩展模型

原文传递

CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶泡沫的制备及特性研究 被引量：3

2

作者 王毅泽 董凯丽 +2 位作者 张玉龙 董智宇 王俊峰 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期122-129,共8页

为防治煤自燃,采用羧甲基纤维素钠(CMC)、柠檬酸锆(ZrCit)、葡萄糖酸−δ−内酯(GDL)和复配发泡剂按一定比例配制出一种新型煤自燃凝胶泡沫防灭火材料。对制备出的凝胶泡沫分别进行了热稳定性、渗透性、黏结性的基础性能测试,通过热重试... 为防治煤自燃,采用羧甲基纤维素钠(CMC)、柠檬酸锆(ZrCit)、葡萄糖酸−δ−内酯(GDL)和复配发泡剂按一定比例配制出一种新型煤自燃凝胶泡沫防灭火材料。对制备出的凝胶泡沫分别进行了热稳定性、渗透性、黏结性的基础性能测试,通过热重试验研究了经凝胶泡沫处理后的煤样对比原煤样在升温过程中质量及热量的影响,通过程序升温试验中煤自燃指标性气体CO浓度的变化,对凝胶泡沫的阻化性能进行考察,综合试验结果分析了凝胶泡沫的阻燃机理。试验结果表明:以高价态Zr4+为金属交联剂的凝胶泡沫结构稳定,可明显增强凝胶泡沫的热稳定性和保水性,使热重分析中煤升温氧化热失重量明显降低,最大放热功率降低了19.9%,同时使程序升温试验中煤氧复合的耗氧速率、CO的产生率降低,说明该新型凝胶泡沫能够从物理和化学反应途径有效抑制煤自燃。 展开更多

关键词 煤自燃 凝胶泡沫 泡沫灭火 性能测试 阻燃机理 防灭火

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大豆生物质基多位点Co_(2)P催化甲酸脱氢

3

作者 王碧溪 刘泽宇 +9 位作者 吴亚北 杨言言 杨颂 王荀 叶子 董洪亮 朱峰 余焕焕 吕英英 余钟亮 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期883-892,共10页

本研究报道了一种通过大豆和钴盐热解制备的甲酸脱氢用Co_(2)P催化剂,制备过程简单且环境友好。催化过程中,催化剂上的含K固体碱可作为路易斯酸性位点促进HCOO^(-)中间体的吸附,而自掺杂的N可作为碱性位点促进H+的吸附。大豆生物质中的... 本研究报道了一种通过大豆和钴盐热解制备的甲酸脱氢用Co_(2)P催化剂,制备过程简单且环境友好。催化过程中,催化剂上的含K固体碱可作为路易斯酸性位点促进HCOO^(-)中间体的吸附,而自掺杂的N可作为碱性位点促进H+的吸附。大豆生物质中的P可与钴盐结合并热解成Co_(2)P,该位点可裂解HCOO^(-)的H-C键。催化剂制备过程中当Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O/大豆的质量比为1:15时,所得Co_(2)P催化剂对甲酸脱氢反应的产气率可达237.47 mL/(g·h),并展现出良好的稳定性。本研究结果可为甲酸选择性产氢用非贵金属非均相催化剂的开发提供一定的借鉴基础。 展开更多

关键词 甲酸 多相催化剂 生物质 脱氢反应

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煤尘抑尘剂在不同作业场所的应用与发展前景 被引量：6

4

作者 田敏 李治刚 +1 位作者 郭红光 李雨成 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2022年第10期168-172,183,共6页

基于煤炭开采、运输、堆存到煤炭的加工利用等过程中产尘的危害以及给劳动者、企业和国家带来的经济负担,探讨了近年来煤尘抑尘剂的应用特点及最新研究成果。结果表明:煤尘抑尘剂的发展已经由传统的效率强化型逐渐转变为现在的多功能、... 基于煤炭开采、运输、堆存到煤炭的加工利用等过程中产尘的危害以及给劳动者、企业和国家带来的经济负担,探讨了近年来煤尘抑尘剂的应用特点及最新研究成果。结果表明:煤尘抑尘剂的发展已经由传统的效率强化型逐渐转变为现在的多功能、多组分、经济环保的新型材料型,其中微生物抑尘剂凭借着抑尘效率高、成本低、环保性能显著的优势渐渐成为煤尘抑尘剂领域的研究热点。 展开更多

关键词 煤尘防治 煤尘抑尘剂 抑尘效率 高分子抑尘剂 微生物抑尘剂

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煤矿胶带转载点多径向旋流卷吸除尘技术 被引量：1

5

作者 马明星 荆德吉 +4 位作者 张天 葛少成 刘鸿威 蒋卓 张强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4261-4268,共8页

胶带转载点粉尘危害与治理是实现煤矿高效、安全、清洁生产的重要问题之一。为解决转载点粉尘污染问题,降低转载点粉尘危害,根据旋流卷吸理论,提出胶带转载点多径向旋流卷吸除尘技术。该技术是在竖直设立的落料管侧壁上安设一定数量和... 胶带转载点粉尘危害与治理是实现煤矿高效、安全、清洁生产的重要问题之一。为解决转载点粉尘污染问题,降低转载点粉尘危害,根据旋流卷吸理论,提出胶带转载点多径向旋流卷吸除尘技术。该技术是在竖直设立的落料管侧壁上安设一定数量和射流角度的进风口,抽风口设置在落料管正上方。工作原理是落料管侧壁射入的风流遇到侧壁改变方向,进风口射流相互作用下,在落料管内形成向上流动的旋流,抽风口负压牵引旋流携带粉尘流入除尘器,实现粉尘净化。通过建立高度仿真的3D实体模型和搭建胶带转载点多径向旋流卷吸除尘技术试验平台,采用数值模拟和试验测试相结合对转载点内风流分布、粉尘运移分布进行研究。数值模拟和试验测试中在落料管4个侧壁上分别设有8个倾斜向上且与水平面夹角为10°的进风口,导料槽上设有4个进风口,进风口朝向与下级胶带上粒子释放位置的圆相切。根据旋流卷吸理论得出:落料管上进风风速越大,落料管边界与中心压力差越大,对粉尘的聚集效果越好。模拟结果得出:多径向旋流卷吸除尘技术最佳进风速度为8 m/s,此时可收集下落过程中粒径小于50μm的粉尘和煤料与下级胶带撞击产生的粒径小于30μm的粉尘。对比试验中下落前后煤料分散度得出:除尘技术应用后下级胶带上煤料中粒径小于50μm的颗粒占比减小47.96%,粒径小于5μm的颗粒减小44.62%,降低煤料中有害颗粒的占比;通过测定导料槽两端及入料口处粉尘质量浓度,试验确定多径向旋流卷吸除尘技术最佳进风速度为8 m/s,此时,导料槽左右两端及入口处粉尘质量浓度最低,除尘效率分别为97.71%和99.92%,转载点整体的除尘效率可达95%以上。证明转载点多径向旋流卷吸除尘技术可以解决转载点粉尘污染难题,改善转载点处工作环境。 展开更多

关键词 胶带转载点 粉尘 多径向旋流卷吸除尘技术 分散度 除尘效率

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沁水盆地南部无烟煤大分子结构模型及其含甲烷力学性质 被引量：4

6

作者 张彬 曾凡桂 +3 位作者 王德璋 康官先 张晓雨 康天合 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期534-543,共10页

受地质因素影响的煤体结构能够影响煤层气井的产气能力,且在实际地质条件下,煤储层往往含有甲烷,使得含甲烷煤体的力学性质与储层压裂改造的效果密切相关。通过工业分析、元素分析、核磁共振碳谱(13 C-NMR)和X射线光电子能谱(XPS)等手... 受地质因素影响的煤体结构能够影响煤层气井的产气能力,且在实际地质条件下,煤储层往往含有甲烷,使得含甲烷煤体的力学性质与储层压裂改造的效果密切相关。通过工业分析、元素分析、核磁共振碳谱(13 C-NMR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段测试和分析了山西沁水盆地寺河矿无烟煤的元素组成、原子比和官能团类型与分布等分子结构特征,构建了其大分子结构模型,模型的碳含量和密度与实测值具有较好的一致性。采用蒙特卡洛法模拟计算了甲烷在无烟煤中的吸附量、吸附位和吸附热,得到了甲烷在无烟煤中的吸附构型。结果表明:甲烷在无烟煤中的饱和吸附量为22.4个/晶胞,Langmuir压力为1.12 MPa,无烟煤模型中的芳香碳、吡啶型氮和吡咯型氮以及羧基是甲烷分子主要吸附位,等温吸附热随吸附压力的升高呈对数下降,说明甲烷在低压力时率先占据无烟煤表面的高能吸附位;甲烷在无烟煤中的吸附热介于22.65~25.00 kJ/mol,远小于42 kJ/mol,属于物理吸附。采用分子动力学方法对无烟煤的含气力学性质进行了模拟,定量研究了含气量对无烟煤的体积模量、杨氏模量、剪切模量和泊松比的影响。结果表明,无烟煤的体积模量、杨氏模量和剪切模量等随着含气量的增大呈对数规律降低,而泊松比随吸附量的增大呈线性增大;与不含甲烷的无烟煤相比,体积模量、杨氏模量和剪切模量最高降低了38.5%,24.4%和27.1%,表明吸附甲烷能够显著降低无烟煤的力学强度,其机理为无烟煤的体积和膨胀率随吸附量的增加呈指数增大,使得无烟煤基质之间的相互作用力降低,进而导致无烟煤的强度降低,抵抗变形的能力减弱。无烟煤的范德华能在吸附甲烷的过程中降幅最大,说明范德华能是保持煤体结构和力学性质稳定的主导因素。 展开更多

关键词 无烟煤 大分子结构模型 沁水盆地 吸附 蒙特卡洛 分子动力学

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浅埋藏近距离煤层群低氧工作面均压通风技术研究 被引量：1

7

作者 周雍 齐金龙 周春山 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第11期139-142,共4页

以石圪台煤矿22上104工作面回风隅角低氧问题为研究背景,分析低氧气体来源以及大气压力、温度、工作面推进速度对采空区气体涌出的影响规律,结果表明,该工作面低氧原因是由于煤层N2成分赋存较高,属于典型的N2-CO_(2)带,相邻采空区遗煤... 以石圪台煤矿22上104工作面回风隅角低氧问题为研究背景,分析低氧气体来源以及大气压力、温度、工作面推进速度对采空区气体涌出的影响规律,结果表明,该工作面低氧原因是由于煤层N2成分赋存较高,属于典型的N2-CO_(2)带,相邻采空区遗煤在良好的储热环境下发生低温氧化,产生大量低氧气体使得采空区压力上升,部分低氧气体在压力作用下经漏风通道向工作面回风隅角运移,最终涌入工作面。在对低氧气体来源及涌出原因分析的基础上,运用均压通风技术调节工作面与采空区之间的压差,减少工作面的漏风以及低氧气体的涌出,使工作面的氧气含量维持在正常水平,实现矿井的高效生产。 展开更多

关键词 低氧工作面 复合采空区 均压通风 大气压力 防治技术

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基于结构方程模型的政府应急管理能力评价

8

作者 罗通元 毛佳欢 《安全》 2023年第10期1-10,共10页

为提高政府应对突发事件的处置与管理能力,应用结构方程模型(SEM)建立政府应急管理评价体系。首先,从应急预防准备能力、应急响应能力、应急救援能力和恢复重建能力4方面构建应急管理要素的各个潜变量与观测变量指标体系;其次,基于要素... 为提高政府应对突发事件的处置与管理能力,应用结构方程模型(SEM)建立政府应急管理评价体系。首先,从应急预防准备能力、应急响应能力、应急救援能力和恢复重建能力4方面构建应急管理要素的各个潜变量与观测变量指标体系;其次,基于要素指标体系和结构方程模型,设定X市应急管理能力评价概念,并建立应急管理能力影响因素路径关系;然后,根据调查问卷数据的信效性分析,实现对应急管理能力影响因素路径关系进行评价;最后,提出基于关系假设的应急管理能力评价体系图,根据模型测量变量与潜变量的因子负荷系数计算出X市应急管理能力综合指数,进而实现对政府应急管理能力的综合评估。研究表明:基于SEM可对X市应急管理能力做出合理评价,体现出该模型具有实践价值。 展开更多

关键词 突发事件 应急管理 评价指标体系 结构方程模型(SEM)

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高温作用后原煤、型煤力学及声发射特性对比试验研究 被引量：1

9

作者 赵亮 赵耀江 +3 位作者 郭胜亮 陈春谏 潘玉婷 王浩 《中国矿业》 北大核心 2020年第12期206-211,共6页

利用单轴压缩试验仪器与声发射检测系统对煤样进行单轴压缩声发射试验,分析温度对原煤、型煤力学及声发射特性的影响规律。结果表明:同一温度下,型煤的峰值强度大于原煤,随着试验温度的升高,原煤的峰值强度与损伤强度逐渐降低,峰值应变... 利用单轴压缩试验仪器与声发射检测系统对煤样进行单轴压缩声发射试验,分析温度对原煤、型煤力学及声发射特性的影响规律。结果表明:同一温度下,型煤的峰值强度大于原煤,随着试验温度的升高,原煤的峰值强度与损伤强度逐渐降低,峰值应变也随之减小;型煤的峰值强度逐渐增大,但高温处理后型煤的损伤强度较常温相比降低,两者损伤强度数值在应力-应变曲线拐点附近。通过分析煤样不同阶段的声发射特征,相同温度下原煤、型煤的力学与声发射特性相吻合。原煤加载初期声发射计数出现一段"空白期",随着试验温度的升高,原煤最大振铃计数增大,200℃时达到最大值,型煤最大振铃计数先增大后减小,100℃时达到最大值;应力-时间曲线拐点附近,煤样声发射计数活跃,原煤激增现象明显,且高温处理后的煤样与常温煤样相比,拐点前移;原煤、型煤在加载过程中声发射信号的差异性间接表明了两者结构的差异,对比高温作用后两者力学及声发射特征规律上的不同,更加说明高温作用后原煤内部产生的热应力对结构破坏的剧烈程度。原煤、型煤高温处理后拐点的出现及附近声发射信号激增标志着煤岩内部裂纹大面积产生,据此可对矿井可能发生动力学灾害部位及时采取预防措施。 展开更多

关键词 原煤力学 型煤力学 声发射特性 损伤强度 对比试验

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温度作用煤岩力学渗流特性演化规律试验研究 被引量：1

10

作者 潘玉婷 赵耀江 +2 位作者 郭胜亮 赵亮 王浩 《中国矿业》 2021年第2期209-213,共5页

本文利用自主改造的三轴试验装置,以山西马兰煤矿18506工作面的焦煤为研究对象,在恒定围压与瓦斯压力条件下,探讨实时油域加热煤样时不同温度对煤样力学及渗流特性的影响。研究结果表明:含瓦斯煤三轴压缩下,温度越高其三轴抗压强度越低... 本文利用自主改造的三轴试验装置,以山西马兰煤矿18506工作面的焦煤为研究对象,在恒定围压与瓦斯压力条件下,探讨实时油域加热煤样时不同温度对煤样力学及渗流特性的影响。研究结果表明:含瓦斯煤三轴压缩下,温度越高其三轴抗压强度越低,两者呈反相关关系,说明随着温度升高,原煤的抵抗变形能力越小;煤样在受偏应力影响下,轴向应变越大,渗透率呈“V”字演化即先减小到最低点后迅速增大,当处于同一应变条件时,高温度降低了瓦斯的渗透率,不利于瓦斯抽采;温度越高,煤样初始渗透率与最小渗透率呈下降趋势,同一温度下的初始渗透率与最小渗透率之间差值越小。表明温度越高,对煤样的渗透率影响程度越低。 展开更多

关键词 煤岩变形 温度 应变 渗透率

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煤层气原位注热开采的数值模拟研究及工程实践 被引量：2

11

作者 胡林杰 冯增朝 +4 位作者 周动 王幸 石建行 沈永星 赵东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4473-4486,共14页

煤层的低渗透性和甲烷的强吸附特征是制约煤层气开采的关键性问题,如何快速高效开采煤层气是目前煤层气开采研究中的重要课题。首先基于构建的水-气-热-固耦合数学模型,建立了煤层气注热开采的物理模型并验证了模型的正确性,然后从水气... 煤层的低渗透性和甲烷的强吸附特征是制约煤层气开采的关键性问题,如何快速高效开采煤层气是目前煤层气开采研究中的重要课题。首先基于构建的水-气-热-固耦合数学模型,建立了煤层气注热开采的物理模型并验证了模型的正确性,然后从水气运移角度分析了注热方法的产气规律,最后在煤矿井下进行了现场注热试验。数值模拟结果表明:煤层气注热开采过程中水气运移遵循“前期排水,后期采气”的变化规律。煤层中的水对甲烷的解吸和运移产生了重要的影响。注热过程中水占据了甲烷的运移通道,水对甲烷的抑制作用大于温度的促进作用;注热后的抽采过程中,高温促进了甲烷的解吸,解除了水对甲烷的抑制作用,使煤层气的产量大幅度提高。通过现场注热试验,已经形成了2种成熟的井下注热强化煤层气开采方法,即间歇注热方法和交替注热方法。2种注热方法具有相似的产气规律,即注热阶段的日产气量和甲烷体积分数一般比较低,而注热后抽采阶段的日产气量和甲烷体积分数均大幅度提高。现场注热试验结果表明,与传统的负压抽采方法相比,间歇注热方法可以使甲烷的体积分数和日产气量分别提高10倍和100倍以上,交替注热方法可以使甲烷的体积分数和日产气量分别提高10倍和50倍以上。现场注热试验结果与数值模拟结果共同表明,注热强化煤层气抽采的效果显著,注热后抽采阶段是煤层气的高产时间段。 展开更多

关键词 煤层气开采 原位注热试验 水-气-热-固耦合模型 水-气两相运移

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注热强化煤层气抽采的试验研究及工业应用 被引量：3

12

作者 胡林杰 冯增朝 +1 位作者 周动 王幸 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期194-205,共12页

煤层气作为煤层中主要的清洁能源,其高效抽采和利用,将有利于提高资源利用率和保障煤矿安全生产。然而,甲烷的强吸附性和煤层的低渗透性,导致煤层气的采收率特别低。基于能量守恒方程,完善了注热强化煤层气抽采的理论,在实验室和煤矿井... 煤层气作为煤层中主要的清洁能源,其高效抽采和利用,将有利于提高资源利用率和保障煤矿安全生产。然而,甲烷的强吸附性和煤层的低渗透性,导致煤层气的采收率特别低。基于能量守恒方程,完善了注热强化煤层气抽采的理论,在实验室和煤矿井下分别进行了注热强化煤层气抽采的试验,研究了不同条件下甲烷的解吸规律和注热对煤层气抽采的促进作用。室内试验结果表明,注水解吸、自然解吸和注热解吸3种条件下的煤样终态解吸率分别为12%、37%和81%。定量计算结果表明,自然解吸和注水解吸后的注热强化解吸,分别可以增加46%和68%的解吸率,证明了注热具有强化甲烷解吸以及解除水锁效应的作用。阳泉矿区现场试验结果表明,注热方法不仅可以提高煤层气的抽采率,还可以缩短煤层气的抽采时间。注热方法可以将煤层气的浓度和日产气量分别提高10倍和100倍,其中最大煤层气浓度和最大日均产气量分别为98%和123 m^(3)/d。8号注热钻孔的有效注热半径超过5 m,并且注热后的抽采阶段是煤层气高效抽采时间段。研究结果可为注热强化煤层气抽采的现场应用和煤矿井下局部瓦斯的防治提供参考。 展开更多

关键词 煤层气 注热强化煤层气抽采 甲烷解吸规律 有效注热半径 能量刺激

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