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阳泉矿区瓦斯治理技术创新模式与实践
瓦斯治理 瓦斯抽采 本煤层钻孔 煤与瓦斯突出
2018/4/16
针对阳泉矿区煤与瓦斯突出严重的现状，结合矿区瓦斯地质特征， 基于本煤层钻孔瓦斯抽采技术提出了“一个钻孔就是一项工程”的瓦斯治理模式。结果表明：通过技术创新、钻孔工程的质量标准化管理、过程质量管理和目标管理，大幅度提高了钻孔质量和瓦斯抽采效果，本煤层钻孔瓦斯抽采浓度由原来的平均8%提高到了40%以上，提高了5倍；单孔（百米）瓦斯抽采流量由原来的0.01 m3/min提高到了0.03～0.04 m3/...
为探讨不同初始应力下卸荷煤体氧化特性,采用程序升温实验、煤岩三轴蠕变实验、压汞实验对易自燃原煤样及其不同初始应力下卸荷煤样进行微观氧化特性对比研究。结果表明:宏观方面,不同初始应力下卸荷煤体比原始煤样更容易氧化,特征温度点下各实验煤样的CO产生量-应变曲线与轴应力-应变曲线具有相似的规律,且煤样氧化能力随初始应力大小变化曲线呈“驼峰状”,当初始应力达到15 MPa,煤岩处于塑性变形裂隙扩展阶段,煤...
无机成因二氧化碳气-水界面交换反应表征与机制
无机成因 二氧化碳气体 气-水界面 交换反应
2017/8/30
天然气中二氧化碳组分和水体中溶解无机碳构成碳酸平衡体系及碳同位素分馏平衡体系。通过开展无机成因二氧化碳气体的气-水交换实验，揭示了二氧化碳气体在溶解过程中组分体积分数和碳同位素的精细变化。研究发现：在101 325 Pa和30 ℃条件下，二氧化碳气体经13 h与瓶中水体达到组分体积分数和碳同位素的分馏平衡；初始二氧化碳体积分数为2.0%，平衡后为1.1%；初始δ13CCO2值为-2.5‰，平衡后...
为了探索干冰作为煤层井下低温冷冻取样方法制冷剂的可行性和掌握冷冻取样过程煤的温度变化规律，以型煤为研究对象，使用自主设计的模拟测试装置，分别开展了不同瓦斯压力条件下干冰直接冷冻、干冰加不同量乙醇助冷(干冰-乙醇)冷冻型煤的低温冷冻试验。试验结果表明：干冰可以用作冷冻取样方法的制冷剂，干冰直接冷冻和干冰-乙醇冷冻均对型煤有较好的冷冻效果，干冰-乙醇冷冻在初期降温阶段的冷冻效果略优；甲烷吸附平衡压力越...
准噶尔盆地腹部白家海凸起深部煤层气测试取得了较高产气量，通过分析该区煤层气试采情况，结合钻孔岩芯含气量测试、等温吸附试验及煤岩煤质分析化验数据，确定准噶尔盆地深部煤层气以游离气为主，吸附气次之，计算出游离气量占总气量的53.9%。并通过反推等温吸附曲线，发现解吸曲线平缓，排水降压12 MPa以上，仅解吸3～4 m3甲烷，解吸难度大，而游离气产气速度快，产量大。在此基础上，提出了准噶尔盆地深部煤层气...
特厚煤层综放工作面端部结构及侧向支承压力演化机理
端部覆岩结构 三角形滑移区 侧向支承压力 演化机理
2017/8/30
为揭示特厚煤层综放工作面侧向支承压力演化机理，以塔山矿8206工作面为工程背景，通过相似材料试验、数值模拟及理论力学分析，建立采空区端部覆岩运动模型，对采空区稳定前后端部结构特征及侧向支承压力演化规律进行研究。结果表明：采空区稳定前低位关键层以悬臂梁结构存在，高位关键层形成砌体梁结构，侧向支承压力峰值达41.6 MPa，影响范围68 m；采空区稳定后，低位关键层悬臂梁结构破断，实体煤侧断裂贯通形成...
由于对负压在瓦斯抽采过程中作用机制认识不清，煤矿往往采用恒定的抽采负压，导致抽采的瓦斯浓度低、利用难度大，不利于瓦斯的资源化抽采与利用。建立了考虑基质瓦斯拟稳态扩散、裂隙瓦斯渗流、渗透率演化及煤体变形的瓦斯运移气固耦合模型，并采用Comsol Multiphysics对模型进行数值解算。分析了扩散及渗流过程对瓦斯运移的影响，研究了负压在瓦斯抽采过程中的作用机制。考虑抽采负压作用的变化，结合抽采瓦斯...
在分析煤岩镜质组显微组分特点的基础上，针对其结构复杂、特征量多且相互交织从而影响分类准确性等问题，提出一种基于主成分分析(PCA)的煤岩显微组分镜质组分类方法。首先根据镜质组显微图像中各组分呈现的条状、团块、颗粒等纹理特点和亮度差异，采用基于灰度共生矩阵的能量、熵、惯性矩、局部平稳性等纹理特征量和基于灰度分布统计的亮度比、均值、均方差、三阶矩偏度等亮度相关特征量对其进行描述，构成初始特征量集；再采...
印尼煤具有良好的气化反应活性，但煤灰分中的Na2O质量分数较高，容易导致系统产生黏结、积灰和腐蚀等问题。利用Na2O-SiO2-Al2O3三元体系相图分析了印尼煤灰的相图特征，选择了掺配煤种并优化了配煤比例，进而在设计给煤量为350 t/d的循环流化床工业气化炉上，以印尼煤质量分数为75%的配煤为原料进行了168 h气化试验，考察了装置的运行特性和配煤的气化特性，并采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪...
复合力场中煤岩显微组分的高效富集
煤岩组分 赋存规律 高效富集 强化分选
2017/8/31
以神东煤制油煤样为研究对象，建立了煤岩显微组分基于灰分差异的赋存规律模型，并提出了基于离心力场强化的煤岩组分分选方法。借助强化重力分选机对1~0.25 mm粒级煤样进行变参数分选试验研究，揭示了基于离心力场强化的分选机制。试验结果表明，镜质组含量与煤样灰分关系显著，模型关系可用指数函数模型表示。分选试验结果表明，煤岩组分可以在复合力场中得到有效富集，分选精煤的镜质组含量可以达到70%，精煤产率可达...
利用铁基催化剂(3% FeCl3)并辅以200 ℃下空气预氧化方法制备具有低烧失、高比表面积的鸡西烟煤活性炭。使用FTIR，SEM，N2吸附仪、XRD和Raman获得热解和活化过程中烟煤焦微观和宏观结构的变化，研究FeCl3和空气预氧化对煤焦结构及活化过程中孔隙生成的影响。结果表明，随着预氧化时间的延长，含氧官能团的种类和数量增多，脂肪结构被移除。热解中含氧官能团的演变和FeCl3的催化作用，促...
加入添加剂脱除蒸汽中的碱金属盐是防止准东煤等高钠煤在应用过程中由于高碱金属含量造成沾污、结渣及高温腐蚀等风险的重要手段。在实验室条件下用山东临沂135 MW循环流化床循环灰作为添加剂与钠盐（NaCl）进行掺烧，分别采用热重分析仪（TGA）和马弗炉进行，对不同温度（800，850，900 ℃）、不同掺混比例（1%，2%，3%，5%，8%）下循环灰掺烧碱金属盐后的样品进行XRF，XRD等测试。XRF测...
针对特厚煤层（达15 m）综放沿空掘巷采动影响范围大、围岩性质裂隙以及煤柱稳定性差等特点，提出了顶板以高强高预应力让压锚杆支护系统、梯级锚固的束锚索支护系统以及多锚索-钢带桁架支护系统的强力联合控制技术，煤柱帮采用强力锚杆支护系统、高韧性材料注浆加固、钢筋混凝土墙支撑系统的刚柔协同控制技术，以及实体煤帮强力锚杆索支护系统进行特厚煤层综放沿空掘巷围岩稳定性的控制，并阐明其支护机理。结合地质生产条件与...
为研究倾斜煤层底板破坏主控因素对底板破坏深度的敏感性，根据弹性力学中的半无限体理论建立了沿煤层倾斜方向底板破坏深度求解力学模型，计算了倾斜煤层底板采动最大破坏深度。以阳城煤矿的采场条件为工程背景，基于FLAC3D数值仿真软件，按照正交试验设计方案对3306工作面底板破坏特征进行数值模拟。运用矩阵分析法以及方差分析法对模拟结果进行分析计算，确定各主控因素对底板破坏深度的敏感性。研究表明：① 随着工...