检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭学报 2023年第9期48卷 3483-3493页

作者：刘子亮魏迎春张琦张双源王安民曹代勇中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 中石油煤层气有限责任公司北京100028

煤粉问题制约我国煤层气的高效开发。选用韩城矿区山西组3号煤层煤岩样品,开展不同水化学性质对支撑裂缝中煤粉运移影响的物理模拟试验,分析裂缝导流系统渗透率及煤粉产出质量浓度变化,探究不同水化学性质对支撑裂缝中煤粉运移的影响。... 详细信息

煤粉问题制约我国煤层气的高效开发。选用韩城矿区山西组3号煤层煤岩样品,开展不同水化学性质对支撑裂缝中煤粉运移影响的物理模拟试验,分析裂缝导流系统渗透率及煤粉产出质量浓度变化,探究不同水化学性质对支撑裂缝中煤粉运移的影响。试验结果表明:Na_(2)SO_(4)溶液驱替条件下,煤粉产出质量浓度随矿化度的增加而降低,高矿化度条件下,煤粉聚集沉降性强,堵塞裂缝通道。NaHCO_(3)溶液驱替条件下,煤粉产出质量浓度随矿化度的增加而增大,伴随矿化度的增加,水解产生OH-增加煤粉颗粒表面负电荷,增强煤粉间排斥力,缓解煤粉聚集效果,产出部分煤粉颗粒。6000 mg/L Na_(2)SO_(4)和NaHCO_(3)溶液驱替条件下流体具有更多的展布空间,渗透率最高。MgCl_(2)溶液驱替条件下,煤粉产出质量浓度随矿化度的增加而增大,高矿化度增强煤粉间相互作用,试验样内部相对平衡被打破,煤粉产出量增大,试验样内部煤粉堵塞程度大致相同,渗透率数值变化不大。在相同矿化度(10000 mg/L)条件下,不同水化学类型溶液驱替条件下煤粉产出质量浓度为:NaHCO_(3)>Na_(2)SO_(4)>MgCl_(2),试验样平均渗透率为:MgCl_(2)>NaHCO_(3)>Na_(2)SO_(4),煤粉聚集的程度,在一定程度上影响煤粉产出,Na_(2)SO_(4)和NaHCO_(3)团聚作用低于MgCl_(2),部分煤粉运移,试验样末端堵塞程度高于MgCl_(2)溶液,NaHCO_(3)水解产生OH-,煤粉处于碱性环境中,改善试验样堵塞情况,提高渗透率。根据模拟试验中渗透率波动的上升状态、下降状态和轻微波动状态3个趋势,结合实测渗透率,统计渗透率变化趋势时间段,分析煤粉产出质量浓度与煤样渗透率之间的关系,回归模型的R^(2)=0.834,说明煤粉运移影响渗透率的波动。

关键词：煤粉运移水化学类型支撑裂缝煤层气水矿化度

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煤系战略性金属元素富集成矿的构造控制

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煤田地质与勘探 2023年第1期51卷 66-85页

作者：曹代勇魏迎春秦国红宁树正王安民张昀李新位金昊徐来鑫中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 河北师范大学地理科学学院河北石家庄050024 中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039

煤系战略性金属矿产的聚集分布是多因素、多阶段、多层次综合作用的结果,地质构造控制作用是其中一个值得重视的因素。煤中战略性金属富集成矿的构造控制因素包括大地构造背景,构造运动,构造–岩浆活动等方面,体现在对金属矿产载体——... 详细信息

煤系战略性金属矿产的聚集分布是多因素、多阶段、多层次综合作用的结果,地质构造控制作用是其中一个值得重视的因素。煤中战略性金属富集成矿的构造控制因素包括大地构造背景,构造运动,构造–岩浆活动等方面,体现在对金属矿产载体——含煤岩系的控制、对成矿物质来源的控制、对元素原生聚集和后期迁移重组的控制。从煤系矿产物源相关、耦合成矿、同盆共存的角度分析,构造作用对战略性金属富集成矿的控制贯穿于含煤盆地形成与演化的全过程。聚煤期前的构造运动奠定煤盆地基底构造格局,构造沉降和隆升提供了聚煤作用的场所和含煤岩系的物源区,从而决定了含煤岩系及其战略性金属元素的物质基础。聚煤期构造作用主要表现为盆–山耦合过程、同沉积期构造活动、岩浆作用等方式,通过对聚煤源–汇系统、岩相古地理与聚煤环境、泥炭沼泽类型及地球化学条件等因素的影响,决定成矿物质在泥炭化阶段和成岩作用阶段的迁移与原生聚集。聚煤期后的构造–热演化过程对金属元素迁移重组产生不同程度的影响,主要体现在构造沉降增温和岩浆热效应、构造格局与含矿热液活动、应力应变控矿机制,以及煤田构造定位决定矿床赋存状态。煤系战略性金属元素富集成矿构造控制研究应注重加强以下4个方面:与煤盆地沉积充填相关联的大地构造格局与演化、作为含矿流体运移通道的断裂构造特征、不同时期岩浆活动的影响差异性,以及应力应变的构造物理化学效应。

关键词：煤系战略性金属元素成矿作用构造控制煤田构造

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煤矿井下湿式喷雾除尘技术研究前沿与展望

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煤炭技术 2023年第11期42卷 183-186页

作者：王凯杨孟娇徐敏中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院煤炭资源安全与开采国家重点实验室

煤尘灾害严重影响着矿井的高效生产和矿工的生命健康。为了保障煤矿安全的职业健康，分析了现有的基于喷雾除尘的防治理论与技术，全面概述了现有的湿式喷雾防尘的基础理论，并针对目前研究的不足，在综采作业环境降尘技术、除尘机理、... 详细信息

煤尘灾害严重影响着矿井的高效生产和矿工的生命健康。为了保障煤矿安全的职业健康，分析了现有的基于喷雾除尘的防治理论与技术，全面概述了现有的湿式喷雾防尘的基础理论，并针对目前研究的不足，在综采作业环境降尘技术、除尘机理、抑尘材料等3个方面做出进一步的研究展望。研究表明，我国已经初步研发并形成了应用于不同煤尘防治体系的抑尘剂，未来可从物理微观角度与化学改性分析相结合的方法来进一步推动高效环保抑尘剂研发，同时在可吸入的微细小煤尘颗粒的润湿和团聚、抑尘材料的保水性和可降解性等方面的抑尘技术上实现突破。

关键词：煤尘润湿机理喷雾抑尘剂降尘技术

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遥感估算河道流量研究进展

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自然资源遥感 2023年第2期35卷 16-24页

作者：李和谋白娟甘甫平李贤庆王泽坤中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国自然资源航空物探遥感中心北京100083

鉴于全球径流数据的可获得性逐年下降,替代水文站点实测河道流量的反演算法正变得越来越重要。当前卫星遥感技术不断发展,估算河道流量的方法亦逐渐丰富,为此,该文对遥感技术反演河道流量的方法进行系统总结,并归纳了与河道流量估算密... 详细信息

鉴于全球径流数据的可获得性逐年下降,替代水文站点实测河道流量的反演算法正变得越来越重要。当前卫星遥感技术不断发展,估算河道流量的方法亦逐渐丰富,为此,该文对遥感技术反演河道流量的方法进行系统总结,并归纳了与河道流量估算密切相关的水力遥感要素反演方法及其进展情况。首先,梳理基于水文模型和基于经验回归方程2类算法的方法原理和应用现状;然后,总结不同方法的适用条件和存在不足;最后,展望未来通过卫星遥感技术反演世界范围内河道流量的发展趋势:①积极开发先进卫星遥感数据同化技术;②集成新的传感器产品;③优化与创新算法。

关键词：河道流量遥感水位河宽水力特征

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千瓦级交错流SOFC电池堆多物理场分布特性与性能

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煤炭学报 2022年第9期47卷 3365-3373页

作者：熊星宇宋中辉梁考武鑫巴黎明彭苏萍华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

固体氧化物燃料电池通常运行在700℃以上的高温环境中,大型电池堆的实验研究成本高,且难以对电池堆内部运行状态进行测量,数值模拟成为探究其内部气-热-电分布特性的重要研究手段。由于固体氧化物燃料电池内部存在化学反应、电化学反应... 详细信息

固体氧化物燃料电池通常运行在700℃以上的高温环境中,大型电池堆的实验研究成本高,且难以对电池堆内部运行状态进行测量,数值模拟成为探究其内部气-热-电分布特性的重要研究手段。由于固体氧化物燃料电池内部存在化学反应、电化学反应和传热、传质等多种物理场的相互耦合,针对常规多物理场全耦合模型难以对大型电池堆进行仿真计算的问题,提出了一种基于BP神经网络的多物理场解耦模型,并对千瓦级交错流固体氧化物电池堆的流场、温度场分布特性和Ⅰ-Ⅴ性能进行了模拟计算。研究结果表明:通过增大燃料进气流量和运行温度可提高电池堆输出功率,但前者影响电池堆燃料利用率和发电效率,后者导致电池堆内部的热应力增大,有密封失效和结构损坏的风险。合理选择燃料气流道高度和配气腔容积能够对燃料流量均匀性具有显著影响。计算结果显示,当燃料气流道高度从0.5 mm降至0.3 mm时,电池堆在燃料流量均匀性提升2%的情况下最大温度差降低了17%,表明较好的燃料流量均匀性能较大程度的改善电池堆内部温度场分布,降低电池堆最大温度和热应力。通过与自研的千瓦级电池堆实验结果对比,表明该多物理场解耦研究方法能够很好的应用于大型电池堆的模拟计算。

关键词：千瓦级电池堆固体氧化物燃料电池(SOFC) 交错流电池堆多物理场耦合 CFD模拟计算 BP神经网络

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高温采空区地热抽采方法及抽采效果控制因素研究

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矿业安全与环保 2022年第6期49卷 85-90页

作者：闫璟泓王方田张少华张源胡剑宁刁望杰中国矿业大学孙越崎学院江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116

为合理利用矿井采空区地热资源,提出了一种采空区取热系统及采空区抽采回注地热利用的方法。建立了采空区热储的温度—渗流场数值模型,确定了影响抽采效果的控制因素,揭示了抽采过程中采空区温度场变化规律。采用正交试验—方差分析法,... 详细信息

为合理利用矿井采空区地热资源,提出了一种采空区取热系统及采空区抽采回注地热利用的方法。建立了采空区热储的温度—渗流场数值模型,确定了影响抽采效果的控制因素,揭示了抽采过程中采空区温度场变化规律。采用正交试验—方差分析法,分析了各影响因素对抽采效果的影响程度。研究结果表明:采空区温度场冷锋首先由大孔隙率区域发展至抽采井附近,而小孔隙率区域降温较慢;各因素对抽采效果的影响程度顺序为注射流量>注射温度>抽采井长度>抽采压力。

关键词：高温矿井采空区矿山地热抽采效果数值模拟

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煤粉爆炸宏细观四阶段反应机理

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中国矿业大学学报 2023年第6期52卷 1129-1145页

作者：聂百胜张豪宫婕彭超杨龙龙颜宏伟何学秋重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室资源与安全学院重庆400044 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室应急管理与安全工程学院北京100083 中国劳动关系学院安全工程学院北京100048 聊城大学建筑工程学院山东聊城252000 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

煤尘爆炸的突发性和不稳定性严重制约了我国矿井的安全开采水平,研究煤粉爆炸反应机理,揭示爆炸各阶段宏细观反应本质,对指导爆炸预防和控制具有重要理论意义.本研究总结了煤粉爆炸宏观特性和微观机理发展现状,并从宏细观角度讨论了煤... 详细信息

煤尘爆炸的突发性和不稳定性严重制约了我国矿井的安全开采水平,研究煤粉爆炸反应机理,揭示爆炸各阶段宏细观反应本质,对指导爆炸预防和控制具有重要理论意义.本研究总结了煤粉爆炸宏观特性和微观机理发展现状,并从宏细观角度讨论了煤粉爆炸全过程,提出了包括热激发、气-固-液三相耦合、煤粒间能量传导连锁以及反应终止四阶段煤粉爆炸机理,得到了各阶段爆炸反应特征.研究结果表明:热激发阶段煤粒吸收热量裂解,生成小分子烃类气体和自由基片段;气-固-液三相耦合阶段发生气-气、气-液、气-固、固-液及固-固基元反应,释放热量并以冲击波气流和高温火焰的方式向四周热辐射扩散,引起未燃煤粒循环热激发和气-固-液耦合过程,加快反应进程,引起爆炸.随着反应进行,体系内未燃煤粒数量与氧气含量下降,反应所需自由基产量和放热量减少,基元反应中断,爆炸过程趋于结束.本研究可为完善煤粉爆炸反应机理提供理论基础和科学指导,以实现爆炸能量防控与利用的目标.

关键词：煤粉爆炸爆炸反应机理宏观特性微观机理气-固-液三相耦合

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基于DeepLabv3+与GF-2高分辨率影像的露天煤矿区土地利用分类

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煤田地质与勘探 2022年第6期50卷 94-103页

作者：张成业李飞跃李军邢江河杨金中郭俊廷杜守航中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京102209

遥感与深度学习为及时掌握露天煤矿区土地利用情况提供了高效率的技术手段。基于国产高分二号(GF-2)卫星高分辨率遥感影像,利用深度学习DeepLabv3+模型实现露天煤矿区土地利用识别,并与U-Net、FCN、随机森林、支持向量机、最大似然法等... 详细信息

遥感与深度学习为及时掌握露天煤矿区土地利用情况提供了高效率的技术手段。基于国产高分二号(GF-2)卫星高分辨率遥感影像,利用深度学习DeepLabv3+模型实现露天煤矿区土地利用识别,并与U-Net、FCN、随机森林、支持向量机、最大似然法等方法进行对比。首先,制作高分辨率影像样本数据,通过敏感性测试确定适合研究区露天煤矿场景的样本最佳裁剪尺寸和方式;然后,训练深度神经网络DeepLabv3+模型,进行土地利用识别实验;最后,比较不同方法的识别结果。结果表明:研究区露天煤矿场景下的样本最佳裁剪尺寸为512像素×512像素,最佳裁剪方式为随机裁剪。采用的DeepLabv3+模型对露天煤矿区土地利用识别的总体精度、Kappa系数分别为80.10%、0.73,均优于U-Net、FCN、随机森林、支持向量机、最大似然法等方法的识别精度。DeepLabv3+模型的识别速度与上述5种方法保持在同一数量级,验证了DeepLabv3+模型和GF-2卫星影像在露天煤矿区土地利用识别中的可行性,对露天煤矿区生态环境监测与修复规划具有重要意义。

关键词：露天煤矿区土地利用高分辨率影像深度学习神经网络高分二号卫星自动识别识别精度

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用于实验教学的数字化MEMS地震仪开发

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实验室研究与探索 2023年第2期42卷 83-86页

作者：郑晶卫泓旭沈帅帅孙文达中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

开发了基于全数字化MEMS的实验教学用地震仪,该仪器采用AS3002A芯片作为数字化检波器,直接输出数字信号,无需传统地震仪的前级输入电路和模数转换电路;利用STM32作为主控芯片,通过STM32的串行外设接口(SPI)通信读取MEMS的采集数据,并将... 详细信息

开发了基于全数字化MEMS的实验教学用地震仪,该仪器采用AS3002A芯片作为数字化检波器,直接输出数字信号,无需传统地震仪的前级输入电路和模数转换电路;利用STM32作为主控芯片,通过STM32的串行外设接口(SPI)通信读取MEMS的采集数据,并将数据分包存储到SD卡;采用WIFI或4G无线通信等模块传输到上位机进行实时显示,也可利用该仪器开展脚步声采集等实验。通过室内实验测试了该仪器的各项性能指标,结果表明,该地震仪能长时稳定地实现震动信息的实时采集、传输和存储。该仪器较传统地震仪无需单独的前级输入和模数转换电路,大大降低了成本和体积,且性能满足实验教学要求。

关键词：地球物理专业地震仪微机电系统

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岩石孔隙度测量实验装置设计与测试分析

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实验技术与管理 2023年第8期40卷 136-140页

作者：邹冠贵彭苏萍龚飞王美娇佘佳生中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

为提高岩石孔隙度测试结果的精度、优化实验教学效果,该文改进了基于波义耳定律双室法的孔隙度测试仪,并提出提高测试精度的具体措施。选取山西省赵庄矿煤岩、河北省万年矿页岩和煤岩、河南省永城砂岩和煤岩进行测试分析,结果表明装置... 详细信息

为提高岩石孔隙度测试结果的精度、优化实验教学效果,该文改进了基于波义耳定律双室法的孔隙度测试仪,并提出提高测试精度的具体措施。选取山西省赵庄矿煤岩、河北省万年矿页岩和煤岩、河南省永城砂岩和煤岩进行测试分析,结果表明装置气密性、温度变化和样品烘干时间是影响孔隙度测试精度的关键因素:孔隙连通性差、孔隙度小的岩石对装置气密性要求更高,需要增加测试时长;实验时环境温度的浮动会对测试值产生影响,需要进行温度校正;煤岩的烘干时间为48 h左右,砂岩、页岩和油页岩的质量达到基本稳定所需要的烘干时间较短。

关键词：孔隙度仪波义耳定律样品烘干气密性温度

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