检索结果-内蒙古大学图书馆

工程科学与技术 2022年第5期54卷 19-28页

作者：张建国冯淦王晓川康勇中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467000 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065 武汉大学水射流理论与新技术湖北省重点实验室湖北武汉430072

深部岩土工程常常面临复杂的变温环境,研究岩石力学特性热循环效应对于评估储层与围岩稳定性及合理利用岩石材料至关重要。对于细粒致密花岗岩地热储层,其力学特性关系到能源高效开采及工程安全问题。因此,本文对花岗岩试样开展了热循... 详细信息

深部岩土工程常常面临复杂的变温环境,研究岩石力学特性热循环效应对于评估储层与围岩稳定性及合理利用岩石材料至关重要。对于细粒致密花岗岩地热储层,其力学特性关系到能源高效开采及工程安全问题。因此,本文对花岗岩试样开展了热循环试验、单轴压缩试验和光学显微镜观测试验,以研究其破坏特征、力学参数变化,以及细粒致密结构对花岗岩力学特性影响机制。结果表明:岩石的破坏特征与力学性质随着热循环温度和次数的变化趋势与其结构紧密相关,热循环上限温度升高能够提高花岗岩力学性质随着热循环劣化的敏感性。对于细粒致密结构的花岗岩,其单轴抗压强度与弹性模量随着热循环上限温度和循环次数增加而逐渐降低;热循环次数超过10以后,单轴抗压强度降低速率变得缓慢;300℃以内热循环不会改变细粒致密花岗岩脆性破坏特征。通过显微观测分析表明,热循环能显著促进花岗岩裂纹扩展,在从室温(20℃)到上限温度300℃热循环20次后,其线性裂纹密度为1.69 mm^(-1),是热循环1次时的1.5倍;由于结构细粒致密,约束了花岗岩矿物颗粒的膨胀压密效应,造成热应力诱发的裂纹萌生与扩展演化作用占据优势,进而宏观力学参数随着相应线性裂纹密度呈现非线性降低。研究对于变温环境下深部岩土工程力学问题相关探索具有一定基础参考价值。

关键词：深部岩石力学细粒致密花岗岩地热开发微裂纹热循环

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基于TG/DSC/MS技术的煤氧复合全过程及气体产物研究

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煤炭学报 2022年第10期47卷 3704-3714页

作者：贾海林崔博焦振营赵万里徐倩倩孙沣楠河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地河南焦作454000 中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467099

针对利用DSC曲线研究煤氧复合反应的阶段划分、热量变化及产物生成路径等方面存在定义表述不够系统,TG和DSC耦合分析不够深入等问题,利用TG/DSC/MS联用技术,开展惰气和空气氛围下不同升温速率煤氧复合全过程的测试与分析。实验表明:基于... 详细信息

针对利用DSC曲线研究煤氧复合反应的阶段划分、热量变化及产物生成路径等方面存在定义表述不够系统,TG和DSC耦合分析不够深入等问题,利用TG/DSC/MS联用技术,开展惰气和空气氛围下不同升温速率煤氧复合全过程的测试与分析。实验表明:基于DSC划分法可将煤氧复合全过程划分为水分蒸发及气体脱附吸热阶段、化学吸附和缓慢反应放热阶段、煤热解生成活性基团放热阶段和挥发分与固定碳燃烧放热阶段。通过特征温度的作图比较,发现TG划分法和DSC划分法的煤氧复合全过程的划分具有高度的重合性和一致性,这证明了DSC划分法的可行性和正确性。利用矿井火灾学、热分析动力学和煤化学理论,阐述了煤氧复合全过程相应阶段的温度范围、生成产物。通过气相产物的质谱分析和Chem 3D软件的建模分析,在构建煤结构单元局部片段的基础上阐明了甲烷、乙烯、一氧化碳和二氧化碳等气体生成的反应历程及生成机理。获得了煤氧复合过程中CH_(4)和C_(2) H_(4)的生成趋势具有相似性规律,且离子流强度曲线出现的峰值温度基本相同。CO_(2)的逸出曲线呈抛物线,在560℃时出现逸出峰。发现了CO的离子流强度曲线具有双峰特征,双峰对应的特征温度分别为530,609℃。研究成果可为厘清煤氧复合的全过程和煤自燃分级预警提供理论支撑。

关键词：煤氧复合全过程吸放热效应 TG与DSC耦合关系 DSC划分法离子流强度

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煤吸附CH_(4)/CO_(2)混合气体的试验研究

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煤矿安全 2022年第5期53卷 1-6,12页

作者：王满姜永东王英伟李喜员周凤中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467099 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

为了揭示CH_(4)/CO_(2)混合气体在煤中的竞争吸附特性,开展了5种不同比例CH_(4)/CO_(2)混合气体在煤中的等温吸附试验。试验表明:纯CH_(4)、纯CO_(2)吸附量与气体压力的关系满足Langmuir方程,相同条件下,煤吸附CO_(2)是CH_(4)的2倍;不... 详细信息

为了揭示CH_(4)/CO_(2)混合气体在煤中的竞争吸附特性,开展了5种不同比例CH_(4)/CO_(2)混合气体在煤中的等温吸附试验。试验表明:纯CH_(4)、纯CO_(2)吸附量与气体压力的关系满足Langmuir方程,相同条件下,煤吸附CO_(2)是CH_(4)的2倍;不同比例CH_(4)/CO_(2)混合气体吸附量总是介于单组分CH_(4)和CO_(2)之间,煤对混合气体不是独立吸附,而是竞争吸附,CO_(2)在竞争吸附过程中占优势;随混合气体中CO_(2)体积分数增加,吸附选择性系数增大,且始终大于1,表明注入CO_(2)驱替CH_(4)是可行的,即CO_(2)-ECBM/CO_(2)封存是可行的;BET多组分气体吸附模型更适合预测煤吸附CH_(4)/CO_(2)混合气体的量。

关键词：混合气体等温吸附曲线气体压力吸附选择性系数体积法

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煤巷中不同截割部位对粉尘运移扩散规律的影响研究

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煤炭技术 2023年第8期42卷 177-181页

作者：张建国孙海良张国川王海涛姜德义张黄情炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467000 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司河南平顶山467000 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

为了解决煤巷掘进过程中粉尘产量大,降尘难度大且截割部位空间狭小的问题,基于κ-ε两方程湍流模型,采用CFD数值模拟的方法,建立了煤巷巷道全尺寸模型,研究了煤巷不同产尘部位粉尘的运移扩散规律。结果表明:在掘进头和掘进工作面之间,... 详细信息

为了解决煤巷掘进过程中粉尘产量大,降尘难度大且截割部位空间狭小的问题,基于κ-ε两方程湍流模型,采用CFD数值模拟的方法,建立了煤巷巷道全尺寸模型,研究了煤巷不同产尘部位粉尘的运移扩散规律。结果表明:在掘进头和掘进工作面之间,由于掘进机的存在,产生了涡流区和回流区;在这些风流的综合作用下,当靠近顶板的截割部位产尘时,巷道内粉尘浓度远高于其他部位;在进行干式除尘时,风流携带粉尘积聚在风筒的另一侧。

关键词：不同截割部位粉尘运移通风降尘数值模拟

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薄膜爽滑剂芥酸酰胺研究进展

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塑料工业 2022年第7期50卷 1-5,11页

作者：王学军庄心生齐辉河南平煤神马尼龙材料(遂平)有限公司河南驻马店463100 中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467000

芥酸酰胺是典型的塑料薄膜爽滑剂,具有使用方便、效果明显、经济实用、绿色环保等特点。系统总结了芥酸酰胺的合成方法、分析表征、微观结构、扩散与迁移行为等,并结合相关标准介绍了其在聚合物表面改性等方面的研究进展。讨论了芥酸酰... 详细信息

芥酸酰胺是典型的塑料薄膜爽滑剂,具有使用方便、效果明显、经济实用、绿色环保等特点。系统总结了芥酸酰胺的合成方法、分析表征、微观结构、扩散与迁移行为等,并结合相关标准介绍了其在聚合物表面改性等方面的研究进展。讨论了芥酸酰胺在薄膜生产中的应用及未来发展的前景。

关键词：芥酸酰胺薄膜爽滑剂摩擦系数包装材料

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大埋深高承压水双层结构底板破坏机理及应用研究

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煤炭科学技术 2023年第10期51卷 207-219页

作者：李昂周永根杨宇轩于振子牟谦王满张波西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039 中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山4670993 陕西建工第三建设集团有限公司陕西西安710054

平煤矿区首次开采近全岩下保护层工作面用于解放其上部受瓦斯突出威胁的己组煤炭资源,近千米埋深开采近全岩层势必加大底板破坏深度,一旦扰动隔水层内L5弱富水性含水层形成寒灰水间接补给通道,影响工作面底板安全稳定。为此首先建立双... 详细信息

平煤矿区首次开采近全岩下保护层工作面用于解放其上部受瓦斯突出威胁的己组煤炭资源,近千米埋深开采近全岩层势必加大底板破坏深度,一旦扰动隔水层内L5弱富水性含水层形成寒灰水间接补给通道,影响工作面底板安全稳定。为此首先建立双层结构底板塑性滑移线场理论模型,推导出三种工况下双层底板最大破坏深度解析解;然后通过自主设计的孔隙水压力(弹簧)和地层有效应力(千斤顶)协同工作的相似模拟试验平台,基于数字图像相关技术模拟分析了采场顶底板变形形态和破坏特征;最后使用钻孔应变测量方法在平煤十二矿己_(15)-31040近全岩工作面开展底板破裂发育形态现场监测。结果表明:采用双层结构底板塑性滑移线场理论计算出己_(15)-31040近全岩工作面底板最大破坏深度为16.59 m;相似模拟试验揭示了底板破坏集中于开切眼及工作面两端,具有明显滞后破坏特征,最大破坏深度为17.8 m,工作面推进159.9 m进入充分开采后,底板应力逐渐恢复;现场实测结果显示底板岩体在工作面前方7.9 m出现压剪滑移破坏,工作面推过钻孔前后底板分别表现出压剪和拉剪破坏,底板最大破坏深度介于16.5~18 m。现场实测与理论计算和相似模拟试验结果较为吻合,研究成果有利于推动大埋深、高承压煤岩层开采底板水害防治技术的进步。

关键词：近全岩下保护层工作面近千米埋深寒武系灰岩底板水害相似模拟钻孔应变技术

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BOPA薄膜拉伸过程中结晶行为的研究进展

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塑料工业 2022年第1期50卷 10-13页

作者：王学军齐辉陈文杰中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467000 河南平煤神马尼龙材料(遂平)有限公司河南驻马店463100

简要介绍了聚酰胺6(PA6)晶体形态的类型及其衍变,系统总结了PA6结晶相关的研究进展及拉伸应变过程对PA6晶型转变和微观结构的相互影响。讨论了目前研究成果对双向拉伸聚酰胺(BOPA)薄膜生产的指导作用和BOPA未来发展的前景。

关键词：聚酰胺双向拉伸结晶薄膜尼龙6

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深井不同层位底板岩巷与煤巷相互影响研究

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煤炭工程 2024年第8期56卷 1-6页

作者：张建国翟成唐伟中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467000 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司河南平顶山467000 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

深井煤巷掘进突出危险性高,布置底板岩巷条带预抽煤层瓦斯是降低煤层瓦斯压力、掩护煤巷安全掘进的有效方法。底板岩巷的层位布置及其与上部煤巷之间的相互影响是值得研究的问题。本研究通过数值分析方法,以首山一矿为工程背景,基于采... 详细信息

深井煤巷掘进突出危险性高,布置底板岩巷条带预抽煤层瓦斯是降低煤层瓦斯压力、掩护煤巷安全掘进的有效方法。底板岩巷的层位布置及其与上部煤巷之间的相互影响是值得研究的问题。本研究通过数值分析方法,以首山一矿为工程背景,基于采面地质条件建立了离散元数值模型;根据巷道掘进先后关系,从岩层应力变化、围岩变形、损伤分布分析了不同垂距下底板岩巷与上部煤巷之间的相互影响。研究结果表明:底板岩巷对上部煤层有一定的卸压作用,随着两巷垂距的增加,煤体应力降低幅度减小;煤巷掘进对底板岩巷围岩变形有较大影响,增加垂距会降低影响程度;底板岩巷的围岩损伤受底板岩巷层位选择的影响较大,损伤区域主要发生在软岩层、薄岩层附近。首山一矿工作面最终确定底板岩巷与煤巷的垂距为12 m,现场考察结果表明此垂距下底板岩巷和煤巷稳定性良好。

关键词：底板岩巷垂距层位布置数值分析围岩损伤

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近全岩保护层开采煤矸井下分选及充填一体化技术研究与应用

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煤炭工程 2023年第10期55卷 6-11页

作者：张创业王晓川刘庆军黄煜萱李振兴平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000 炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467000 武汉大学工业科学研究院湖北武汉430072

结合平煤十二矿深部突出矿井的地质特点,针对己15突出煤层需要卸压开采但不具备常规保护层的问题,提出了近全岩保护层开采理论,将仅含煤线厚夹矸的全岩或近全岩层设计为保护层;针对高夹矸煤一次采全高设备损坏率高的难题,通过硬岩辅助... 详细信息

结合平煤十二矿深部突出矿井的地质特点,针对己15突出煤层需要卸压开采但不具备常规保护层的问题,提出了近全岩保护层开采理论,将仅含煤线厚夹矸的全岩或近全岩层设计为保护层;针对高夹矸煤一次采全高设备损坏率高的难题,通过硬岩辅助预裂爆破软化处理工艺实现了煤岩快速截割。其次,鉴于近全岩保护层开采过程中矸石产量大的问题,平煤十二矿结合现场实际工况合理高效地布置了煤矸井下分选系统,研发了适用于千米深地煤矿井下洗选一体化设备,实现了矿山灾害防治和矿山安全高效生产。最后,采用阻化剂对矸石进行阻化处理,研究了井下充填工艺与方法,形成了深部突出矿井的安全、绿色开发模式,对我国同类矿井的开发具有一定的参考价值。

关键词：深部突出矿井近全岩保护层煤矸石处理绿色开采

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高浊高黏矿井水井下绿色短流程处理关键技术

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洁净煤技术 2024年第S02期30卷 532-540页

作者：张建国王之峰何绪文赵磊张雪飞王绍州马文臣炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467000 中国平煤神马控股集团有限公司河南平顶山476000 世纪华扬环境工程有限公司北京100101 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

通过聚瓷膜直滤技术处理高浊、高黏矿井水,验证聚瓷膜处理效果,优化工艺运行参数,摸索出相关工程化设计参数。小试结果表明,聚瓷膜耐污染膜材料和独特的流道设计可无需加药直滤处理高浊、高黏矿井水,且可耐受较高浓度悬浮物,不加药直滤... 详细信息

通过聚瓷膜直滤技术处理高浊、高黏矿井水,验证聚瓷膜处理效果,优化工艺运行参数,摸索出相关工程化设计参数。小试结果表明,聚瓷膜耐污染膜材料和独特的流道设计可无需加药直滤处理高浊、高黏矿井水,且可耐受较高浓度悬浮物,不加药直滤可避免药剂投加对深度处理单元的影响。膜污染主要以滤饼层堵塞为主并伴随中间堵塞,膜污染可通过化学清洗有效去除,化学清洗后膜恢复率可达95%以上。中试结果表明,因悬浮物被过滤器截流累积后黏度较大,会黏附到滤芯表面,预处理应优先选择带转刷的自清洗过滤器,聚瓷膜超滤系统最佳循环流量为24 m^(3)/h,最佳运行压力为0.2 MPa,进水浊度542~905 NTU时,产水浊度始终小于0.4 NTU,且系统运行稳定,可实现无人值守。井下工程实践表明,200 m^(3)/h规模的聚瓷膜直滤技术应用到井下后,无需复杂的预处理过程,且占地面积小、出水水质稳定达标、自动化程度高、运行费用低、产水效率高,电耗仅为0.37元/t(以水计),还可节省升井费用506.88万元/a,可实现矿井水处理绿色短流程、节能高效和智能化无人值守新要求,具有广阔的应用前景。

关键词：高浊高黏聚瓷膜直滤井下应用

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