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基于数值模拟的CO地质封存项目井筒泄漏风险定量化评价方法研究

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工程科学与技术 2023年

作者：甘满光雷宏武张力为李小春李琦中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室中国科学院大学

为评估CO2地质封存场地的CO2通过井筒泄漏风险，介绍了自主研发的可对CO2井筒泄漏风险进行定量化评价的数值模拟软件——WellRisk，将软件应用于中年国实际CO2地质封存场地——神华鄂尔多斯CO2咸水层封存示范工程，定量评估该场地CO2沿... 详细信息

为评估CO2地质封存场地的CO2通过井筒泄漏风险，介绍了自主研发的可对CO2井筒泄漏风险进行定量化评价的数值模拟软件——WellRisk，将软件应用于中年国实际CO2地质封存场地——神华鄂尔多斯CO2咸水层封存示范工程，定量评估该场地CO2沿注入井和监测井的泄漏量，并将软件模拟结果与美国能源部开发的NRAP-IAM-CS(The National Risk Assessment Partnership-Integrated Assessment Model-Carbon Storage)软件模拟结果进行对比，实现了CO2沿井筒泄漏风险的定量化评价。定义了井筒泄漏系数(井筒发生泄漏的有效截面积和井筒总截面积的比值)，并将井筒泄漏系数作为量化表征井筒固井质量的重要参数。当泄漏系数取值为10-6时，神华CO2地质封存场地在1 000年内的总泄漏量为720 tCO2，占总注入量的0.24%，小于IPCC的风险阈值1%。因此，泄漏系数为10-6或更低的井筒是低风险泄漏井，具有良好的固井质量，对应于NRAP-IAM-CS软件中井筒渗透率低于10-12m2的情况。泄漏系数为10-5或更高的井筒是高风险泄漏井，具有较差的固井质量。WellRisk和NRAP-IAM-CS的计算结果均表明，当注入井和监测井的固井质量良好时，神华CO2地质封存场地基本不存在CO2泄漏风险。

关键词：二氧化碳地质封存 CO 泄漏井筒风险评估固井

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覆岩隔离注浆充填浆体压缩特性实验与应用

煤炭学报 2017年第5期42卷 1117-1122页

作者：张亮许家林轩大洋甘满光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

为确定覆岩主注浆层位内充填浆体的应力-变形特征,采用电液伺服万能试验机及自行设计的粉煤灰浆体压缩仪,开展了不同压力下粉煤灰浆体的压缩特性实验研究。结果表明:在覆岩应力的作用下,粉煤灰浆体体积不断减小,减小速率逐渐降低,最终... 详细信息

为确定覆岩主注浆层位内充填浆体的应力-变形特征,采用电液伺服万能试验机及自行设计的粉煤灰浆体压缩仪,开展了不同压力下粉煤灰浆体的压缩特性实验研究。结果表明:在覆岩应力的作用下,粉煤灰浆体体积不断减小,减小速率逐渐降低,最终趋于稳定;粉煤灰当量压缩系数随着压力增加而减小,二者近似呈对数关系。基于实验结果,建立了不同注浆充填深度条件下干粉煤灰质量与压实灰体体积的换算关系,进而改进了注采比计算公式,导出了注浆充填干灰质量极限值的计算公式,并进行了工程验证,从而为注浆充填参数设计提供了合理依据。

关键词：隔离注浆充填粉煤灰充填量当量压缩系数注采比绿色开采

地质封存环境CO_(2)压力影响水泥碳化程度的试验研究

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中国电机工程学报 2022年第9期42卷 3126-3134页

作者：刘思楠张力为甘满光雷宏武方志明王燕付晓娟季备姚志勇岩土力学与工程国家重点实验室(中国科学院武汉岩土力学研究所) 湖北省武汉市430071 中国科学院大学北京市石景山区100049 中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西省西安市710043

为研究封存在地下储层中的CO_(2)与井筒水泥和地下混凝土构筑物接触后引发碳化反应的剧烈程度,将普通硅酸盐水泥和G级油井水泥样品与不同浓度的CO_(2)进行反应,利用微米CT、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)等分析手段,研究水泥与CO_... 详细信息

为研究封存在地下储层中的CO_(2)与井筒水泥和地下混凝土构筑物接触后引发碳化反应的剧烈程度,将普通硅酸盐水泥和G级油井水泥样品与不同浓度的CO_(2)进行反应,利用微米CT、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)等分析手段,研究水泥与CO_(2)反应后微观结构、矿物组分及含量的变化。试验结果表明,水泥的碳化速率先增大后减小;CO_(2)浓度越高,反应生成的方解石越多;方解石沉淀后形成致密壳状结构。通过Elovich方程拟合试验数据,预测得到100天后3组水泥样品的碳化深度分别为0.51 mm、2.06 mm和0.81 mm。综上所述,水泥的碳化反应主要是钙基水泥水化物转化为方解石,G级油井水泥抗CO_(2)腐蚀性优于普通硅酸盐水泥。研究成果增进了人们对水泥与高浓度CO_(2)反应机理的认识,可为相关工程的水泥服役性能评价提供参考依据。

关键词：二氧化碳地质封存水泥碳化 CT表征微观结构数据拟合

一侧采空条件下隔离注浆充填减沉效果影响因素研究

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一侧采空条件下隔离注浆充填减沉效果影响因素研究

作者：甘满光中国矿业大学

学位级别：硕士

采动覆岩隔离注浆充填技术通过留设一定宽度的隔离煤柱,在工作面上覆离层空间高压注浆充填使工作面中部形成一定宽度的注浆充填压实区,构成“充填压实区—隔离煤柱—关键层”联合承载结构对上覆岩层进行支撑,从而有效控制地表沉陷。对... 详细信息

采动覆岩隔离注浆充填技术通过留设一定宽度的隔离煤柱,在工作面上覆离层空间高压注浆充填使工作面中部形成一定宽度的注浆充填压实区,构成“充填压实区—隔离煤柱—关键层”联合承载结构对上覆岩层进行支撑,从而有效控制地表沉陷。对于一侧采空条件下的注浆充填减沉效果研究较少,即开采第1个工作面不实施注浆充填而开采后续相邻工作面时实施注浆充填。本论文将针对一侧采空条件下注浆充填减沉效果的影响因素进行分析。论文以数值模拟为主要研究方法,从隔离煤柱、关键层特性、工作面采宽三个方面对一侧采空条件下的注浆充填减沉效果进行了研究,主要结论如下。研究了隔离煤柱对一侧采空条件下注浆充填减沉效果的影响。工作面间不留设煤柱或留设的煤柱宽度过小会导致浆液往相邻已采工作面上覆离层空间发生流动,影响注浆效果。留设一定宽度的隔离煤柱可以阻隔充填浆液往相邻已采工作面上覆同一层位离层空间发生流动,充填浆液在密闭空间支撑工作面上覆关键层,使其不发生破断。据此研究了一侧采空条件下隔离煤柱稳定性评估方法。模拟与理论计算结果表明,在一侧采空条件下所需的最小隔离煤柱宽度应不小于20～30m。研究了关键层赋存特征对一侧采空条件下注浆充填减沉效果的影响。无论工作面之间是否留设煤柱,工作面覆岩存在典型关键层时,一侧采空条件下注浆充填后的累计地表下沉小于工作面覆岩无典型关键层时的累积地表下沉。其主要原因是第一个非注浆充填工作面开采时关键层未破断,在其下方出现一定体积的离层空间,“吸收”了一定高度的开采空间,可阻隔一部分下沉从采空区往地表的传递;而工作面覆岩无典型关键层时,由于岩层间产生的下沉挠曲相差较小,工作面覆岩离层空间较小,下沉可从采空区传递到地表,在地表产生较大下沉。但需要指出的是,无论覆岩是否存在典型关键层,在相同注采比条件下,后续注浆充填工作面开采时地表新增下沉并无明显差别。研究了采宽对一侧采空条件下注浆充填减沉效果的影响。注采比52%条件下,地表新增倾斜变形值随工作面采宽增大而增加,工作面间留设50m煤柱时实施覆岩隔离注浆充填技术的极限采宽是200m。工作面间无隔离煤柱时,采宽大于等于150m的工作面实施覆岩隔离注浆充填技术,注采比达到52%仍会使地面建筑物发生损坏。

关键词：覆岩隔离注浆充填一侧采空部分充填关键层绿色开采

恩格斯晚年关于无产阶级政党政治建设的路径思考

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理论视野 2024年第2期288卷 11-16页

作者：王喜满冀宝光辽宁大学马克思主义学院辽宁大学中国特色反腐败研究中心

恩格斯在马克思逝世后独自承担起指导欧美各国无产阶级政党政治建设的重任。在资本主义从自由竞争向垄断过渡的情况下,恩格斯强调在加强马克思主义政治理论学习的同时运用马克思主义制定党纲,发挥领袖人物的历史作用的同时维护党的权威... 详细信息

恩格斯在马克思逝世后独自承担起指导欧美各国无产阶级政党政治建设的重任。在资本主义从自由竞争向垄断过渡的情况下,恩格斯强调在加强马克思主义政治理论学习的同时运用马克思主义制定党纲,发挥领袖人物的历史作用的同时维护党的权威,要在政治斗争中坚持原则和创新方式,既坚持铁一般的纪律同时又要进行适时调整等方面为欧美各国无产阶级政党提供了解决“如何统一思想和行动”的政治方向指引。这些思想为新时代中国共产党坚定政治信仰、坚持党的政治领导、提高政治能力、净化政治生态等提供了理论依据和行动指南。

关键词：恩格斯晚年无产阶级政党政治建设马克思主义

铁素体系耐热钢焊接热影响区相变行为的CSLM原位观察

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金属学报 2024年第6期60卷 802-816页

作者：申洋谷征满王聪东北大学冶金学院沈阳110819 南昌航空大学江西省航空构件成形与连接重点实验室南昌330063

铁素体系耐热钢焊接时热影响区的相变行为会严重影响焊接件的室温组织,在后续严苛的条件下运行服役时会对电站安全稳定运行产生严重威胁。高温激光扫描共聚焦显微镜(CSLM)能够重现热影响区焊接热循环,实现对微观组织演变的原位观察以及... 详细信息

铁素体系耐热钢焊接时热影响区的相变行为会严重影响焊接件的室温组织,在后续严苛的条件下运行服役时会对电站安全稳定运行产生严重威胁。高温激光扫描共聚焦显微镜(CSLM)能够重现热影响区焊接热循环,实现对微观组织演变的原位观察以及相变动力学的量化分析,具有优化焊接工艺和促进耐热钢铁材料发展的潜力。本工作利用CSLM对P11、P22、P913种典型Cr-Mo铁素体耐热钢热影响区连续冷却过程中的相变行为进行了原位表征,研究板条组织的生长特征与相变动力学。结果表明,根据形核位置能量势垒的高低,贝氏体板条依次在原奥氏体晶界、夹杂物、晶粒内部畸变区域、先前的贝氏体板条、晶粒内部的自由表面上形核;同时,依附于原奥氏体晶界和先前贝氏体生长的贝氏体板条以及在原奥氏体晶粒内部呈放射状切变生长的马氏体板条均通过碰撞晶界或其他板条的方式停止生长,并形成交叉互锁的结构。随着温度的降低,粗晶热影响区中板条的生长速率明显高于细晶热影响区,这主要归因于过冷度的增加和原奥氏体晶粒尺寸的增大。

关键词：铁素体耐热钢热影响区固态相变原位观察高温激光扫描共聚焦显微镜

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不同容量下并网模式交流微电网短路故障早期检测与区域定位

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4353-4366,I0014页

作者：郑昕甘鸿浩智能配电网装备福建省高校工程研究中心(福州大学电气工程与自动化学院) 福建省福州市350108

随着分布式电源(distributed generation,DG)的容量变化,微电网原有的供电结构发生改变,使得潮流大小、方向和功率结构发生变化,对快速检测和定位微电网中的短路故障区域提出了挑战。在MATLAB/Simulink中搭建低压交流微电网模型;通过高... 详细信息

随着分布式电源(distributed generation,DG)的容量变化,微电网原有的供电结构发生改变,使得潮流大小、方向和功率结构发生变化,对快速检测和定位微电网中的短路故障区域提出了挑战。在MATLAB/Simulink中搭建低压交流微电网模型;通过高尺度小波能量谱算法对微电网与大电网公共连接点(point of common coupling,PCC)处检测到的电流进行分解,提取适应不同容量情况的短路故障特征值,实现了不同容量下微电网短路故障的早期检测;利用小波能量谱特征结合基于正交最小二乘法(orthogonal least square,OLS)的径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络算法提出一种适用于不同容量微电网的短路故障区域定位方法,并进行仿真验证;在此基础上设计并网模式微电网短路故障保护硬件系统,并进行实验验证。结果表明,所设计的保护系统能够快速、准确地同时实现并网模式下交流微电网短路故障的早期检测与区域定位。

关键词：并网模式微电网短路故障小波能量谱正交最小二乘法(OLS) 径向基函数(RBF) 早期检测区域定位

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欧洲CCUS技术发展现状及对我国的启示

热力发电 2023年第4期52卷 1-13页

作者：甘满光张力为李小春李琦陆诗建中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 中国矿业大学碳中和研究院江苏徐州221008 中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室江苏徐州221008

在欧盟提出2050年实现碳中和愿景的大背景下,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术作为实现碳减排目标的关键技术手段,在欧洲迎来了重大发展机遇。汇总并讨论了欧洲的CCUS技术发展现状,包括资金激励政策、碳税政策、法律法规和技术创新政策;总... 详细信息

在欧盟提出2050年实现碳中和愿景的大背景下,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术作为实现碳减排目标的关键技术手段,在欧洲迎来了重大发展机遇。汇总并讨论了欧洲的CCUS技术发展现状,包括资金激励政策、碳税政策、法律法规和技术创新政策;总结了欧洲发展CCUS技术主要面临的挑战,包括公共资金的落实、CCUS政策体系的发展以及CCUS项目责任的界定等。研究指出:欧洲的CCUS技术发展较成熟,相关法律法规、资金激励、税收扶持政策和技术创新政策等比较完善;生物质能结合碳捕集与封存(BECCS)和直接空气碳捕集与封存(DACCS)是欧洲未来实现CO_(2)负排放的重要手段,CO_(2)工业集群和运输网络的开发可以大幅减小CO_(2)的运输费用,形成规模化效应,从而增大CCUS的适用范围。我国于2020年提出2030年实现碳达峰、2060年前实现碳中和的“双碳”战略目标,借鉴欧洲CCUS的发展现状和相关政策,结合我国的基本国情,提出了我国目前发展CCUS技术亟需解决的若干问题,并给出相应建议。

关键词：欧洲碳减排 CCUS 碳中和工业集群运输网络

君自故乡来,尽知故乡事——读邹惟山诸篇“文化地理赋”

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世界文学评论(高教版) 2024年第02期 221-223页

作者：甘光地内江市市中区教师进修学校

甲辰春节前一周,荣县中学老学长田穗老师忽然通知我,说华中师范大学文学院著名学者邹惟山教授从武汉返乡探母,要先在内江停一日,与部分朋友见一面。我和惟山教授在十二年前的“内江大千讲坛”上相识,那一期“大千讲坛”是他主讲“内江...

甲辰春节前一周,荣县中学老学长田穗老师忽然通知我,说华中师范大学文学院著名学者邹惟山教授从武汉返乡探母,要先在内江停一日,与部分朋友见一面。我和惟山教授在十二年前的“内江大千讲坛”上相识,那一期“大千讲坛”是他主讲“内江文化与内江名人地理基因解读”。关于沱江流域文化名人的地理基因问题,也是我退休后一直关注的课题。邹教授的讲座,对我启发很大。会后我们还进行了倾心的探讨,十年来我也多次通过微信,向他请教关于内江地方文化的问题,可惜没有机会再次见面。今日邹教授特邀我赴会,真是喜出望外。

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