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考虑煤岩硬度的悬臂式掘进机截割控制

工矿自动化 2024年第4期50卷 153-158页

作者：许向前简阔王宁李胜利山西科技学院能源工程学院山西晋城048011 太原科技大学能源与材料工程学院山西晋城048011

煤岩硬度显著影响悬臂式掘进机空间运行状态,分析掘进机空间运行状态与煤岩硬度变化的关联性,有助于更好地实现悬臂式掘进机自动化截割控制。为提高截割控制精度,提出了一种考虑煤岩硬度的悬臂式掘进机截割控制方法。根据动力学原理获... 详细信息

煤岩硬度显著影响悬臂式掘进机空间运行状态,分析掘进机空间运行状态与煤岩硬度变化的关联性,有助于更好地实现悬臂式掘进机自动化截割控制。为提高截割控制精度,提出了一种考虑煤岩硬度的悬臂式掘进机截割控制方法。根据动力学原理获得了悬臂式掘进机空间运行状态与煤岩硬度变化的关系,得出随着截割头与目标点之间的距离、运动范围半径及动态角度增大,截割头的运行稳定性会相应提高。采用加权平衡的方式确定自动化控制参数,采用PID控制和闭环模糊控制方法实现掘进机自动化截割控制。实验结果表明,该方法横向控制和纵向控制都表现出较好的性能,掘进机截割头摆速在2 s内达到稳定值,动态工作稳定性好;悬臂式掘进机截割头回转和升降角度变化轨迹与期望轨迹之间的吻合度较高,整体偏离程度较小,控制精度较高。

关键词：悬臂式掘进机自动化截割控制煤岩硬度自动化控制参数加权平衡 PID

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煤与煤层气专业集群建设与思考

高教学刊 2024年第7期10卷 77-80页

作者：茹忠亮简阔郭少龙太原科技大学能源与材料工程学院山西晋城048000 山西暗石电子技术有限公司山西晋城048000

打造特色专业集群是地方应用型本科高校转型快速发展的关键,专业集群的组建要结合区域产业链布局、学科基础、产业政策动态及专业人才需求。煤与煤层气专业集群按照“由产业引出的专业集群”模式建群,紧密结合地方产业布局,符合能源革... 详细信息

打造特色专业集群是地方应用型本科高校转型快速发展的关键,专业集群的组建要结合区域产业链布局、学科基础、产业政策动态及专业人才需求。煤与煤层气专业集群按照“由产业引出的专业集群”模式建群,紧密结合地方产业布局,符合能源革命转型发展需求。下一步建立煤与煤层气现代产业学院,充实集群相关专业设置,加强学科引领,深化合作交流,实现以特色学科、特色专业集群推动特色产业链条创新发展。

关键词：专业集群产业链产业学院能源革命煤与煤层气

辽宁抚顺和新疆吉木萨尔煤精的显微组成和拉曼光谱对比研究

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 292-300页

作者：王兰花陈义林傅雪海简阔杨天宇张博洪勇王文峰中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 中石化石油工程地球物理有限公司科技研发中心江苏南京211100 太原科技大学能源与材料工程学院山西太原048011 中石化胜利油田分公司滨南采油厂山东滨州256600

煤精又称煤玉,是一种资源稀缺且价格昂贵的煤种,可作为工艺美术雕琢材料。采集了辽宁抚顺和新疆吉木萨尔这两个地区的6件煤精样品,测试分析了其煤岩煤质(显微组成、腐植体最大反射率、工业分析、元素分析)和拉曼光谱特征。研究结果表明... 详细信息

煤精又称煤玉,是一种资源稀缺且价格昂贵的煤种,可作为工艺美术雕琢材料。采集了辽宁抚顺和新疆吉木萨尔这两个地区的6件煤精样品,测试分析了其煤岩煤质(显微组成、腐植体最大反射率、工业分析、元素分析)和拉曼光谱特征。研究结果表明6件煤精样品中显微组分均以腐植组为主,稳定组次之,惰质组含量最低,腐植体最大反射率(R_(o, max))介于0.41%~0.55%;抚顺煤精的稳定组以沥青质体和孢子体为主,而吉木萨尔煤精的稳定组则以角质体为主;这两个地区煤精的拉曼光谱特征差异显著,拉曼结构参数显著受控于煤岩煤质;煤精的拉曼光谱参数D_(1)峰与G峰的强度比(I_(D_(1))/I_(G))、面积比(A_(D_(1))/A_(G))均随稳定组含量增加而显著增大,随腐植组和惰质组含量的增加而明显减小;吉木萨尔煤精的I_(D_(1))/I_(G)和A_(D_(1))/A_(G)值均显著小于抚顺煤精,这是由于抚顺煤精中含有大量沥青质体和孢子体,其大分子结构的芳环生长程度较差;这两个地区煤精的I_(D_(1))/I_(G)和A_(D_(1))/A_(G)值均随着R_(o, max)增大呈现差异化降低趋势;随着煤化程度增大,芳香层片空间排列有序化增强。拉曼光谱参数可有效指示不同产地煤精的大分子结构差异性,可为今后煤精类文物的产地溯源提供科学依据,进而为了解中国古代手工业发展史及商品流通提供启示。

关键词：煤精显微组分拉曼光谱辽宁抚顺新疆吉木萨尔

不同CO_(2)压力下黄铁矿与煤制气耦合机制研究

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河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期43卷 101-106,134页

作者：夏大平廖佳佳王心义李赛赛顾朋涛袁筱莹简阔河南理工大学资源环境学院河南焦作454000 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 河南理工大学矿业研究院河南焦作454000 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 太原科技大学能源与材料工程学院山西晋城048011

目的为了研究不同CO_(2)压力下黄铁矿与煤制气的耦合机制,方法利用压力为1,3,5 MPa的高压罐进行煤和黄铁矿厌氧发酵产气试验。结果结果表明:(1)压力1 MPa时产气量较好,最终产气量为1.26 mmol/g;压力增加,罐中产气量减少,压力5 MPa时产... 详细信息

目的为了研究不同CO_(2)压力下黄铁矿与煤制气的耦合机制,方法利用压力为1,3,5 MPa的高压罐进行煤和黄铁矿厌氧发酵产气试验。结果结果表明:(1)压力1 MPa时产气量较好,最终产气量为1.26 mmol/g;压力增加,罐中产气量减少,压力5 MPa时产气量仅0.02 mmol/g。(2)随着压力增加,水溶液中HCO-3质量浓度和氧化还原电位(Eh)逐渐上升,pH逐渐下降,5 MPa试验组反应末期pH最低,为4.02,1 MPa压力罐内总铁有消耗,波动较大;反应前期,3,5 MPa压力罐中总铁质量浓度持续增加,说明反应前期3,5 MPa压力下黄铁矿溶解量增加较多;(3)高压条件下,化学需氧量(chemical oxygen deman,COD)和短链脂肪酸浓度水平的显著减少反映了厌氧发酵程度的减弱和黄铁矿酸化程度的增强;(4)压力增加,功能菌种丰度和多样性降低,硫杆菌属逐渐处于优势地位,厌氧发酵过程基本停滞。结论适宜的CO_(2)压力条件可促进煤储层条件下的微生物生长代谢,同时添加黄铁矿发生氧化产生的铁离子,可促进菌群酶活,使煤生物产气反应顺利进行。研究结果可为原位条件富集营养液注入后的产气机制研究提供理论支撑。

关键词： CO_(2)压力煤生物产气黄铁矿总铁酸化程度

黏土矿物和孔喉特征对致密砂岩可动流体分布的影响——以鄂尔多斯盆地东部山西组储层为例

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天然气地球科学 2023年第9期34卷 1627-1640页

作者：李咪郭英海杨亦浩简阔茹忠亮李冠霖太原科技大学能源与材料工程学院山西太原030024 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 山西蓝焰煤层气工程研究有限责任公司山西晋城048000 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城048000

开展致密砂岩可动流体分布的影响因素研究可有效提高储层开发潜力评价的准确性。选取鄂尔多斯盆地东部山西组典型致密砂岩样品,联合铸体薄片观察、扫描电镜观测、X射线衍射分析、恒速压汞及核磁共振测试,分析了黏土矿物及孔喉特征对可... 详细信息

开展致密砂岩可动流体分布的影响因素研究可有效提高储层开发潜力评价的准确性。选取鄂尔多斯盆地东部山西组典型致密砂岩样品,联合铸体薄片观察、扫描电镜观测、X射线衍射分析、恒速压汞及核磁共振测试,分析了黏土矿物及孔喉特征对可动流体分布的影响。根据致密砂岩的孔隙类型,将其划分为“粒间孔—溶孔—晶间孔型”、“溶孔—晶间孔型”及“晶间孔型”储层。砂岩样品的可动流体百分数介于9.39%~78.79%之间,平均为41.63%,且与渗透率呈中等正相关性。研究发现,黏土矿物的存在不利于流体的可动性,半径>200μm区间的孔隙与半径>1μm区间的喉道有利于流体的可动性。伊利石含量较高,呈搭桥式分割孔隙,对流体的可动性具有较强的抑制作用。“粒间孔—溶孔—晶间孔型”砂岩中半径>200μm区间的孔隙占比较高,同时半径>1μm区间的喉道占比大于50%,可动流体百分数较高。“溶孔—晶间孔型”砂岩的可动流体百分数变化较大,但随着溶孔的增多、晶间孔的减少,孔喉对流体的束缚性减弱,可动流体百分数增高。“晶间孔型”砂岩以半径<200μm区间的孔隙为主,同时半径<0.5μm区间的喉道占比大于50%,可动流体百分数极低。

关键词：致密砂岩可动流体孔喉特征黏土矿物鄂尔多斯盆地

基于低温液氮吸附实验的沁南无烟煤孔隙结构特征

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中国科技论文 2022年第5期17卷 488-494,515页

作者：王观宏冯睿智简阔茹忠亮张晓军太原科技大学能源与材料工程学院太原030024 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048012

为实现沁南地区煤层气井高产稳产,以沁南地区无烟煤为研究对象,采集不同煤矿3^(#)煤层的5个煤样,采用低温液氮吸附实验并结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)研究煤储层孔隙结构特征。结果表明:变质孔和溶蚀孔在沁南... 详细信息

为实现沁南地区煤层气井高产稳产,以沁南地区无烟煤为研究对象,采集不同煤矿3^(#)煤层的5个煤样,采用低温液氮吸附实验并结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)研究煤储层孔隙结构特征。结果表明:变质孔和溶蚀孔在沁南无烟煤中尤为常见,可见较多微裂隙,张裂隙和剪裂隙均有发育;孔隙以微孔为主,大多为吸附孔,渗流能力较差,平均比表面积为1.34185 m^(2)/g,平均孔容为0.00720 cm^(3)/g,平均孔径为29.24 nm;低温液氮吸附回线可以划分为3种类型,HX1型和HX2型孔隙形态以狭窄缝隙形孔为主,但HX2型存在部分两端开口透气性孔和少量墨水瓶形孔;HX3型孔隙形态由2个部分组成,在孔径4.5 nm范围主要为狭窄缝隙形孔和墨水瓶形孔;以相对压力0.5为分界点,低压段和高压段具有不同的孔隙结构分形特征,分形维数D_(1)和D_(2)与吸附回线类型具有明显相关性。

关键词：低温液氮吸附无烟煤孔隙结构吸附回线分形维数

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不同CO压力下黄铁矿与煤制气耦合机制研究

河南理工大学学报(自然科学版) 2023年

作者：夏大平廖佳佳王心义李赛赛顾朋涛袁筱莹简阔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理工大学矿业研究院河南理工大学能源科学与工程学院太原科技大学能源与材料工程学院河南理工大学资源环境学院

为研究不同CO2压力下黄铁矿与煤制气耦合机制，利用设置压力为1,3,5 MPa的高压罐进行煤和黄铁矿厌氧发酵产气试验。结果表明：(1)压力为1 MPa时产气量较好，最终产气量为1.26 mmol/g；压力增加，罐中产气量减少，压力为5 MPa时产气量仅0... 详细信息

为研究不同CO2压力下黄铁矿与煤制气耦合机制，利用设置压力为1,3,5 MPa的高压罐进行煤和黄铁矿厌氧发酵产气试验。结果表明：(1)压力为1 MPa时产气量较好，最终产气量为1.26 mmol/g；压力增加，罐中产气量减少，压力为5 MPa时产气量仅0.02 mmol/g;(2)随着压力增加，水溶液中HCO3-质量浓度和氧化还原电位(Eh)逐渐上升，pH逐渐下降，5 MPa试验组反应末期pH最低，为4.02,1 MPa压力罐内总铁有消耗，波动较大，3 MPa和5 MPa压力罐中总铁浓度持续增加，说明3 MPa和5 MPa压力下黄铁矿溶解量增加较多；(3)化学需氧量(chemical oxygen deman,COD)和短链脂肪酸浓度随压力增加逐渐降低，反映了厌氧发酵程度的降低和黄铁矿酸化强度的增强；(4)压力增加，功能菌种丰度和多样性降低，硫铁菌属逐渐处于优势地位，厌氧发酵过程基本停滞。研究结果可为原位条件富集营养液注入后的产气机制研究提供理论支撑。

关键词： CO 压力煤生物产气黄铁矿总铁酸化程度

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我国次生生物成因煤层气研究进展

煤矿安全 2023年第4期54卷 11-21页

作者：简阔傅雪海夏大平冯睿智李咪吉小峰太原科技大学能源与材料工程学院山西晋城048011 山西科技学院能源工程学院山西晋城048011 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000

为总结我国次生生物成因煤层气理论研究和工程实践发展现状,全面收集了我国煤层次生生物气比较丰富地区的煤层水和产气的地球化学数据,归纳总结前人研究结果,从形成机理、形成环境、产气特征和煤层气生物工程多角度进行探讨。结果表明:... 详细信息

为总结我国次生生物成因煤层气理论研究和工程实践发展现状,全面收集了我国煤层次生生物气比较丰富地区的煤层水和产气的地球化学数据,归纳总结前人研究结果,从形成机理、形成环境、产气特征和煤层气生物工程多角度进行探讨。结果表明:次生生物气在我国低煤级、中煤级以及高煤级含煤储层和煤矿区中均有存在,总体富含次生生物气地区中的地下水动力条件不强,普遍处于弱径流的水动力环境中,且水型多为Na-HCO3型和Na-Cl·HCO_(3)型;此外,煤层中次生生物气与热成因气往往混合存在,同时部分存在热成因气的生物再改造迹象,且产气途径多以CO_(2)还原为主,气体组分较干;目前,我国人工煤炭次生生物气数量尚达不到工业规模,煤层气生物工程还处于早期试验阶段,这主要受限于煤炭生物转化效率低和规模性生物气化技术不成熟;发现和培育高效产甲烷菌,将煤层气生物工程与采煤采气一体化技术相结合,实现规模性生物降解产气,是微生物增产煤层气工程可持续发展的必要之路。

关键词：次生生物成因煤层气地球化学特征水动力环境产甲烷菌煤层气生物工程

采矿工程（煤及煤层气方向）人才培养模式构建与思考

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科学咨询(科技·管理) 2023年第12期 178-180页

作者：简阔茹忠亮马国胜郭少龙冯睿智太原科技大学能源与材料工程学院晋城市综合检验检测中心山西暗石电子技术有限公司

碳达峰、碳中和及山西能源革命综合改革对传统采矿工程人才培养提出了新的要求。本文以新工科建设理念为引领，系统分析了太原科技大学采矿工程专业人才培养面临的机遇与挑战，并从凝练人才培养目标、重构课程体系、加强实践基地建设、... 详细信息

碳达峰、碳中和及山西能源革命综合改革对传统采矿工程人才培养提出了新的要求。本文以新工科建设理念为引领，系统分析了太原科技大学采矿工程专业人才培养面临的机遇与挑战，并从凝练人才培养目标、重构课程体系、加强实践基地建设、改革课堂教学模式和挖掘专业思政元素五个方面进行积极探索。目标是培养具有爱国爱家情怀、精湛业务技能、工匠精神及开拓进取精神的高素质应用型采矿工程专业人才，以助力山西经济的高质量转型发展。

关键词：采矿工程人才培养新工科能源革命煤及煤层气