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条带充填置换开采围岩变形及承压水导升规律

采矿与安全工程学报 2018年第2期35卷 352-358页

作者：白继文刘人太蒋宇静蔚立元张红军李卫山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 长崎大学工学部地盘环境研究室日本长崎8528521 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

条带充填置换开采有效的缓解了我国东部煤炭资源日益减少的困境。为了量化分析条带充填置换开采对工作面围岩变形及承压水导水的控制作用,本文结合现场监测与理论分析开展对比试验。结果表明:条带充填置换开采工作面上覆岩层开采扰动最... 详细信息

条带充填置换开采有效的缓解了我国东部煤炭资源日益减少的困境。为了量化分析条带充填置换开采对工作面围岩变形及承压水导水的控制作用,本文结合现场监测与理论分析开展对比试验。结果表明:条带充填置换开采工作面上覆岩层开采扰动最大高度15 m,较不充填开采减少2.3.13.5 m,有效控制上覆岩层运动;条带充填置换开采工作面底板破坏深度为10 m,较不充填开采减少0.65 m,充填对底板破坏控制作用不明显,充填置换开采过程中应加强底板承压水突水前兆信息监测及防治措施。将充填体压缩量划分为顶板沉降量与底板底鼓量,直接顶与直接底以挠曲变形为主,条带充填体有效地控制围岩变形破坏;依据"下三带"理论与突水系数法,保护层带突水系数小于0.06 MPa/m,底板徐灰承压水得到有效控制,保证煤矿安全开采。

关键词：条带充填置换开采围岩变形承压水导升效果评判

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不同浓度离子液体对煤中官能团的影响

中国煤炭 2018年第5期44卷 78-83页

作者：李明蒋曙光张卫清崔传波秦桐中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室江苏省徐州市221116 中国矿业大学安全工程学院江苏省徐州市221116 煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏省徐州市221116

利用红外光谱(FTIR)技术研究了离子液体[HOEtMIm][BF_4]和[BMIm][BF_4]的不同浓度对煤中官能团的影响。研究结果表明,利用3.不同浓度(离子液体与水的质量比为1∶2、1∶10和1∶50)的[HOEtMIm][BF_4]和[BMIm][BF_4]离子液体处理原煤,处... 详细信息

利用红外光谱(FTIR)技术研究了离子液体[HOEtMIm][BF_4]和[BMIm][BF_4]的不同浓度对煤中官能团的影响。研究结果表明,利用3.不同浓度(离子液体与水的质量比为1∶2、1∶10和1∶50)的[HOEtMIm][BF_4]和[BMIm][BF_4]离子液体处理原煤,处理后煤中的脂肪烃和羟基的含量都有所降低。综合来看,离子液体浓度越高,氢键的相对含量越少,同时不同浓度的离子液体处理煤后,芳香度的增加量与浓度不成正比关系,这说明稀释后的离子液体处理对煤中的活性官能团依然具有一定的溶解破坏作用,且这种作用效果存在一个最佳的浓度范围,有待进一步分析确定。

关键词：煤红外光谱离子液体浓度活性官能团

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小型家用炉技术现状及检测评价方法

洁净煤技术 2018年第1期24卷 19-25页

作者：程芳琴彭皓吴海滨贾阳杰杨凤玲山西大学资源与环境工程研究所山西太原030006 国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西太原030006 山西瑞恩泽科技有限公司山西太原030006

为解决当前家用炉烟尘排放量大,热效率低,燃烧不完全等问题,论述了国内外小型燃煤炊暖炉的结构、研究现状、应用情况及污染物评价方法。结合目前北方小型城镇和农村居民的生活习惯及经济情况,设计了NQ-18C民用炊暖炉,并进行了NQ-18C小... 详细信息

为解决当前家用炉烟尘排放量大,热效率低,燃烧不完全等问题,论述了国内外小型燃煤炊暖炉的结构、研究现状、应用情况及污染物评价方法。结合目前北方小型城镇和农村居民的生活习惯及经济情况,设计了NQ-18C民用炊暖炉,并进行了NQ-18C小型炊暖炉与市售普通型煤锅炉燃烧效果对比和污染物排放试验。结果表明,正常运行下,NQ-18C小型炊暖炉供热能力是普通锅炉的1.89倍,热效率大于65%,排烟温度200℃,炉飞灰、炉渣含碳量6.4%,符合GB/T 16155—2005要求。在燃烧环保型煤时,NQ-18C小型炊暖炉中SO_2排放浓度小于200×10^(-6)、NO_x浓度小于3.0×10^(-6),燃烧效率高,可安全稳定运行。设计的NQ-18C环保节能型炊暖炉能够抑制NO_x生成、消除烟黑排放。

关键词：小型家用炉炉膛结构性能评价烟气分析环保节能

寺河矿煤地质产甲烷微生物菌群的保藏和产甲烷性能

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微生物学通报 2018年第5期45卷 951-961页

作者：杨秀清陈彦梅魏国琴陈林勇山西大学生物技术研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室山西太原030006 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048000 易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司山西晋城048000

【背景】煤地质产甲烷微生物菌群可以代谢煤基质产生甲烷,对于实现煤层气资源的再利用具有重要意义。【目的】检测产甲烷菌群在保藏过程中群落结构的动态变化以及在产气实验中甲烷气的生成情况,以验证保藏方法的可行性,同时为煤层气的... 详细信息

【背景】煤地质产甲烷微生物菌群可以代谢煤基质产生甲烷,对于实现煤层气资源的再利用具有重要意义。【目的】检测产甲烷菌群在保藏过程中群落结构的动态变化以及在产气实验中甲烷气的生成情况,以验证保藏方法的可行性,同时为煤层气的微生物增产奠定基础。【方法】分别于不同温度条件下比较3.菌种保藏方法,即甘油/L-半胱氨酸法、富营养法和煤基-基础盐法。通过产气实验检测不同保藏条件下产甲烷菌群的活力。同时,采用454高通量测序技术测定16S r RNA基因序列,分析25°C条件下煤基-基础盐菌种保藏过程中微生物群落结构的变化。【结果】比较了9组菌种保藏方法,发现菌种最佳保藏条件为25°C的煤基-基础盐保藏。在该条件下保藏的产甲烷菌群活性最高,甲烷生成量最大。以无烟煤为碳源进行产气实验时甲烷生成量为12%-25%,而以褐煤为碳源时甲烷生成量可达24%-73.。在25°C的煤基-基础盐菌种保藏条件下,保藏初期细菌的主要优势菌为假单胞菌属(Pseudomonas),而古菌的主要优势菌为甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)。随着保藏时间的增加,细菌的群落结构变化显著,发酵细菌及产氢产乙酸细菌成为优势细菌,古菌的群落结构则相对稳定。【结论】菌种保藏的最佳条件为25°C的煤基-基础盐,保藏的产甲烷菌群能长期维持在较高的活性状态,具有较好的产甲烷能力。

关键词：煤层产出水产甲烷菌群微生物菌种保藏

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基于应力降的非连续支承压力强扰动特征研究

岩石力学与工程学报 2018年第5期37卷 1080-1095页

作者：薛东杰周宏伟彭瑞东王建强邓淋升赵永伟中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 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 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400030 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

深部扰动定义及科学量化是重新理解地下工程灾害发生原因与强弱的前提。针对平顶山矿区千米埋深煤岩,基于三轴压缩试验获得Hoek-Brown与Mohr-Coulomb准则力学参数。基于Airey解,在弹塑性边界引入非连续应力降,突出体现为支承压力的非连... 详细信息

深部扰动定义及科学量化是重新理解地下工程灾害发生原因与强弱的前提。针对平顶山矿区千米埋深煤岩,基于三轴压缩试验获得Hoek-Brown与Mohr-Coulomb准则力学参数。基于Airey解,在弹塑性边界引入非连续应力降,突出体现为支承压力的非连续应力降与脆性指数评估,用于研究破坏后引起的连续–非连续过渡现象。引入基于内摩擦角或黏聚力的损伤到塑性区域以考虑非连续性,并应用于无煤柱开采、放顶煤开采与保护层开采下非连续支承压力分布求解。联合峰值应力、应力降、峰前峰后模量改变与残余塑性应变,定义了新的脆性指数,明确了脆性的三重内涵:外部应力扰动、变形特征与力学参量的综合影响。利用新指数定性解构了深部开挖扰动区,包括破碎区、峰后卸荷损伤区、应力跌落塑性区、峰前损伤区与内部原岩弹性升压区。最后提出基于不同开采方式α、脆性指数R、应力降Δσ_(drop)与原位应力场p_o定义的扰动指数Ф,明确Ф≥1时为强扰动。

关键词：岩石力学非连续应力降支承压力脆性指数强扰动

AM真菌对采煤沉陷区黄花菜生长及根际土壤养分的影响

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生态学报 2018年第15期38卷 5315-5321页

作者：毕银丽孙江涛王建文张延旭孙金华于淼中国矿业大学(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 河南省地质环境勘查院郑州450051 陕西煤化集团柠条塔矿榆林719300

于陕北黄土沟壑采煤沉陷区内布设试验小区,对黄花菜(Hemerocallis citrina Baroni)接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)—摩西管柄囊霉菌,通过测定黄花菜光合性能、植株生长、抗逆性、土壤养分含量、根际微生物数量等,... 详细信息

于陕北黄土沟壑采煤沉陷区内布设试验小区,对黄花菜(Hemerocallis citrina Baroni)接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)—摩西管柄囊霉菌,通过测定黄花菜光合性能、植株生长、抗逆性、土壤养分含量、根际微生物数量等,揭示AM真菌对黄花菜生长和土壤养分的影响。结果表明,黄花菜种植3.5个月后,接种AM真菌显著提高了黄花菜株高、冠幅及其根系菌根侵染率、菌丝密度。与不接种对照区相比,接种AM真菌后黄花菜叶片的光合速率、可溶性糖含量和过氧化氢酶活性分别提高了51%、12%、79%。接种AM真菌处理区黄花菜根际土壤的电导率、有机质、碱解氮和速效钾含量等均显著高于对照区,细菌数量和磷酸酶活性的菌根贡献率分别达77%和24%。表明采煤沉陷区扰动土壤接种AM真菌具有增强土壤微生物活性、改善土壤肥力和提高黄花菜植株抗逆性的作用,对促进陕北黄土沟壑采煤沉陷区经济作物生长和提高土壤质量具有重要现实生态意义。

关键词：丛枝菌根黄花菜采煤沉陷区土壤肥力

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基于新型加卸载本构模型底板损伤规律研究

采矿与安全工程学报 2018年第2期35卷 373-381页

作者：李浩白海波武建军马占国孟庆彬马凯武光明杜亚波中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 山西中煤华晋能源有限责任公司山西河津043300 中国矿业大学资源与环境学院江苏徐州221116

应力路径对底板岩石力学性能有重大影响,而隔水层的力学特性是其厚度的决定性因素之一。本文认为岩石材料是一种能量非均匀耗散结构,以此为基础建立了修正平行杆模型,将宏、细观损伤变量和损伤演化方程相互联系,体现了循环加卸载过程中... 详细信息

应力路径对底板岩石力学性能有重大影响,而隔水层的力学特性是其厚度的决定性因素之一。本文认为岩石材料是一种能量非均匀耗散结构,以此为基础建立了修正平行杆模型,将宏、细观损伤变量和损伤演化方程相互联系,体现了循环加卸载过程中岩石的"非线性"、"随机性"和"刚度退化"特性。结合Drucker-Prager屈服准则,建立了一种新型循环加卸载本构模型。根据不连沟矿工程实际建立数值计算模型,通过UMAT二次开发,计算采矿过程中底板的损伤响应。结果表明,工作面煤壁下的底板损伤深度随顶板悬露面积的增加而增加,随顶板垮落而减小。而采空区内形成张拉裂隙,并释放应力波,导致底板损伤深度二次加深。上述因素使得损伤深度以Logistic函数形式波动增长,最终不超过18.5 m的概率超过90%。

关键词：循环加卸载模型底板损伤规律修正平行杆系统数值模拟注水实验

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添加煤焦油对型煤渗透率的影响

煤炭技术 2018年第8期37卷 287-289页

作者：柳晓莉娄振刘康中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 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

采用煤焦油添加量分别为0、2.09%、4.08%、6%、7.84%、9.62%、11.3.%的型煤进行渗流实验,分析添加煤焦油对型煤渗透率影响规律。研究发现,对于不同煤焦油添加量的型煤来说,随着瓦斯压力和有效应力的增加,型煤的渗透率均逐渐减小,瓦斯压... 详细信息

采用煤焦油添加量分别为0、2.09%、4.08%、6%、7.84%、9.62%、11.3.%的型煤进行渗流实验,分析添加煤焦油对型煤渗透率影响规律。研究发现,对于不同煤焦油添加量的型煤来说,随着瓦斯压力和有效应力的增加,型煤的渗透率均逐渐减小,瓦斯压力、有效应力和渗透率之间均符合二次函数关系,在相同的瓦斯压力和有效应力情况下,煤焦油添加量越多,煤样的渗透率越小。

关键词：煤焦油型煤渗透率气体压力有效应力

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负压腔体抑制T型管道瓦斯爆炸数值模拟

煤矿安全 2021年第7期52卷 1-8页

作者：丁浩杜玉晶解北京中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 能源精准开采北京市重点实验室北京100083 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454000

井下分岔巷道较为常见,井下巷道内阻隔爆技术可以有效遏制瓦斯爆炸灾害的进一步扩大。针对爆炸火焰在分岔处停留时间较长的特性,提出了负压引流和金属丝网淬熄双重作用的负压腔体抑爆新技术,并利用Ansys Fluent 19.0软件,数值模拟分析... 详细信息

井下分岔巷道较为常见,井下巷道内阻隔爆技术可以有效遏制瓦斯爆炸灾害的进一步扩大。针对爆炸火焰在分岔处停留时间较长的特性,提出了负压引流和金属丝网淬熄双重作用的负压腔体抑爆新技术,并利用Ansys Fluent 19.0软件,数值模拟分析了外置负压腔体条件下的T型管道瓦斯爆炸火焰传播特征,对比分析无抑制腔体、外置负压腔和外置填充金属丝网负压腔体3.条件下的T型管道瓦斯爆炸火焰传播数值模拟结果。研究结果表明:火焰经过管道分岔处时,受到负压腔作用部分高温火焰以涡旋置换方式卷吸入腔体内部,其余部分高温火焰经分岔处流向直管继续燃烧反应;外置负压腔可以有效衰减T型管道内冲击波压力,降低化学反应速率,填充金属丝网的负压腔体比仅有负压腔对T型管道爆炸火焰传播抑制效果更好;在负压引流和金属丝网淬熄双重作用下,爆炸火焰经过金属丝网时,爆炸火焰会发生多次反射散射,并且参与瓦斯爆炸链式反应的自由基与丝网孔隙表面的碰撞率增大,自由基损失数量增加,火焰燃烧反应强度被削弱,冲击压力降低。

关键词：瓦斯爆炸瓦斯防治 T型管道负压腔金属丝网