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Gas control technology for coal and gas outburst mines based on new sealing materials

Geohazard Mechanics 2024年第3期2卷 181-188页

作者： Hongwei Zhang Hongbao zhao dongliang Ji Shijie Jing Yuxuan Guo School of Energy and Mining Engineering China University of Mining and Technology(Beijing)Beijing100083China State Key Laboratory of Mechanical Behavior and System Safety of Trafﬁc Engineering Structures Shijiazhuang Tiedao UniversityShijiazhuang050043China

In order to solve the problem of gas overlimit in corner corners of coal and gas prominent mines, through thecombination of air leakage mechanism in the goaf, near-ﬁeld ﬁssure expansion and rich area division, blockingmaterial development and optimization, performance measurement of blocking materials and on-site test, westarted to study the causes of gas concentration in corner corners, analysis of roof collapse and transparency incorners and performance test of blocking materials, and optimized the blocking materials by combining laboratory test and engineering test. Considering the thickness of the sealing ﬁlm, the attenuation ratio of the sealingﬁlm thickness, the gelation time, and the gelation viscosity under different ratios, we designed a multi factororthogonal experiment to optimize the optimal ratio suitable for the engineering site. Factors affecting blockingeffectiveness, such as gel water retention and gel ﬂame resistance, were also tested. The sealing scheme wasimplemented in the 2109 working face of a coal and gas outburst mine in Gansu, China. Through on-sitemonitoring of the changes in temperature, gas concentration, and air leakage at each monitoring point beforeand after the use of sealing materials, the analysis of the detection results shows that the temperature changes ateach monitoring point after the use of sealing materials do not exceed 0.2C;The change in oxygen concentrationis less than 0.27 %;The gas concentration has decreased by more than 60 %, with a decrease of 71.32 % in the gasconcentration in the upper corner. The air leakage has decreased by more than 53 %, and the proportion ofdecrease in air leakage at the upper corner is as high as 56.83 %. This air leakage control technology hasremarkable blocking effect, meets the requirements of corner near-ﬁeld ﬁssure blocking material, and is easy toprepare, inexpensive, non-toxic, tasteless and green, providing a successful experience for the treatment of similarcoal and gas outburst min

关键词： Coal and gas outburst Air leakage in goaf Near-ﬁeldﬁssure Gas concentration Air leakage

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风浪和涌浪分离方法的比较

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海洋学报 2012年第2期34卷 23-29页

作者：李水清赵栋梁中国海洋大学物理海洋研究所山东青岛266100

海浪通常以风浪和涌浪混合的形式存在。文中利用模型试验和实测资料,对目前提出的一种二维谱风涌浪分离方法(2D法)和3种一维谱风涌浪分离方法(PM法、WH法、JP法)进行了检验,分析发现:2D法给出的结果整体而言最为可靠,与2D法相比,PM法明... 详细信息

海浪通常以风浪和涌浪混合的形式存在。文中利用模型试验和实测资料,对目前提出的一种二维谱风涌浪分离方法(2D法)和3种一维谱风涌浪分离方法(PM法、WH法、JP法)进行了检验,分析发现:2D法给出的结果整体而言最为可靠,与2D法相比,PM法明显高估了风浪成分,WH法低风速时高估了风浪,高风速时跟2D法比较接近,而JP法在整体上高估了风浪成分。通过调整分割频率的比例系数,改进了PM法,改进后的PM法给出的分离结果与2D法最为一致。

关键词：风浪涌浪分离海浪频谱

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MgYNi合金的结构与快速吸氢动力学

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稀有金属 2019年第3期43卷 247-254页

作者：李永治翟亭亭罗龙赵增武张羊换赵栋梁钢铁研究总院功能材料研究所北京100081 内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室内蒙古包头014010

采用真空悬浮熔炼法制备了Mg_(80)Ni_(20), Mg_(77)Y_3Ni_(20)和Mg_(73)Y_7Ni_(20) 3种镁基合金,研究了Y替代Mg对合金微观结构和吸氢动力学的影响,并对快速吸氢动力学数据进行了方程模拟。结果表明, Mg_(80)Ni_(20)合金主要由带状的Mg_... 详细信息

采用真空悬浮熔炼法制备了Mg_(80)Ni_(20), Mg_(77)Y_3Ni_(20)和Mg_(73)Y_7Ni_(20) 3种镁基合金,研究了Y替代Mg对合金微观结构和吸氢动力学的影响,并对快速吸氢动力学数据进行了方程模拟。结果表明, Mg_(80)Ni_(20)合金主要由带状的Mg_2Ni和层状的Mg+Mg_2Ni共晶组织组成, Y的加入主要形成了分布在共晶基体里的Ni_3Y相,并造成带状的Mg_2Ni相的减少与消失,及Mg-Mg_2Ni共晶组织向针状组织的转变。吸氢后的合金中Ni_3Y相消失,与Mg和H反应,原位形成了Mg_2NiH_4和YH_2相。Y对Mg的替代显著改善了合金的吸氢动力学,尤其是较低温度下和快速吸氢性能。393 K下, Mg_(77)Y_3Ni_(20)能在180 s内吸氢2.35%(质量分数),是Mg_(80)Ni_(20)吸氢量的4倍多。Y的添加改善合金吸氢动力学的原因在于,原位形成的YH_2相增加了氢原子在合金中的扩散通道和晶面数量,缩短了氢原子的扩散时间。通过对现有吸氢动力学模型的比较分析,给出一种选取快速吸氢动力学临界时间节点的方法,并找出可以较好模拟Mg基合金快速吸氢动力学数据的方程。

关键词：储氢 MgYNi合金快速吸氢动力学模拟方程

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Mg-Y-Ni储氢合金吸放氢动力学性能的研究

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稀有金属 2022年第8期46卷 1021-1030页

作者：雍辉季燕全胡季帆赵栋梁王帅太原科技大学材料科学与工程学院山西太原030024 北京亿通华科技股份有限公司北京100192 钢铁研究总院功能材料研究所北京100081

针对镁基储氢合金吸放氢动力学缓慢的问题,构建Mg-Y-Ni储氢合金体系,预通过Y元素和Ni元素引入催化基团,以获得改善其动力学性能的途径。通过真空感应熔炼制备了Mg_(95-x)Y_(5)Ni_(x)(x=5,10,15)合金,并采用X射线衍射(XRD)对其不同状态... 详细信息

针对镁基储氢合金吸放氢动力学缓慢的问题,构建Mg-Y-Ni储氢合金体系,预通过Y元素和Ni元素引入催化基团,以获得改善其动力学性能的途径。通过真空感应熔炼制备了Mg_(95-x)Y_(5)Ni_(x)(x=5,10,15)合金,并采用X射线衍射(XRD)对其不同状态下的相组成进行分析,并采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析合金微观结构和晶体状态。同时,采用Sievert等体积方法测试了试样在不同温度下的等温吸放氢动力学性能。结果表明,氢化后的试样是由MgH_(2),Mg_(2)NiH_(4)和YH_(3)相组成的纳米晶结构,然而在放氢后,仅有MgH_(2)和Mg_(2)NiH_(4)相发生分解反应,生成相应的Mg和Mg_(2)Ni相并放出氢气。原位生成的YH_(3)相没有发生分解,并弥散分布在母合金中,且扮演积极的催化效应。此外,随着Ni含量的增加,合金吸放氢动力学均明显改善,特别是对于Mg_(80)Y_(5)Ni_(15)合金,其最佳吸氢温度被降低至200℃,且在1 min内便可吸收最大储氢容量的90%。同时,其放氢活化能也被降至67.0 kJ·mol^(-1),且能在320℃下仅需要5 min便可完全释放氢气。其综合储氢性能优越,能为促进镁基储氢合金的实际应用提供了科学途径。

关键词：储氢材料镁基合金动力学氢化反应

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石灰质量对拜耳法氧化铝生产过程的影响

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轻金属 2020年第8期 24-26页

作者：高慧赵东亮中铝矿业有限公司河南郑州450041

一水硬铝石型铝土矿的拜耳法工艺中配入的石灰,除可消除溶出过程中含钛矿物对溶出的阻碍作用、强化溶出效果之外,还会使溶出过程中的大部分脱硅产物转化为水化石榴石,从而大幅降低碱耗,提高拜耳法生产的经济性。同时,加入石灰也会带入C... 详细信息

一水硬铝石型铝土矿的拜耳法工艺中配入的石灰,除可消除溶出过程中含钛矿物对溶出的阻碍作用、强化溶出效果之外,还会使溶出过程中的大部分脱硅产物转化为水化石榴石,从而大幅降低碱耗,提高拜耳法生产的经济性。同时,加入石灰也会带入CO 2、Ca、Si、Fe、Mg等其它杂质,对溶出、蒸发等系统造成不利影响,也会造成系统氧化铝和碱不同程度的损失。本文通过试验及生产统计数据等系统分析了石灰质量对拜耳法氧化铝生产过程的影响规律。

关键词：氧化铝生产拜耳法石灰质量影响

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海−气界面气体交换速率与二氧化碳气体通量的估算

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海洋学报 2021年第9期43卷 8-20页

作者：陈元瑞赵栋梁林子宽中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100

海−气界面CO_(2)通量的估算采用块体公式,其等于气体交换速率、CO_(2)溶解度以及海水与大气的CO_(2)分压差的乘积,其中的气体交换速率通常与风速相联系,不同作者提出了气体交换速率为风速不同幂次多项式的参数化方案。本文对比了气体交... 详细信息

海−气界面CO_(2)通量的估算采用块体公式,其等于气体交换速率、CO_(2)溶解度以及海水与大气的CO_(2)分压差的乘积,其中的气体交换速率通常与风速相联系,不同作者提出了气体交换速率为风速不同幂次多项式的参数化方案。本文对比了气体交换速率为风速函数的主要研究结果,发现与风速多项式的依赖关系相比,观测数据所基于的观测方法对于气体交换速率的影响更大。在此基础上,本文用多种不同的气体交换速率参数化公式计算了1982−2018年全球的CO_(2)通量,海洋整体上是大气CO_(2)的汇,赤道海区是源,南北半球40°附近的海域构成沿纬向的强吸收带。37 a间,海洋CO_(2)通量的年平均值(以碳计)为(−1.53±0.15)Pg/a,1999年前,海洋吸收量逐年减小,1999年达到最小值,之后海洋吸收量开始增大,海洋吸收量的增大主要发生在南大洋。

关键词：气体交换速率风速 CO2气体通量

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化学计量比B／A对La0.75Mg0.25Ni2.5Mx(M=Ni,Co；x=0-1.0)电极合金微观结构及电化学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2008年第12期37卷 2075-2080页

作者：张羊换赵栋梁赵小龙董小平吴忠旺王新林钢铁研究总院北京100081 内蒙古科技大学内蒙古包头014010 北京科技大学北京100083

为了探索化学计量比B／A（A和B分别为电极合金A侧和B侧元素的总和）以及Co替代Ni对ABx（x=2.5～3.5）型电极合金微观结构及电化学性能的影响，制备了电极合金La0.75Mg0.25Ni2.5Mx（M=Ni，Co；x=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0）。系统地分... 详细信息

为了探索化学计量比B／A（A和B分别为电极合金A侧和B侧元素的总和）以及Co替代Ni对ABx（x=2.5～3.5）型电极合金微观结构及电化学性能的影响，制备了电极合金La0.75Mg0.25Ni2.5Mx（M=Ni，Co；x=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0）。系统地分析测试了合金的微观结构及电化学性能。结果表明，合金的微观结构与电化学性能与化学计量比B／A（相当于M含量x）密切相关。合金均具有多相结构，包括LaNi2，（La，Mg）Ni3和LaNi5相。随化学计量比B／A的增加，合金的主相由LaNi2转为（La，Mg）Ni3＋LaNi5相，并且合金的电化学性能，包括放电容量、高倍率放电能力（HRD）、放电电压特性等均显著改善。

关键词：化学计量比B/A La-Mg—Ni系电极合金 Co替代Ni 微观结构电化学性能

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TiO_2包覆层结晶度对染料敏化太阳能电池性能的影响

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稀有金属 2016年第4期40卷 328-333页

作者：王鸣杜兆富林玉芳赵栋梁钢铁研究总院功能材料研究所北京100081 北京精密合金技术北京市重点实验室北京100081

二氧化钛(TiO_2)纳米颗粒广泛应用于染料敏化太阳能电池的光阳极。设计了一种以TiO_2纳米颗粒包覆Ag纳米线阵列的异质结作为光阳极的新型结构的染料敏化太阳能电池。通过控制水热反应温度制备了两种具有不同结晶度的TiO_2纳米颗粒包覆层... 详细信息

二氧化钛(TiO_2)纳米颗粒广泛应用于染料敏化太阳能电池的光阳极。设计了一种以TiO_2纳米颗粒包覆Ag纳米线阵列的异质结作为光阳极的新型结构的染料敏化太阳能电池。通过控制水热反应温度制备了两种具有不同结晶度的TiO_2纳米颗粒包覆层,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)对包覆层的形貌和晶体结构进行了表征,通过I-V曲线和紫外光电子能谱(UPS)分析了TiO_2包覆层的结晶度对电池性能的影响。结果表明:TiO_2包覆层的结晶度对组装后的电池效率具有显著影响,TiO_2结晶度较低的电池具有较高的开路电压(Voc),结晶度较高的电池具有较大的短路电流密度(Jsc)。理论分析表明:电池开路电压的差异来源于TiO_2包覆层结晶度不同导致的电子结构的变化;而短路电流密度的差异则是由光阳极表面积大小和电子从染料激发态向TiO_2导带注入效率不同造成的。

关键词：包覆结构 TiO2纳米颗粒 Ag纳米线阵列结晶度光伏特性

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氧化铝悬浮焙烧炉多级流化床冷却器创新改造

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轻金属 2002年第8期 14-17页

作者：李红梅赵东亮中国铝业股份公司郑州研究院中国铝业股份公司河南分公司氧化铝厂 450041

对长铝氧化铝厂引进丹麦史密斯公司 185 0t/d气体悬浮焙烧炉系统的流态化冷却器运行状况与存在问题进行了全面分析 ,提出了相应的改进措施 ,为满足焙烧炉提产要求 ,在不改变现有配置的基础上 ,完成了将原设计产能为3 8 5t/h的流态化冷... 详细信息

对长铝氧化铝厂引进丹麦史密斯公司 185 0t/d气体悬浮焙烧炉系统的流态化冷却器运行状况与存在问题进行了全面分析 ,提出了相应的改进措施 ,为满足焙烧炉提产要求 ,在不改变现有配置的基础上 ,完成了将原设计产能为3 8 5t/h的流态化冷却器改造为 10

关键词：氧化铝悬浮焙烧炉多级流化床冷却器创新改造

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稀土贮氢合金分离混合气体中氢气的研究(英文)

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稀有金属材料与工程 2011年第2期40卷 189-194页

作者：郭世海王国清赵栋梁张羊换王新林钢铁研究总院北京100081

采用中频感应炉在氩气保护下制备稀土镍系AB5型贮氢合金和La-Mg-Ni系AB3型贮氢合金。利用H2、N2和CH4配制的混合气体来模拟工业尾气,对利用稀土贮氢合金分离混合气体中氢气的纯度、合金抗杂质气体毒化及抗粉化性能进行研究。结果表明,... 详细信息

采用中频感应炉在氩气保护下制备稀土镍系AB5型贮氢合金和La-Mg-Ni系AB3型贮氢合金。利用H2、N2和CH4配制的混合气体来模拟工业尾气,对利用稀土贮氢合金分离混合气体中氢气的纯度、合金抗杂质气体毒化及抗粉化性能进行研究。结果表明,稀土镍系AB5型合金由CaCu5型结构组成,AB3型La-Mg-Ni系合金为多相结构,由(La,Mg)Ni3、LaNi5以及LaNi2型相组成。在分离混合气体中氢气时,贮氢合金均受到杂质气体的毒化,导致吸氢速率降低,吸氢量减少。La-Mg-Ni系合金的抗粉化性能好于LaNi5及其多元化合金。综合考虑分离氢气的纯度、合金的抗毒化及抗粉化性能,认为LaNi3.7Mn0.4Al0.3Fe0.4Co0.2合金分离氢气的效果较好,氢气纯度可以达到90.7%。

关键词：稀土贮氢合金氢气分离吸放氢性能氢气回收

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