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首山一矿深部地应力分布规律及影响因素

煤炭学报 2024年第5期49卷 2360-2375页

作者：郭德勇揣筱升张铁岗郭明生中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司河南平顶山467000

为探讨平顶山首山一矿深部地应力分布规律及其影响因素,基于矿井实测地应力数据,运用构造物理学、岩石力学和数值模拟方法,研究了测点地应力类型、大小和方向分布规律,反演了地应力场分布特征,分析了埋深、岩性和地质构造对地应力的影响... 详细信息

为探讨平顶山首山一矿深部地应力分布规律及其影响因素,基于矿井实测地应力数据,运用构造物理学、岩石力学和数值模拟方法,研究了测点地应力类型、大小和方向分布规律,反演了地应力场分布特征,分析了埋深、岩性和地质构造对地应力的影响,确定了影响地应力分布的主控因素。研究表明:多元回归反演分析法获得的地应力计算值与实测值吻合,相对误差小于20%,结果可靠。矿井煤岩体处于三维压应力状态,煤层主应力关系为S_(H)>S_(V)>S_(h),地应力由矿井北部向南部呈现先增大后减小再增大的变化趋势,地应力为28~44 MPa,属于高应力水平,地应力方向为NEE向。埋深影响地应力大小和类型,随埋深增加主应力增大,应力场类型向准静水压力场过渡;岩性与地应力密切相关,从泥岩到砂岩或灰岩,地应力增大,弹性模量越大地应力越大,地层岩性的差异造成地应力大小离散分布、应力方向偏转角不超过10°;矿井地应力与埋深、弹性模量的关系可表示为σ_(H)=0.0350H+0.4681E−8.5513。地质构造是影响首山一矿地应力分布的主控因素,褶皱形态控制地应力的水平应力分布,向斜内弧应力值大于背斜内弧,且褶皱弯曲程度越大,其内弧地应力越大,应力梯度越大;断层带内应力降低、断层尖灭端应力集中,地应力方向沿着断层走向偏转,与断层走向夹角越大,应力方向偏转角越大;断层切割复式褶皱时,断层与向斜构造组合区应力值大于断层与背斜构造组合区,且断褶构造组合造成地应力方向分布紊乱。

关键词：地应力测量应力解除法构造物理首山一矿

采动应力作用下煤与瓦斯突出过程中孔隙压力与温度变化规律研究

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煤炭学报 2024年

作者：张建国王满张东明余北辰王玉杰炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室中国平煤神马能源化工集团有限责任公司重庆大学资源与安全学院

煤与瓦斯突出是采动应力等多重因素作用下，煤层发生破裂并伴随瓦斯迅速释放的复杂现象。深入剖析突出过程中应力、孔隙压力及温度的动态变化，对于揭示煤与瓦斯突出的本质机理、制定有效的煤矿突出防治措施具有重要意义。为了研究采动... 详细信息

煤与瓦斯突出是采动应力等多重因素作用下，煤层发生破裂并伴随瓦斯迅速释放的复杂现象。深入剖析突出过程中应力、孔隙压力及温度的动态变化，对于揭示煤与瓦斯突出的本质机理、制定有效的煤矿突出防治措施具有重要意义。为了研究采动应力变化对煤与瓦斯突出过程的诱导机制，本文结合平煤十二矿戊组煤与己组煤部分区域上下叠加关系造成的煤体支承压力异常现象，利用多场耦合煤岩体动力灾害防控技术模拟系统开展了煤与瓦斯突出模拟试验，试验过程中详细记录了气压与温度的动态变化，并深入探讨了动荷载持续作用对煤与瓦斯突出过程气体压力与温度的影响。试验结果表明：采动应力持续加载造成应力集中现象加剧，引起煤体孔隙裂隙面积减小，内部孔隙压力升高，促进了煤与瓦斯的流动和传输，可能提前诱导煤与瓦斯突出。高频动荷载会使孔隙压力上升更快，当达到爆破临界压力导致突出事件发生，大量气体迅速释放，气体压力急剧下降。在温度演化方面，初始注气阶段由于气体分子间相互作用力增强、气体压缩过程中做功转化为热能以及气体的逐渐释放，煤体内部温度呈现上升趋势。随着进入吸附平衡阶段，内部气体压力趋于稳定，煤体内部的热量逐渐向外环境散失，温度略有下降。在注气诱导突出阶段，动荷载和气体注入的共同作用使腔体内部煤体温度再次升高。而在诱发突出阶段，由于气体的快速释放，温度大幅度下降。在煤矿生产中，制定控制煤与瓦斯突出事故的措施时，必须充分考虑采动应力对突出过程的影响。

关键词：煤与瓦斯突出采动应力温度孔隙压力煤层形态

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深井不同层位底板岩巷与煤巷相互影响研究

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

己二酸生产中干燥流化床进风过滤系统的改造与优化

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河南化工 2024年第4期41卷 41-42页

作者：胡忠朴李其涛关乾曲建海张浩铭河南神马尼龙化工有限责任公司河南平顶山467013 平顶山市普恩科技有限公司河南平顶山467000 中国平煤神马集团联合盐化有限公司河南平顶山467200

对己二酸成品中灰分等分析值较高问题进行了分析,根据干燥工段流化床干燥器的运行特点,提出了优化和改进方法。应用了一套箱体式高通量多重空气过滤系统,较大程度上提高了己二酸成品的分析指标,具有较高的工业应用价值。

关键词：己二酸多重空气过滤装置金属除雾网布袋除尘

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综采三机协同控制技术应用于实操基地的探究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第4期 0063-0066页

作者：李文博中国平煤神马集团中平信息技术有限责任公司河南平顶山467000

本文按照国家及行业相关政策和规范要求,提出在专业技术院校建立应用型实操基地,以互联网、物联网和大数据等新一代信息技术、监控一体化平台的应用,研究采煤机、转载机、刮板机协同控制,建成以采煤机智能化控制、智能变频集中供液方式... 详细信息

本文按照国家及行业相关政策和规范要求,提出在专业技术院校建立应用型实操基地,以互联网、物联网和大数据等新一代信息技术、监控一体化平台的应用,研究采煤机、转载机、刮板机协同控制,建成以采煤机智能化控制、智能变频集中供液方式的支架电液控制技术的采煤智能化控制实操系统,实现矿井综采智能化工作面的连续自动生产,设备通过有线工业以太网、Profibus现场总线和5G网络结合的方式在线集中监测及控制,实现移动端工业控制软件平台的在企业的应用和推广,为中国平煤神马集团智能工作面的推进提供重要的人才支撑。

关键词：智能化煤矿综采三机远程控制智能协同

电沉积Ru-MoWS/Ni-Co/NF的制备及电解水制氢性能研究

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中国科学:化学 2024年

作者：郭长艳王东旭张留根郭佳逯小平王吉德新疆能源(集团)有限责任公司新疆大学化工学院

氢能由于具备高热能和清洁性,成为替代化石能源的最优选择.电解水制氢所使用的Pt基催化剂由于资源稀缺和价格昂贵,增加了大规模应用成本,因此,开发新型催化剂成为当前的迫切需要求.本研究通过电沉积技术,在前期合成所得Mo2WS6/Ni-Co/NF... 详细信息

氢能由于具备高热能和清洁性,成为替代化石能源的最优选择.电解水制氢所使用的Pt基催化剂由于资源稀缺和价格昂贵,增加了大规模应用成本,因此,开发新型催化剂成为当前的迫切需要求.本研究通过电沉积技术,在前期合成所得Mo2WS6/Ni-Co/NF上成功负载Ru纳米颗粒,制备得到了Ru-Mo2WS6/Ni-Co/NF电催化材料.通过异质的构建和金属间强耦合作用,有效增加了电荷转移效率和活性位点,并提升了单个活性位点的析氢性能在10、50和100 mA cm-2的电流密度下,表现出9、58和80 mV的超低过电位,具有比拟商业Pt基催化剂的优秀性能.在稳定性测试中,长达5000次循环充放电测试和950 h恒电压测试表现出较高稳定性,为设计制备成本较低的高性能电催化剂提供了思路.

关键词： Ru 泡沫镍电解水制氢层状过渡金属硫化物电沉积

PN/A工艺在热水解污泥消化液处理工程中的应用研究

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3698-3706页

作者：王晓聪韩晓宇张树军李伟黄京焦佳童王倩王之敏曲之明北京排水集团有限责任公司北京市资源化工程技术研究中心北京100044

利用短程硝化厌氧氨氧化(PN/A)工艺在北京某污水处理厂成功启动了处理热水解污泥消化液的工程,调试运行结果表明:在接种生物膜填料数占总填料数18%和生物膜上厌氧氨氧化菌(AnAOB)占比为6.8%的情况下可快速启动PN/A系统,并在3个月内可以... 详细信息

利用短程硝化厌氧氨氧化(PN/A)工艺在北京某污水处理厂成功启动了处理热水解污泥消化液的工程,调试运行结果表明:在接种生物膜填料数占总填料数18%和生物膜上厌氧氨氧化菌(AnAOB)占比为6.8%的情况下可快速启动PN/A系统,并在3个月内可以达到设计处理水量,总氮去除负荷为0.26kg/(m^(3)·d),总氮去除率达到80%以上.通过定量PCR检测和高通量数据发现AOB和AnAOB丰度不同的空间分布特点,项目调试过程中氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)和AnAOB均呈稳定增长的趋势,经过3个月启动培养后絮体中AOB丰度达到1011数量级,生物膜中的AnAOB达到1012数量级.实际运行数据证明该旁侧处理系统对水厂主流区产生积极影响,可降低日处理量为40×10^(4) t的污水厂2.9mg/L的进水总氮.另外,在该项目后期运行过程中出现反应池缺氧段和末端游离氨(free ammonia,FA)浓度不足的情况,导致短程硝化过程不稳定,通过控制反应池首端与末端FA浓度及剩余氨氮浓度,可实现对短程硝化过程的快速恢复.

关键词：污水处理厌氧氨氧化脱氮污泥消化液

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化工生产中设备全生命周期精细化管理

中国氯碱 2024年第3期 14-20页

作者：刘鹏飞吴红忠焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司河南焦作

通过引入先进的设备管理理念及监测技术,利用互联网搭建一套设备管理信息化平台,对化工生产中的核心设备及备件进行全生命周期精细化管理;利用大量的设备运行及故障数据进行对比、分析,准确判断出设备劣化的趋势曲线、精准定位设备故障... 详细信息

通过引入先进的设备管理理念及监测技术,利用互联网搭建一套设备管理信息化平台,对化工生产中的核心设备及备件进行全生命周期精细化管理;利用大量的设备运行及故障数据进行对比、分析,准确判断出设备劣化的趋势曲线、精准定位设备故障部位、分析故障原因,做好大型机械设备的预防性维护与维修,将设备事故消灭于萌芽状态,确保化工生产系统的安全、稳定、高效运行。

关键词：化工生产设备全生命周期过程控制高效运行

选煤生产过程控制机器人煤质化验系统的研制和应用

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煤炭科学技术 2024年

作者：刘奇梁宇张洪王明星宗宝杨坤赵晋祥裴君伟张锋林颖西山煤电(集团)有限责任公司中国矿业大学化工学院徐州泰瑞仪器设备有限公司

选煤厂是煤矿智能化建设的重要组成部分，煤质检测的精度和速度直接影响生产控制参数调整的准确性和及时性。因此，实现生产煤样的高精度和快速检测是精细选煤的重要基础。本文研究了影响煤样灰化速度的主要因素，并提出了富氧燃烧技术... 详细信息

选煤厂是煤矿智能化建设的重要组成部分，煤质检测的精度和速度直接影响生产控制参数调整的准确性和及时性。因此，实现生产煤样的高精度和快速检测是精细选煤的重要基础。本文研究了影响煤样灰化速度的主要因素，并提出了富氧燃烧技术用于灰分检测的优化方案。研究发现，当马弗炉中的氧气流量超过3 L/min时，检测结果与国家标准一致，测定时间由40分钟缩短至10分钟，重复性误差最大不超过0.20%。此外，本文还研制了紫外测硫仪，解决了库仑和红外测硫仪存在的难题，测定结果准确，操作简便。为了进一步提升选煤厂的智能化水平，本文将机器人化验技术应用于生产控制煤质检测，开发了倒挂式机器人布置方案和不开盖称样技术，实现了灰分、全硫含量和全水分的无人自动检测和数据自动传输。通过机器人化验与人工化验结果的对比分析，发现机器人化验的精密度和准确性均在国家标准允许范围内。研究成果为选煤厂生产控制煤质检验的智能化发展提供了重要支持，并对煤矿智能化建设和精细选煤具有重要意义。

关键词：煤质分析选煤厂生产控制智能煤矿