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矿井微震与电法耦合监测技术

煤炭学报 2024年第1期49卷 586-600页

作者：刘盛东杨彩章俊李纯阳任川中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室江苏徐州221116 中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司安徽合肥230088

随着煤炭资源开采区域、深度及强度的增加,矿井工作面采掘扰动极易诱发矿井突水事故,严重威胁我国煤炭资源安全开采。矿井水害事故的发生主要是岩体采动破裂与矿井水渗流共同作用的结果。研究表明,微震信号的纵横波到时、幅值、频率等... 详细信息

随着煤炭资源开采区域、深度及强度的增加,矿井工作面采掘扰动极易诱发矿井突水事故,严重威胁我国煤炭资源安全开采。矿井水害事故的发生主要是岩体采动破裂与矿井水渗流共同作用的结果。研究表明,微震信号的纵横波到时、幅值、频率等参量可有效表征岩体破裂位置、强度及其震源机制,地电场信号中的电阻率、激励电流及自然电位等参量可有效表征岩体渗流演化过程。透水通道形成对应微震场特征,地下水渗流对应地电场特征,因此微震电法耦合方法对矿井水害孕育发展过程具有监测预警的功能,可有效对采动破坏过程中形成的突水通道、水源位置及渗流过程等水害三要素进行精准捕捉;减少单一地球物理方法多解性,提高水害监测预警精度,对煤矿防治水意义重大。当前,微震与电法耦合监测技术在煤矿水害实时动态监测中开始得到应用,突破传统微震与电法独立采集的局限,课题组自主研发了国内外首款煤安认证的微震与电法耦合并行监测系统,该系统以微震场与地电场并行采集基站为核心,集被动源微震波场与主被动地电场为一体,通过连接矿井物联网,实现远程数据采集控制、传输及云端存储;其一体化网络服务器主机可连接多个采集基站,并将微震检波器、电法激励电极与电位测量电极进行相互隔离、并行采集,形成微震事件密度与能级分布、电阻率分布、自然电位分布等时空云图来监测预判水害三要素。微震与电法耦合监测技术仍需在微震事件智能识别与定位、地电场的电阻率三维反演以及自然电位渗流反演方面进行专项攻关;结合并行监测的微震电法大数据集,重点在微震电法数据联合反演、智能化监测预警方向开展进一步研究。微震与电法耦合监测技术,作为矿井水害的主动预警监测新方法,可为我国智能化矿井建设发挥重要作用。

关键词：微震与电法耦合主被动一体化监测预警煤矿水害智能矿山

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采空区地下遗煤燃烧-地表碳通量相关性分析

中国安全科学学报 2024年第2期34卷 161-167页

作者：王永军郑倩张河猛董伟张晓明佐佐木久郞辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁葫芦岛125105 辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁葫芦岛125105 九州大学工学府日本福冈819-0385 辽宁工程技术大学工程与环境研究所辽宁葫芦岛125105

为探究复杂条件下地表碳通量对地下遗煤自燃的响应机制,通过长期监测阜新海州露天矿采空区上覆地表碳通量、土壤温度、地表裂缝、环境风速、土壤湿度等数据,并结合现场试验,研究遗煤燃烧与地表碳通量的相关性,分析地表裂缝、环境风速、... 详细信息

为探究复杂条件下地表碳通量对地下遗煤自燃的响应机制,通过长期监测阜新海州露天矿采空区上覆地表碳通量、土壤温度、地表裂缝、环境风速、土壤湿度等数据,并结合现场试验,研究遗煤燃烧与地表碳通量的相关性,分析地表裂缝、环境风速、土壤湿度等因素对地下煤自燃-地表碳通量的影响特征。结果表明:地下遗煤燃烧是触发地表碳通量异常响应的根本因素,碳通量与土壤温度分布呈正相关;裂缝是影响地表碳通量分布的主要因素,环境风速与地表碳通量基本呈正相关,地表碳通量一般不受土壤湿度影响,但受降雨影响较大。

关键词：采空区遗煤燃烧地表碳通量相关性分析地表裂缝环境风速土壤湿度

调控铝在ITH沸石骨架中的位置以用于催化甲醇制烯烃

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第1期56卷 114-121页

作者：范凯吴勤明刘烁孔海宇王森 Eduard Kunkes Trees De Baerdemaeker Andrei-Nicolae Parvulescu Nils Bottke Toshiyuki Yokoi Dirk E.De Vos 孟祥举张维萍肖丰收浙江省应用化学重点实验室浙江大学化学系中国浙江杭州310028 浙江大学化学与生物工程学院中国浙江杭州310028 大连理工大学精细化工国家重点实验室中国辽宁大连116012 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室中国山西太原030001 巴斯夫股份有限公司德国东京工业大学资源化学研究所日本鲁汶大学表面化学与催化中心比利时

随着低碳烯烃需求量的增加,甲醇制烯烃(MTO)成为由非石油资源制取低碳烯烃的关键技术,其中沸石由于具有可调节的酸度、有序的微孔结构和较好的择型性能而被广泛用作MTO反应催化剂.ITQ-13沸石(ITH拓扑结构)由于其独特的九元环结构在MTO... 详细信息

随着低碳烯烃需求量的增加,甲醇制烯烃(MTO)成为由非石油资源制取低碳烯烃的关键技术,其中沸石由于具有可调节的酸度、有序的微孔结构和较好的择型性能而被广泛用作MTO反应催化剂.ITQ-13沸石(ITH拓扑结构)由于其独特的九元环结构在MTO反应中表现出较好的丙烯选择性和反应寿命,引起了广泛关注.研究表明,分子筛的酸中心分布与MTO反应性能密切相关,因此,研究ITQ-13沸石中铝分布与MTO反应性能的关系,对进一步提升其MTO催化性能具有重要意义.本文分别以与ITH具有共同基本结构单元(双四元环,D4Rs)的LTA沸石(LTA-ITH)和薄水铝石(C-ITH)为铝源,合成了两类铝硅酸盐ITH沸石.X射线衍射、扫描电子显微镜以及氮气吸脱附表征结果表明,这两类分子筛具有相似的片状形貌和微孔性质.氨气程序升温脱附结果表明,具有相近硅铝比的两类ITH沸石具有相近的酸量.进一步采用27Al魔角旋转核磁共振(MAS NMR)、密度泛函理论计算和1-己烯裂解反应对两类ITH分子筛的铝分布进行研究.结果表明,两类分子筛具有不同的铝分布,LTA-ITH中有更多的铝进入ITH的正弦孔道与直孔道,而C-ITH中有更多的铝分布在交叉孔道.当前,研究者普遍认为MTO反应过程遵循双循环烃池机理,ITH交叉孔道由于具有较大的空间,相比于正弦孔道和直孔道,更有利于芳烃循环中间体的产生,从而有利于形成芳烃循环产物(乙烯),而正弦孔道和直孔道却更有利于烯烃循环过程,导致产生更多的丙烯.对两类ITH进行了MTO催化性能测试,结果表明,LTA-ITH比C-ITH表现出更高的丙烯选择性,并且表现出更高的丙烯与乙烯的比率,表明其烯烃循环过程得到加强,这与^(27)Al MAS NMR以及1-己烯裂解反应得到的结论一致,进一步证明ITH分子筛的铝分布得到有效调控.综上,本文阐明了ITH沸石中铝分布与其反应性能的关系,为调整沸石骨架中的Al位点提供一种新策略,为未来制备高效的MTO沸石基催化剂提供参考.

关键词：骨架铝分布硅铝ITH分子筛甲醇制烯烃铝核磁

黄河流域煤炭开发区地下水污染成因分析及防治建议

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中国地质 2024年第1期51卷 143-156页

作者：焦华喆陈曦张铁岗杨柳华陈新明 HONAKER Rick 马俊伟余洋河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作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 Mining Engineering Faculty University of KentuckyMassachusetts Lexington 40506America 中铝郑州有色金属研究院有限公司河南郑州450041 中国地质环境监测院北京100081 自然资源部矿山生态效应与系统修复重点实验室北京100081

[研究目的]黄河流域内由于煤炭资源开发导致地下水污染严重,从整体角度对流域内重点煤炭开发区地下水进行归纳总结,为其可持续健康发展和地下水资源改善提供防治建议。[研究方法]从黄河流域战略地位出发,对地下水污染成因和污染模式进... 详细信息

[研究目的]黄河流域内由于煤炭资源开发导致地下水污染严重,从整体角度对流域内重点煤炭开发区地下水进行归纳总结,为其可持续健康发展和地下水资源改善提供防治建议。[研究方法]从黄河流域战略地位出发,对地下水污染成因和污染模式进行归纳总结。采用改进后的综合水质指数法对流域内九大煤炭基地的地下水进行水质评价。选用主成分分析法赋权指标,并引入改进的内梅罗污染指数法,按照WPI分级法进行评价。[研究结果]通过对黄河流域各重点断面水质评价,得到目前流域内煤炭基地水质结果中Ⅲ、Ⅳ类占比较多,水质较差。分析成因当前流域内存在高矿化度矿井水、酸性矿井水和含特殊组分矿井水污染,同时阐述污染地下水形成的浅层和深层两种污染模式。[结论]对3种矿井水采用相应防治方法,并提出膏体充填技术和微生物修复技术2种防治技术建议,通过应用实际矿山为例,印证污染防治技术能够改善由煤炭开采引发的流域内地下水污染严重的问题,以期研究结果能够对成功推动中国绿色矿山的快速发展具有参考意义。

关键词：地下水煤炭开采水质评价水文地质调查工程矿产勘查工程黄河流域

矿用运输胶带和主动滚轴摩擦时的温升和产生气体的特性

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煤炭工程师 1988年第2期 9-14页

作者：蒋时才驹井武井清武弘煤炭科学研究院重庆研究所日本公害资源研究所九州煤炭矿山技术研究中心

一、前言胶带作为运输的手段已广泛应用在矿山的地面和井下。随着采掘深度的加大,生产能力的提高,胶带输送机正向高速化、大型化发展。虽然采取了种种防火措施,但运输胶带的燃烧、熔断及火灾事故仍不断地发生。由于许多胶带在矿井的进... 详细信息

一、前言胶带作为运输的手段已广泛应用在矿山的地面和井下。随着采掘深度的加大,生产能力的提高,胶带输送机正向高速化、大型化发展。虽然采取了种种防火措施,但运输胶带的燃烧、熔断及火灾事故仍不断地发生。由于许多胶带在矿井的进风巷内连续设置,一旦发生火灾,就迅速蔓延,含有有毒有害气体的高温气流、烟雾沿着巷道流动,往往导致极其重大的事故。1950年英国Creswell煤矿的胶带火灾致使80人死亡。1984年1

关键词：胶带摩擦试验 CO 材料试验圆周速度难燃性温升熔断时间

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中国现代能源体系建设进程评估

工程科学与技术 2024年第1期56卷 206-217页

作者：朱广岩张小妹严晓辉高丹呼和涛力程婉静田亚峻谢克昌中国科学院青岛生物能源与过程研究所泛能源大数据与战略研究中心山东青岛266101 山东能源研究院山东青岛266101 青岛新能源山东省实验室山东青岛266101 中国科学院大学化学工程学院北京100049 国家能源投资集团有限责任公司科技部北京100013 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 常州大学城乡矿山研究院江苏常州213164 中国社会科学院数量经济与技术经济研究所北京100732 中国工程院北京100088

能源是国家经济社会发展的基石,构建现代能源体系对保障国家能源安全,如期实现“双碳”目标,推动经济社会高质量发展具有重要意义。本文基于清洁、低碳、安全、高效4个维度构建了现代能源指标体系,运用序关系分析法定量评价中国现代能... 详细信息

能源是国家经济社会发展的基石,构建现代能源体系对保障国家能源安全,如期实现“双碳”目标,推动经济社会高质量发展具有重要意义。本文基于清洁、低碳、安全、高效4个维度构建了现代能源指标体系,运用序关系分析法定量评价中国现代能源体系的历史进程,并进行国内外横向对比。结果表明:过去11年(2010—2020年),中国推动能源革命进程成效显著,2020年达到了世界平均水平,在全球76个主要经济体中排名第38位,落后于欧盟、美国、日本等发达经济体,领先于俄罗斯、印度等发展中经济体。中国高效指数排名明显落后于发达经济体,表明中国能效提升方面空间巨大,也说明更要重视科技投入;中国的安全指数排名比较靠前,证明了中国煤炭在能源安全中的“压舱石”地位,但是同样的原因导致中国的低碳指数相对落后;过去10年,中国能源清洁利用成效显著,但是排名整体靠后,说明中国能源的清洁开发利用依然任重道远。其中,中国能源结构指标、碳排放系列指标、能源强度指标是影响中国综合指数水平的关键性指标,尤其是能源强度指标。因此,首先,未来要加快构建以可再生能源为主、以化石能源为辅的现代能源体系;其次,新能源与低碳技术达到体量尚需时日,长期以来,煤炭支撑中国经济和社会较快发展,是中国能源安全保障的压舱石和稳定器,煤炭清洁高效利用仍需加强,而实现了清洁高效利用的煤炭就是能源清洁;最后,能源转型的关键是优化能源结构,要多能互补,集成热、电、气、冷,提升火电机组灵活性,而在终端消费方面提高能源效率,降低能源强度,实施电能替代,形成以电为中心的能源消费格局。

关键词：现代能源体系指数清洁低碳安全高效

添加剂对地质聚合物固化Se(Ⅵ)与Cr(Ⅵ)的作用机制

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硅酸盐学报 2022年第5期50卷 1335-1346页

作者：田全志 SASAKI Keiko 中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心江苏徐州221116 九州大学地球资源工程系日本福冈819-0395

针对地质聚合物固化Se(Ⅵ)、Cr(Ⅵ)等含氧阴离子效率低的问题,研究了Ca、Mg、Fe(Ⅱ)盐对地质聚合物固化Se(Ⅵ)、Cr(Ⅵ)的作用机制。结果表明:无添加剂作用的地质聚合物固化体Se或Cr浸出量可高达60%以上,CaO或Fe(Ⅱ)盐对Se或Cr浸出有一... 详细信息

针对地质聚合物固化Se(Ⅵ)、Cr(Ⅵ)等含氧阴离子效率低的问题,研究了Ca、Mg、Fe(Ⅱ)盐对地质聚合物固化Se(Ⅵ)、Cr(Ⅵ)的作用机制。结果表明:无添加剂作用的地质聚合物固化体Se或Cr浸出量可高达60%以上,CaO或Fe(Ⅱ)盐对Se或Cr浸出有一定的抑制作用,但浸出量仍高达40%以上,效果均有限,而Mg O作用下Se或Cr浸出量可降至10%以下。LCF分析结果显示Cr(Ⅵ)与Se(Ⅵ)在地质聚合物三维网状结构中均以静电力的结合方式存在。此外,Mg O或CaO的水化过程可促使Fe(Ⅱ)还原性的释放,约15%的Cr(Ⅵ)可被还原为Cr(Ⅲ);而针对Se(Ⅵ),Ca与Se(Ⅵ)可发生键合作用,Fe(Ⅱ)并没有起到还原性的作用;Mg O、CaO、Fe(Ⅱ)盐对固化体中Se(Ⅵ)或Cr(Ⅵ)的浸出起着一定的协同效应。此外,Mg O、CaO、Fe(Ⅱ)盐作用的地质聚合物固化体强度均满足工业填埋最低要求。

关键词：地质聚合物固化浸出添加剂

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利用超高频电波的井下通讯

国外采矿技术快报 1985年第7期 25-26页

作者：井清武弘侯祺棕公害资源研究所九州煤矿技术研究中心日本

井下无线电通讯不仅对于日常生产中的一般联络,而且对于发生事故时井下各地点的联络及情报收集、避难指示等都起着极其重要的作用。目前日本井下采用的无线电通讯方式,一般都是频率为180～250千赫的感应无线电方式。随着井下开采向边远... 详细信息

井下无线电通讯不仅对于日常生产中的一般联络,而且对于发生事故时井下各地点的联络及情报收集、避难指示等都起着极其重要的作用。目前日本井下采用的无线电通讯方式,一般都是频率为180～250千赫的感应无线电方式。随着井下开采向边远和深部发展,通讯范围不断扩大,使用这种方式通讯将会产生音质和噪声比降低、跳动、杂音等问题。同时,这种方式不能与井下携带式

关键词：巷道断面电波超高频断面积煤矿电磁波厘米波(10厘米-1厘米) 微波频率矿山通讯新闻混凝土支护巷道试验单轨巷道木支护衰减常数传输常数

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湿式催化氧化处理炼油碱渣废水试验研究

水处理技术 2005年第1期31卷 46-49页

作者：孙珮石杨英陈嵩李富华郝玉昆钱彪原田吉明云南大学环境与湖泊研究院云南昆明650091 昆明环境工程技术研究中心云南昆明650032 日本大阪煤气公司

采用200L/d湿式催化氧化(CWO)小型工业试验装置对碱渣废水进行处理试验研究,结果表明CWO技术装置对处理碱渣废水(COD39600～139200mg/L、挥发酚3900～34500mg/L)具有良好的技术可行性。在270℃、9MPa的条件下,该废水经处理后(催化反应时... 详细信息

采用200L/d湿式催化氧化(CWO)小型工业试验装置对碱渣废水进行处理试验研究,结果表明CWO技术装置对处理碱渣废水(COD39600～139200mg/L、挥发酚3900～34500mg/L)具有良好的技术可行性。在270℃、9MPa的条件下,该废水经处理后(催化反应时间60～90min),废水中COD、挥发酚的去除率可达到98%以上,处理水中的COD浓度可低于1000mg/L、挥发酚浓度可低于排放标准值(0.5mg/L),而且脱色除臭效果良好。

关键词：碱渣废水湿式催化氧化 CWO 挥发酚 COD浓度去除率脱色处理 MP 技术装置