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二氧化碳捕集及封存技术探索研究——以陕煤集团榆林化学公司为例

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 316-323页

作者：肖江宋世杰刘兰兰白治学陕西煤业化工集团榆林化学有限责任公司陕西榆林719000

践行减排降碳措施,落实“双碳”目标是煤化工企业走向高端化、多元化、低碳型发展的重要转型契机。陕煤集团榆林化学有限责任公司谋划400万t/a二氧化碳捕集、运输及封存(CCS)示范项目及开展40万t/a先导试验项目助力国家碳达峰、碳中和... 详细信息

践行减排降碳措施,落实“双碳”目标是煤化工企业走向高端化、多元化、低碳型发展的重要转型契机。陕煤集团榆林化学有限责任公司谋划400万t/a二氧化碳捕集、运输及封存(CCS)示范项目及开展40万t/a先导试验项目助力国家碳达峰、碳中和。在借鉴神华10万t CCS示范项目经验基础上,依据已建180万t/a乙二醇项目中产生的CO_(2),设计了高纯(98.94%)和低纯(77.78%)2种超临界CO_(2)封存流程;结合对鄂尔多斯盆地东部三叠系、二叠系咸水层的认识,找寻了3套物性较好且CO_(2)封存潜力巨大的地质咸水层(刘家沟组、石千峰组、石盒子组);在深入CO_(2)储存层盖层及存储容量评估分析,认为CO_(2)在超过1000 m的咸水层封存环境最佳;通过设计4口注入封存井并结合数值模拟方法对40万t/a CO_(2)的封存运行机制进行研究分析得出理论可行;设计采用PNX测井、井下光纤传感及地表InSAR等监测方法搭建起CO_(2)从井筒到储层再到储层扩散一体化的监测监控管理平台;从CCS当前经济技术成本、产业政策发展以及机遇挑战现状展望出煤化工开展CCS非常具有潜力。

关键词：减碳降碳二氧化碳捕集、运输及封存咸水层 “双碳”目标

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电石炉电极电流智能切换控制系统

控制工程 2024年第6期31卷 1146-1152页

作者：孙江鹏陕西煤业化工集团神木电化发展有限公司陕西榆林718000

当原料、炉况和加料过程发生未知变化时,电石炉电极控制系统的特性发生变化,导致PI控制系统难以满足电石炉的控制目标。将电石炉的动态特性与模糊自适应PI控制、规则切换控制相结合,提出了电石炉电极控制系统智能切换控制方法。设计了... 详细信息

当原料、炉况和加料过程发生未知变化时,电石炉电极控制系统的特性发生变化,导致PI控制系统难以满足电石炉的控制目标。将电石炉的动态特性与模糊自适应PI控制、规则切换控制相结合,提出了电石炉电极控制系统智能切换控制方法。设计了可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)系统软硬件平台,开发了基于所提控制方法的应用软件并研发了电石炉电极电流控制系统,成功应用于神木电化发展有限公司电石分厂。长期运行结果表明,采用所研制的电石炉电极电流控制系统,实现了生产过程的安全稳定运行,可以将电石炉电极电流控制在工艺规定的目标值范围内,提高了产品质量,降低了生产能耗,提高了企业的经济效益。

关键词：切换控制模糊自适应PI控制电极电流控制系统电石生产过程

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管内合成气爆炸压力特性的试验与机理研究

安全与环境学报 2024年第4期24卷 1362-1370页

作者：李宇峰申宏栋焦作煤业(集团)有限责任公司河南焦作454000

为了确保合成气在工业生产与使用中的安全,通过自行搭建的试验系统研究了不同H_(2)体积分数的H_(2)/CO/空气预混气体爆炸压力振荡特性,同时利用理论计算了量纲一因素对压力振荡的影响。结果表明,在H_(2)体积分数为70%时,合成气在密闭管... 详细信息

为了确保合成气在工业生产与使用中的安全,通过自行搭建的试验系统研究了不同H_(2)体积分数的H_(2)/CO/空气预混气体爆炸压力振荡特性,同时利用理论计算了量纲一因素对压力振荡的影响。结果表明,在H_(2)体积分数为70%时,合成气在密闭管道存在燃烧诱导快速相变现象。在开口管道中,当H_(2)体积分数为50%和70%时,爆炸超压最大值发生在曲线后期高频振荡阶段。燃烧诱导快速相变发生在开口管道中,且H_(2)体积分数的变化对超压峰值和超压振荡的变化起着重要作用。不同H_(2)体积分数的振荡周期都属于10-4同一数量级,表明H_(2)体积分数对振荡周期没有影响。随着H_(2)体积分数的增加,振荡平均幅值逐渐增加,超压振荡现象更加明显。通过理论分析,燃烧诱导快速相变受量纲一因素的影响,是火焰传播阶段、水和壁面凝结阶段,以及火焰和冷壁面辐射热交换阶段三者共同驱动的。研究结果对于预防合成气爆炸故发生具有指导意义。

关键词：安全工程合成气爆炸振荡量纲一因素凝结辐射

水泥-粉煤灰胶结矸石充填材料的流变特性与固结机理

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有色金属工程 2024年第6期14卷 134-143页

作者：王小勇王照明许海龙张思达张飞龙陕西煤业化工集团陕西小保当矿业有限公司陕西榆林719302 陕西煤业化工集团神南矿业有限公司陕西榆林719302 陕西天地地质有限责任公司西安710054

将粉煤灰、水泥、煤矸石和水作为充填材料进行充填,既能实现固体废弃物的资源化利用,还能有效控制矿山地表沉降。研究针对胶结矸石充填材料进行了流变测试、力学性能测试以及水化特性试验,分别研究了矸石充填材料的流变特性、抗压强度... 详细信息

将粉煤灰、水泥、煤矸石和水作为充填材料进行充填,既能实现固体废弃物的资源化利用,还能有效控制矿山地表沉降。研究针对胶结矸石充填材料进行了流变测试、力学性能测试以及水化特性试验,分别研究了矸石充填材料的流变特性、抗压强度、水化产物以及微观结构。结果表明:当325普通硅酸盐水泥含量为15%、低钙粉煤灰掺量超20%、料浆质量浓度保持在77%以上时,所制备的矸石充填试样28 d龄期的最小抗压强度超4.229 MPa,可以为井下充填开采提供良好的顶板支撑。通过流变试验探究了粉煤灰掺量和料浆质量浓度变化对矸石充填料浆流变性能的影响,并得到了充填料浆所对应的流变参数以及流变方程拟合。此外,对矸石胶结充填材料的矿物成分、水化产物以及微观结构进行了研究。研究可为大宗固体废弃物在矿山充填领域应用提供一定的理论指导。

关键词：固废抗压强度流变特性水化特性固结机理

厚煤层大采高智能化综采工作面关键技术研究与应用

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煤炭工程 2024年第1期56卷 14-20页

作者：孙延斌陈宝东吴涛王百晓枣矿集团付村煤业有限公司山东枣庄277615

针对付村煤矿井下综采装备落后、开采成本高的问题,综合考虑生产安全、经济效益、资源回收等多方面因素,提出了在付村煤矿建立厚煤层大采高智能化工作面的构想。根据付村煤矿3上煤层赋存条件,基于智能化工作面设备集成控制平台,结合大... 详细信息

针对付村煤矿井下综采装备落后、开采成本高的问题,综合考虑生产安全、经济效益、资源回收等多方面因素,提出了在付村煤矿建立厚煤层大采高智能化工作面的构想。根据付村煤矿3上煤层赋存条件,基于智能化工作面设备集成控制平台,结合大采高液压支架智能化电控系统、大采高采煤机智能化控制系统及移动互联网云存储系统,重点突破了工作面主要设备姿态监测、大采高工作面智能化开采工艺、远程控制与集中监控等技术,实现了采煤机自主定位、记忆截割、液压支架自动跟机移架、全工作面一键顺序启停、故障自动顺序停机、三机协同控制,优化升级了矿井信息化系统,建立了智能化综采工作面互联网云平台。结果表明:自2017年11月在付村煤矿3上1008工作面进行工程应用以来,工作面生产班工作人员从12人减少为5人巡视检查,减员率达50%以上,日采煤达6000 t,技术应用效果显著,建立了枣矿集团6 m厚煤层智能化开采的生产模式,为厚煤层大采高智能化生产系统的发展提供示范与实践基础。

关键词：厚煤层智能化工作面姿态监测记忆截割自动跟机移架三机协同控制

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采煤机用薄壁薄片件淬火加工工艺优化

煤矿机械 2024年第11期 109-111页

作者：何悦王浩翔王存宇梁心淳陕西煤业化工集团西安煤矿机械有限公司

采煤机中采用一种薄壁薄片件，其具有外圆及厚度精度要求高、热处理淬火硬度高的特点，但薄壁薄片件在淬火过程中会使其加工精度要求无法保证。通过对工艺进行优化，将单件淬火改为多件一起进行淬火，在达到淬火硬度的同时，保证零件变... 详细信息

采煤机中采用一种薄壁薄片件，其具有外圆及厚度精度要求高、热处理淬火硬度高的特点，但薄壁薄片件在淬火过程中会使其加工精度要求无法保证。通过对工艺进行优化，将单件淬火改为多件一起进行淬火，在达到淬火硬度的同时，保证零件变形量较小及后序加工精度要求。该方案保证了热处理硬度高的薄壁薄片耐磨垫的加工精度要求。同时，新刀具、新工艺的应用使生产成本大大降低，并提高了生产效率，值得推广应用。

关键词：薄壁薄片多件淬火高硬度工艺优化

复合动力灾害钻孔卸压和高效抽采一体化防治技术

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煤炭科学技术 2024年

作者：张兴润潘博杰张永斌郝富昌高保彬席志奇潞安化工集团余吾煤业有限责任公司河南理工大学安全科学与工程学院

针对强矿压-高瓦斯复合动力灾害共治技术难题，以纤维素醚为基料研发了新型黏液封孔材料，实验分析了该黏液材料的膨胀性能、保水性能和渗透性能，构建了复合动力灾害钻孔卸压和高效抽采一体化防治技术体系，确定了不同条件下卸压段间... 详细信息

针对强矿压-高瓦斯复合动力灾害共治技术难题，以纤维素醚为基料研发了新型黏液封孔材料，实验分析了该黏液材料的膨胀性能、保水性能和渗透性能，构建了复合动力灾害钻孔卸压和高效抽采一体化防治技术体系，确定了不同条件下卸压段间距及有效抽采半径，优化了一体化钻孔技术参数，考察了该技术的卸压效果和抽采效果，实现了一孔多用及矿压与瓦斯共治。研究结果表明：新型黏液封孔材料膨胀系数为14.2%，30d的失水率仅为5%，渗透半径达到1.0m，说明该材料具有较好的膨胀和保水性能以及较远的渗透性能；将卸压孔与抽采孔合二为一，采用新型黏液材料进行封孔，并将黏液封孔段布置在应力集中区，通过“固封液、液封气”技术原理实现带压封孔，既可提高钻孔封孔质量，又能充分让压，不影响钻孔卸压效果；卸压段间距与矿压危险等级成反比，与卸压孔孔径呈正比，依据钻屑量和钻孔孔径确定了不同条件下卸压段布孔间距，并采用压差法确定了不同抽采时间钻孔有效抽采半径，综合考虑钻孔卸压半径和有效抽采半径实现钻孔一体化布置；采用表面位移观测和钻屑量指标对钻孔卸压效果进行考察，表明该技术可有效降低矿压危险等级并控制巷道围岩变形；一体化钻孔采用新型黏液材料进行封孔，瓦斯平均抽采浓度由此前的32.9%提高到64.87%，提升了1.97倍，平均瓦斯抽采纯流量也提高了1.91倍，说明钻孔卸压和高效抽采一体化技术可有效防治强矿压-高瓦斯复合动力灾害。研究成果可为复合灾害矿井安全高效生产提供技术支持。

关键词：复合动力灾害钻孔卸压高效抽采一体化技术黏液封孔材料

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华亭挤压造粒机组工艺优化

化工进展 2024年

作者：柳宏伟董国亮温彦博王强华徐庆白鹏达李旭升巩洁平赵斌刘梦遥华亭煤业集团有限责任公司

回顾了国外和国内挤出机发展过程，介绍了挤出造粒机组的重要组成元件以及工艺流程，通过对国产聚丙烯装置挤出造粒机组进行考察、技术交流、试车过程中工艺技术分析，阐述了华亭挤出造粒机组切粒水开车筛网、离心干燥器大块捕集器、切... 详细信息

回顾了国外和国内挤出机发展过程，介绍了挤出造粒机组的重要组成元件以及工艺流程，通过对国产聚丙烯装置挤出造粒机组进行考察、技术交流、试车过程中工艺技术分析，阐述了华亭挤出造粒机组切粒水开车筛网、离心干燥器大块捕集器、切粒水管线、主电机空载联锁和“三同时”设定值在制造、设计和试车方面存在不足，对进刀刀压和切粒机转速、熔融指数和筒体温度进行了模拟分析。研究了同行业装置建设、试车和运行经验，对切粒水开车筛网优化设计观察粒型管线、离心干燥器大块捕集器料门与筛网之间间隙优化改造挡板、切粒水管线优化改造破真空支路管线、主电机空载联锁优化空载联锁触发时间、“三同时”中优化开车阀接收到切直通信号延迟时间，使用软件对进刀刀压和切粒机转速、熔融指数和筒体温度进行拟合，将拟合数据应用于挤出机实际运行。通过上述工艺优化国产大型挤出造粒机组实现长周期安全稳定运行目标，生产的聚丙烯粒型规则，结果说明了上述工艺优化的实施较为理想的解决了华亭挤出机在制造、安装和运行方面存在的问题，在一定程度上促进国产挤出造粒机组技术发展。

关键词：优化造粒挤出筛网大块捕集器 “三同时”

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基于复合岩体弹性模量优化底板注浆加固深度

矿业研究与开发 2024年第4期44卷 138-143页

作者：许成富苗葳张博淞李磊王立彬焦作煤业(集团)有限责任公司九里山矿河南焦作市454002 中国矿业大学(北京)能源学院北京100083 焦作煤业(集团)有限责任公司河南焦作市454002

以焦作矿区底板注浆加固改造工作面为研究背景,采用超声波法实测工作面底板注浆前后岩体弹性模量,定量分析了注浆深度范围内复合岩层整体强度变化特征,研究了底板注浆加固对工作面复合岩层底板破坏带的影响。结果表明:经注浆加固后,底... 详细信息

以焦作矿区底板注浆加固改造工作面为研究背景,采用超声波法实测工作面底板注浆前后岩体弹性模量,定量分析了注浆深度范围内复合岩层整体强度变化特征,研究了底板注浆加固对工作面复合岩层底板破坏带的影响。结果表明:经注浆加固后,底板泥岩、砂质泥岩、砂岩、L9灰岩、L8灰岩的弹性模量分别增长了640%~852%、241%~641%、221%~247%、176%、40%~159%,底板破坏深度由30.59 m降低至11.7 m,减少了约62%;随着注浆加固后底板破坏深度减小,绝对隔水层厚度随之增加,对工作面底板注浆加固深度进行优化,采用双层立体布孔方式,在保证底板注浆效果的同时,降低3140 m工程总钻探进尺,并较原计划节约了35 d施工工期。

关键词：大水矿床开采弹性模量底板注浆加固复合岩体强度超声波法