检索结果-南通市图书馆

生物有机材料改性矸石基井下防火胶体的试验分析

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智能矿山 2024年第4期5卷 85-89页

作者：张开吴璋豆旭谦孙荣军赵坤煤炭科学研究总院中煤科工西安研究院(集团)有限公司

煤矸石作为我国大宗固体废弃物,较为成熟的使用方式有作为回填、建材等的原材料,目前正在大规模开展破碎后注入采空区的充填试验和工程应用。为解决纯煤矸石浆液易沉淀、不固结等缺点,笔者提出加入生物有机材料淀粉和黄原胶对浆液进行改... 详细信息

煤矸石作为我国大宗固体废弃物,较为成熟的使用方式有作为回填、建材等的原材料,目前正在大规模开展破碎后注入采空区的充填试验和工程应用。为解决纯煤矸石浆液易沉淀、不固结等缺点,笔者提出加入生物有机材料淀粉和黄原胶对浆液进行改性,让浆液获得了温控流动性和成胶特性,可用于易燃区作为防火浆液进行回填处理。通过对以上2个特性进行温度-流动性变化测试实验、泌水实验和干燥过程实验,结果表明,这种浆液有很好的持水性能,并在实验室中呈现超过28 d的凝胶状态,可以用于井下防火并有较长的防火工作期。

关键词：煤矸石充填试验有机材料固体废弃物持水性能凝胶状态防火材料改性

大柳塔煤矿沿空留巷柔模砼墙合理宽度研究及应用

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2024年第3期43卷 265-272页

作者：王巍国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司神东煤炭技术研究院陕西榆林719315

针对浅埋煤层沿空留巷柔模砼墙留设宽度问题,以大柳塔煤矿52605工作面为工程背景,运用相似模拟试验、数值模拟和理论分析方法,研究大采高沿空留巷柔模砼墙合理宽度,构建柔模砼墙沿空留巷力学模型。研究结果表明:随着砼墙尺寸增加,在采... 详细信息

针对浅埋煤层沿空留巷柔模砼墙留设宽度问题,以大柳塔煤矿52605工作面为工程背景,运用相似模拟试验、数值模拟和理论分析方法,研究大采高沿空留巷柔模砼墙合理宽度,构建柔模砼墙沿空留巷力学模型。研究结果表明:随着砼墙尺寸增加,在采场顶板回转下沉过程中柔模砼墙非对称变形现象更加明显;工作面回采阶段实体煤帮侧出现的应力集中与柔模砼墙尺寸无明显相关性;砼墙宽度为1.2m时,能够满足巷道支护强度,围岩变形较小,且巷肩处不会出现应力集中;在现场实测中,采用1.2 m宽的砼墙,顶底板最大变形量不超过287mm,砼墙最大变形量不超过120mm,回采巷道围岩位移量呈先增加后稳定的趋势。研究结论为较大采高工作面沿空留巷巷旁支护体宽度的确定提供理论参考。

关键词：沿空留巷巷旁支护柔模砼墙 FLAC3D模拟围岩控制

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蒙陕接壤区煤层顶板涌水水源智能判别方法

煤田地质与勘探 2024年第4期52卷 76-88页

作者：王皓孙钧青曾一凡尚宏波王甜甜乔伟煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077 中国矿业大学(北京)国家煤矿水害防治工程技术研究中心北京100083

蒙陕接壤区煤炭高强度开采诱发的煤层顶板水害问题日益凸显,高效智能地判别煤层顶板涌水水源是顶板水害防治的关键。以蒙陕接壤区3个典型矿井为研究对象,将无机指标K^(+)+Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、HCO_(3)^(-)、... 详细信息

蒙陕接壤区煤炭高强度开采诱发的煤层顶板水害问题日益凸显,高效智能地判别煤层顶板涌水水源是顶板水害防治的关键。以蒙陕接壤区3个典型矿井为研究对象,将无机指标K^(+)+Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、HCO_(3)^(-)、TDS和有机指标UV_(254)、TOC、溶解性有机质(DOM)的荧光光谱作为判别指标,利用主成分分析法(PCA)对80组地下水水样数据进行主成分提取,提出一种人工鱼群算法(AFSA)改进随机森林(RF)的PCA-AFSA-RF顶板涌水水源智能判别方法。首先,建立PCA-RF判别模型,其准确率(A_(c))、精确率(P_(r))、召回率(R_(c))和F-measure指数(f_(1))分别达到了83.00%、83.17%、80.42%和79.57%;其次,通过AFSA对PCA-RF判别模型中决策树数目、树深和内部节点分裂所需的最小样本数进行寻优,在AFSA中引入遗传机制以避免陷入局部最优,建立基于PCA-AFSA-RF的煤层顶板涌水水源智能判别模型,该模型A_(c)、P_(r)、R_(c)、f_(1)分别达到92.18%、91.11%、87.58%和88.82%,较PCA-RF分别提高9.18%、7.94%、7.16%和9.25%,回代准确率达到97.50%;最后,利用该模型对12个矿井水水样进行判别,结果与现场实际相一致,表明AFSA改进后的PCA-RF模型具有更好的准确性和泛化能力。研究结果可为煤层顶板涌水水源的准确判别提供新方法。

关键词：蒙陕接壤区顶板涌水无机-有机指标机器学习智能判别

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供热锅炉选型与经济性分析

煤炭加工与综合利用 2024年第9期 120-124+129页

作者：何海军煤炭科学研究总院中煤科工清洁能源股份有限公司

循环流化床锅炉、煤粉工业锅炉因能效高、环保性能好，是燃煤工业锅炉的重要发展方向，为满足锅炉选型需要，从技术性能、运行维护、经济、环保等方面对两种炉型对比分析，并结合项目案例进行实践比选。项目案例表明：因所在地周边无集... 详细信息

循环流化床锅炉、煤粉工业锅炉因能效高、环保性能好，是燃煤工业锅炉的重要发展方向，为满足锅炉选型需要，从技术性能、运行维护、经济、环保等方面对两种炉型对比分析，并结合项目案例进行实践比选。项目案例表明：因所在地周边无集中制粉厂家，该案例煤粉工业锅炉需要炉前制粉，煤粉工业锅炉方案建设投资比循环流化床锅炉方案高626万元，蒸汽生产成本比循环流化床锅炉方案低33.6万元/a;由于煤粉工业锅炉附属制粉工艺安全隐患较多，因此，从经济性和安全性考虑，项目案例选用循环流化床锅炉方案。两种炉型没有绝对的优劣，循环流化床锅炉适应煤质范围宽，煤粉工业锅炉更适应周边环境要求高、自动化水平高的区域，要根据具体场景、条件，选择最适宜的炉型。

关键词：工业锅炉燃煤锅炉性能对比经济分析集中供热

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冲击地压源头防控的破局之道

智能矿山 2024年第7期5卷 25-29页

作者：李海涛杜伟升齐庆新煤炭科学研究总院有限公司煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室

冲击地压作为一种影响因素覆盖矿井全空间、形成过程跨越矿井全生命周期的动力灾害,近年来,煤炭领域甚至社会层面对其的关注度持续升高。经过70余年的认知、探索和发展,我国基本建成了较为系统的冲击地压政策、科研和工业体系。更为重... 详细信息

冲击地压作为一种影响因素覆盖矿井全空间、形成过程跨越矿井全生命周期的动力灾害,近年来,煤炭领域甚至社会层面对其的关注度持续升高。经过70余年的认知、探索和发展,我国基本建成了较为系统的冲击地压政策、科研和工业体系。更为重要的是,目前行业已经形成了冲击地压必须开展源头防控的共识,但超千米开采、高强度开采日趋主流,冲击地压防控又面临着全新的挑战,能否在这样的背景下实现冲击地压源头防控,是衡量煤炭领域科研水平和安全管理能力的一项重要标准。

关键词：冲击地压全生命周期高强度开采社会层面科研水平安全管理能力源头防控新的挑战

放射性同位素^(14)C测年在岩溶地下水中的应用及研究进展

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生态环境学报 2024年第3期33卷 487-498页

作者：卢安康赵冠华王辉周立坚唐胜群彭志龙广西煤炭地质一五〇勘探队广西南宁530299 中国煤炭地质总局广西煤炭地质局广西南宁530299

放射性同位素^(14)C测年是获取岩溶地下水水文地质参数,探索岩溶地下水运移状态,评价其可持续利用的重要手段。搜集已公开发表的放射性同位素^(14)C文献资料和相关研究实例,对其主要来源、循环过程、测年原理、分析方法以及在岩溶地下... 详细信息

放射性同位素^(14)C测年是获取岩溶地下水水文地质参数,探索岩溶地下水运移状态,评价其可持续利用的重要手段。搜集已公开发表的放射性同位素^(14)C文献资料和相关研究实例,对其主要来源、循环过程、测年原理、分析方法以及在岩溶地下水研究中的应用等内容进行系统论述。研究表明,目前放射性同位素^(14)C主要用于测定岩溶地下水年龄,通过地下水年龄分布和不同来源的同位素占比,科学识别地下水补给源、估算地下水补给速率、合理评估地下水的更新能力等,再现岩溶地下水运动过程,进而计算运移过程中同位素交换率,判断发生的岩溶作用程度,可示踪地下污染来源,揭示地下水污染质的迁移规律,可为水资源利用和环境评价提供关键性的依据。然而,在使用放射性同位素^(14)C测年的过程中,仍存在样品采集、处理流程不规范,仪器精度有限、测试价格昂贵、检测结果波动性大等问题。^(14)C测年范围有限,作为示踪剂指示作用单一,无法测定出过于“年轻”或者“古老”的岩溶地下水年龄。此外,地下水的运动过程中自然成因的“死碳”混入和人为因素的干扰也会造成测年结果的偏差,现有的校正模型暂时无法解决该问题,相关理论也缺乏研究,这给实际应用和进一步发展造成一定的困扰。该文指出放射性同位素^(14)C测年在未来仍需加强理论的研究,规范样品采集、处理流程,注重测试技术的开发,以解决“死碳”混入和人为因素的干扰造成的测年结果的偏差,多种示踪剂联合使用,提高测年精度和广度。

关键词：放射性碳同位素^(14)C 测年原理应用进展存在问题研究展望岩溶地下水

弱动力扰动作用下岩石微裂隙演化特征及灾害防控

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煤田地质与勘探 2024年

作者：姜明伟梁运涛冯文彬李海涛周睿郭宝龙刘洋马举煤炭科学研究总院中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院山东科技大学安全与环境工程学院山东黄金集团深井开采实验室有限公司中南大学资源与安全工程学院

【目的】高应力叠加弱动力扰动是诱发冲击地压的关键因素，但不同扰动幅值、频率、卸载范围下的岩石微裂纹扩展特征和能量耗散规律尚不明确，无法为冲击地压防治提供技术支撑。【方法】基于真三轴卸载动力扰动试验，分析了不同扰动幅值(... 详细信息

【目的】高应力叠加弱动力扰动是诱发冲击地压的关键因素，但不同扰动幅值、频率、卸载范围下的岩石微裂纹扩展特征和能量耗散规律尚不明确，无法为冲击地压防治提供技术支撑。【方法】基于真三轴卸载动力扰动试验，分析了不同扰动幅值(5、10 MPa)、频率(4、10 Hz)、三向应力卸载(0、12 MPa)下深部围岩失稳破坏规律，并结合SEM扫描分析了岩石微裂隙特征。通过锚杆拉拔试验，优化了锚杆肋间距和肋高，提高了其吸能支护作用，提出了“吸能锚杆-低阻抗混凝土注浆-喷浆-挂网”组合支护技术。利用传感器对巷道进行长期监测，得到治理前后压力与振动数据。【结果和结论】研究表明：(1)随着扰动幅值和频率的增加，裂纹增加显著且不规则，岩石断口的方向分形维度降低。当扰动为10 MPa、10 Hz时，分形维数降至最低值0.62，孔隙方向角80°～120°孔隙定向频率达到最大值的52%，约为原始岩石的1.68倍。说明岩石受扰动后颗粒的应力不均匀，导致应力集中，断裂方向明显。(2)随着扰动幅值和频率的增加，SEM图像的微孔隙面积先快速增加，后缓慢增加且增加趋势越来越小。扰动频率每增加2 Hz，岩石微裂隙面积增加约24.13%。(3)现场测试表明随着锚杆肋间距和肋高增加，拉拔曲线形态由“弹塑性阶段-破坏失效阶段-残余阶段”逐渐过渡为“弹塑性阶段-微量屈服阶段-大量强化阶段-破坏失效阶段-残余阶段”，肋间距48 mm、肋高2 mm的螺纹钢锚杆吸能效果最好。经现场监测可将巷道压力稳定在36 N左右，峰值加速度控制在8 000 mm/s2以内。研究揭示了卸载动力扰动作用下围岩破坏及能量释放规律，提出的“吸能锚杆-低阻抗混凝土注浆-喷浆-挂网”支护技术，可为类似深部工程提供理论指导。

关键词：真三轴试验冲击地压 SEM扫描微裂隙吸能锚杆弱动力扰动

裂隙岩体渗透率与应力耦合对EGS采热性能的影响

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应用力学学报 2024年第4期41卷 938-947页

作者：何适李春林孙可明辽宁工程技术大学力学与工程学院阜新123000 煤炭科学研究总院北京100013 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院北京100013 青岛理工大学理学院青岛266033

在增强型地热系统(enhanced geothermal system,EGS)热开采过程中,储层渗透率受应力的影响而动态变化。为揭示裂隙岩体渗透特性和应力之间的耦合作用对系统采热性能的影响,建立双重介质热流固(thermo-hydro-mechanical,THM)耦合模型,分... 详细信息

在增强型地热系统(enhanced geothermal system,EGS)热开采过程中,储层渗透率受应力的影响而动态变化。为揭示裂隙岩体渗透特性和应力之间的耦合作用对系统采热性能的影响,建立双重介质热流固(thermo-hydro-mechanical,THM)耦合模型,分析基质和裂隙渗透率随应力动态变化时储层THM三场变化规律。结果表明:在热应力与水压力共同作用下,基质渗透率逐渐减小,裂隙渗透率呈指数式增加,采热速率主要由裂隙渗透率的动态变化决定,但如果忽略基质渗透率的动态变化,预测的裂隙渗透率比实际提高41.8%,热突破时间提前,会低估近2年的系统运行寿命。因此,同时考虑裂隙和基质渗透率与应力的耦合作用对合理评价EGS系统使用寿命有重要意义。

关键词：增强型地热系统热流固耦合渗透率应力

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B掺杂多孔碳纳米片的制备及其储锂性能

化工进展 2024年第6期43卷 3209-3220页

作者：孙悦邢宝林张耀杰冯来宏曾会会蒋振东徐冰贾建波张传祥谌伦建张越张文豪河南理工大学化学化工学院河南焦作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 华能煤炭技术研究有限公司北京100071

负极材料是影响锂离子电池(LIBs)性能的关键因素之一,孔隙结构调控和杂原子掺杂是提高负极材料电化学性能的有效手段。以褐煤为前体,采用化学氧化法制备煤基碳纳米片(CS),再以氧化硼(B_(2)O_(3))为添加剂,得到B掺杂多孔碳纳米片(BPCS);... 详细信息

负极材料是影响锂离子电池(LIBs)性能的关键因素之一,孔隙结构调控和杂原子掺杂是提高负极材料电化学性能的有效手段。以褐煤为前体,采用化学氧化法制备煤基碳纳米片(CS),再以氧化硼(B_(2)O_(3))为添加剂,得到B掺杂多孔碳纳米片(BPCS);采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、氮气吸附仪、X射线光电子能谱(XPS)等手段对CS和BPCS微观结构和用作锂离子电池负极材料的电化学性能表征与测试。结果表明,B_(2)O_(3)具有模板、造孔、掺杂三重作用,当B_(2)O_(3)用量为0.5g时,BPCS-0.5呈现三维多孔结构,比表面积为1216.20m^(2)/g,总孔容1.027cm^(3)/g,B原子含量为4.20%;BPCS-0.5的多孔结构为离子的存储和传输提供足够的空间和通道,B元素的引入增加了BPCS的表面化学活性,从而增强了储锂性能。BPCS-0.5用作锂离子电池负极材料时,在0.05A/g电流密度下首次可逆容量达826mA·h/g,且在5A/g大电流密度下可逆容量仍有143mA·h/g,循环500次的容量保持率为172%,表明该材料具有较高的储锂容量和优异的循环寿命。

关键词：褐煤 B掺杂多孔碳纳米片锂离子电池电化学性能