复合射孔技术排放瓦斯的研究

复合射孔技术是油气行业中新兴的复合型增产技术,该技术能有效地控制射孔方向和压裂缝的扩展。对该技术应用于煤层瓦斯排放中的有关机理进行了初步的分析,并根据有关公式对相关参数进行了理论计算。针对煤层的特性,将该技术应用于现场,并对试验煤层的瓦斯排放进行了监控和测试。结果表明该技术应用效果良好,有效消除了潜在的瓦斯危害并取得了显著的经济效益。复合射孔技术在煤层致裂爆破中的发展方向较多,不仅可用于提高煤层瓦斯的抽放率,还可用于煤(岩)巷掘进,其应用范围和前景十分广阔。指出了目前该技术在理论和应用中的不足以及有待于加强研究的关键问题。     

Acid Orange 7 degradation using methane as the sole carbon source and electron donor

• AO7 degradation was coupled with anaerobic methane oxidation. • Higher concentration of AO7 inhibited the degradation. • The maximum removal rate of AO7 reached 280 mg/(L·d) in HfMBR. • ANME-2d dominated the microbial community in both batch reactor and HfMBR. • ANME-2d alone or synergistic with the partner bacteria played a significant role. Azo dyes are widely applied in the textile industry but are not entirely consumed during the dyeing process and can thus be discharged to the environment in wastewater. However, azo dyes can be degraded using various electron donors, and in this paper, Acid Orange 7 (AO7) degradation performance is investigated using methane (CH₄) as the sole electron donor. Methane has multiple sources and is readily available and inexpensive. Experiments using ¹³C-labeled isotopes showed that AO7 degradation was coupled with anaerobic oxidation of methane (AOM) and, subsequently, affected by the initial concentrations of AO7. Higher concentrations of AO7 could inhibit the activity of microorganisms, which was confirmed by the long-term performance of AO7 degradation, with maximum removal rates of 8.94 mg/(L·d) in a batch reactor and 280 mg/(L·d) in a hollow fiber membrane bioreactor (HfMBR). High-throughput sequencing using 16S rRNA genes showed that Candidatus Methanoperedens, affiliated to ANME-2d, dominated the microbial community in the batch reactor and HfMBR. Additionally, the relative abundance of Proteobacteria bacteria (Phenylobacterium, Pseudomonas, and Geothermobacter) improved after AO7 degradation. This outcome suggested that ANME-2d alone, or acting synergistically with partner bacteria, played a key role in the process of AO7 degradation coupled with AOM.     

稻田土菌群驯化对稻秆两步发酵产甲烷效果的影响

为提高稻秆的降解率及其厌氧发酵甲烷产量,采用高氨氮畜禽废水作为氮源以驯化稻田土壤微生物,优化其降解稻秆的初始pH值,并评估水解产物液体发酵产甲烷性能.结果表明,混合组驯化的微生物产纤维素酶活性及对稻秆木质素的降解率高于其它组及先前文献报道,分别达到4.01 IU和51.96%,且后期水解液中总有机碳（Total organic carbon, TOC）及还原糖含量最高.随着初始pH值的提高,稻秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率显著增加,稻秆水解液中的挥发性脂肪酸（Volatile fatty acids, VFAs）和TOC含量均显著增加,并在第7 d达到最高值.将水解稻秆7 d的水解液进行厌氧发酵显示,在初始pH=9.0条件下累积甲烷产量达到最大,为37.60 mL·mL^-1水解液.本实验结果表明, 驯化的稻田土微生物在碱性条件下可以更有效地降解稻秆,提高水解液中TOC及VFAs含量,从而提高厌氧发酵的甲烷产量.     

渐变型多孔介质中低浓度瓦斯燃烧特性数值模拟

利用模拟软件Fluent6.3建立二维模型并进行合理设置,对多孔介质中的煤矿低浓度瓦斯燃烧进行数值模拟,研究了均匀型和渐变型燃烧器中的温度分布和NOx生成情况,以及三种不同渐变型多孔介质组合燃烧器中的温度分布和NOx生成情况。结果表明,渐变型多孔介质燃烧器的温度分布比均匀型燃烧器更加均匀;同一瓦斯当量比和流速下,渐变型多孔介质燃烧器的NOx产生量比均匀型燃烧器低很多,有利于减少污染物排放;三种不同渐变型多孔介质组合的温度分布和NOx生成有着不同特点,燃烧器设计时,可根据不同需求选取不同组合形式,综合考虑各因素,组合一燃烧特性最佳。     

约束空间可燃气体燃烧爆轰特性的数值研究

在可燃气体的输送、贮存、加工和使用过程中,容易发生可燃气体的燃烧和爆炸事故。文中基于有限体积方法,采用五阶WENO格式进行左右状态量的重构后,利用ROE格式进行空间离散,自行开发程序对甲烷氧气的气相爆轰波传播过程进行了数值研究。计算结果表明:在CH4质量分数为10%的混合气体中,高温高压气团可诱导气相发生爆轰,爆轰波以2133.3 m/s的速度传播。在带有障碍物的约束空间内,文中分析了障碍物不同高度、不同间距条件下爆轰波传播时波的绕射、马赫反射等现象,给出障碍物表面压力随时间变化历程和冲量值,揭示波与障碍物的相互作用机理以及由此引发流场的变化规律,为有效地控制可燃气体的燃烧速率、防治爆炸灾害的发生提供理论依据。     

Influence of super-absorbent polymer on the growth rate of gas hydrate

The growth rate of hydrate and morphology of methane hydrate formation were studied in a visual pressure cell at 5.5 MPa. The gas hydrate formation was carried out (coal mine methane (CMM) + tetrahydrofuran (THF) + sodium dodecyl sulphate (SDS) + H₂O) with and without SAP. Experimental data on the hydrate growth rate and induction time were obtained for three different CMM samples. The influence of SAP on hydrate growth rate was determined. Results showed that after the addition of SAP, with the methane concentration increased in CMM, the induction time was reduced by 9 min, 10 min and 3 min, and the growth rate was shortened by 0.56 × 10⁻⁶/m³ min⁻¹, 0.53 × 10⁻⁶/m³ min⁻¹ and 1.42 × 10⁻⁶/m³ min⁻¹, respectively. This study could be useful for the recovery of methane from CMM by forming hydrate in the chemical and mining industry.     

Ⅱ824-2综放工作面瓦斯综合治理试验研究

通过对淮北芦岭矿Ⅱ824-2综放工作面瓦斯综合治理的试验研究,摸索出了高瓦斯综放工作面瓦斯治理的有效方法,取得了较好的瓦斯抽放和通风排放效果.     

二安替比林甲烷分光光度法测定氯化镁中钛的含量

用盐酸溶解氯化镁样品,以抗坏血酸和焦磷酸钠共同作掩蔽剂,在酸性介质中用二安替比林甲烷分光光度法测定氯化镁中钛的含量,给出了合理的实验条件.     

利用微生物技术治理煤矿瓦斯的研究展望

目前,我国的煤矿瓦斯防治技术主要为通风、抽放等物理方法,该类方法仍不能完全满足防治煤矿瓦斯灾害的安全要求。笔者提出一种治理煤矿瓦斯的新思路,采用一种新的控制方法,试图通过生物技术使瓦斯涌出量减少,防治煤矿瓦斯灾害。为此,对应用微生物技术治理煤矿瓦斯的可行性进行了分析,简单介绍了甲烷氧化菌的氧化机理及其在其他领域的应用,并通过初步试验对甲烷氧化菌降解煤样瓦斯的效果进行了测定,从而对其有了感性的认识,在已有的对甲烷氧化菌的研究和初步试验的基础上,对应用甲烷氧化菌解决煤矿瓦斯危害进行了展望。     

上保护层开采瓦斯综合治理的试验研究

借助于一般的保护层开采理论,对上保护层开采合理参数和保护范围进行了综合分析研究,结合潘东公司具体情况设计了试验方案,现场试验结果表明了该方案的合理性,同时也表明上保护层开采对下临近突出煤层的突出危险消除效果明显,上保护层开采带来的经济和社会效益十分显著。试验结果对类似开采条件的矿井防治煤与瓦斯突出及瓦斯综合治理具有一定指导意义。