国内外煤化工行业污染物排放标准研究及启示

系统分析了煤化工行业的产排污情况,梳理了国内外相关排放标准。结果表明:国内仅焦化等部分工序有行业排放标准,其余工序目前执行水或大气的综合排放标准,其污染物项目不能全面反映煤化工行业的污染特征,急需制定煤化工行业污染物排放标准;国外相关标准情况与国内类似,无直接借鉴意义。建议:合理界定煤化工排放标准的适用范围,与其他排放标准协调配套,控制整个行业的污染物排放;针对大气污染物,明确各排放口的特征污染物,结合综合指标和高毒性物质指标进行挥发性有机物的排放控制;针对水污染物,引入综合毒性指标以有效控制废水中有毒有害污染物排放的环境风险。     

加速溶剂萃取和净化-气相色谱-串联质谱法测定典型污染场地土壤中多氯联苯残留

建立了加速溶剂萃取同步净化-气相色谱-三重四极杆串联质谱法测定污染场地土壤中7种指示性多氯联苯的方法。对加速溶剂萃取、净化、色谱柱、串联质谱离子对、碰撞电压等条件进行了优化。萃取和净化过程合二为一,串联质谱法提高了7种多氯联苯的灵敏度。7种多氯联苯在0.1～100μg/L质量浓度范围内线性良好,线性相关系数为0.999 80～0.999 99,方法检出限为0.004～0.010μg/kg,回收率为84.8%～97.3%,相对标准偏差为2.4%～8.5%。运用网格法采集了华东某典型污染场地土壤中31个土壤样品,分析了该场地7种指示性多氯联苯的残留特征。7种多氯联苯的检出率为100%,检出范围为0.096～3 661μg/kg,各点平均值为307μg/kg。各采样点中多氯联苯的残留程度存在很大差异,局部点位受到了较重污染,与封存点相近的部分点位残留较外围位置高。土壤中多氯联苯同系物以三氯联苯、四氯联苯、五氯联苯为主,占同系物总量的98.2%。该污染场地土壤多氯联苯主要是低氯代联苯污染,土壤中多氯联苯的毒性效应评估处于中等水平,污染以点源污染为主,且已有较大程度扩散。     

供风量对褐煤自燃极限参数的影响研究

为研究不同供风量对褐煤自燃特性的影响规律,选取平庄瑞安煤矿褐煤作为试验煤样,利用程序升温试验和气相色谱仪,研究低温氧化阶段不同供风量条件下褐煤自燃极限参数与温度、供风量之间的变化规律。结果表明:温度在40~120℃时,随着供风量增大,褐煤的最小浮煤厚度和下限氧浓度降低,上限漏风强度增加;温度在120~200℃,供风量为40~80 mL/min和160~200 mL/min时,随着供风量的增加,其最小浮煤厚度和下限氧浓度增加,上限漏风强度减少;供风量为80~160 mL/min时,在供风量增大的情况下,褐煤的最小浮煤厚度和下限氧浓度降低,上限漏风强度增加;随着供风量减小,煤样临界点温度降低。     

低温取芯过程热传递方式的数值模拟和实验研究

为了研究热量在低温取芯过程中传递的方式,以型煤为研究对象,使用自制低温取芯模拟装置,通过实验并结合数值模拟,对低温取芯过程热量传递方式进行研究,进而分析煤芯温度的变化规律。研究结果表明:甲烷的存在降低了煤样的热交换速率,使煤芯温度变化滞后于煤样罐壁温度变化;煤体内部温度分布存在差异,煤样中心轴线不同半径处的圆柱面构成变温过程的等温面,在降温过程,热量沿径向由煤样内部向外部传递,升温过程,热量沿径向由外部向内部传递;低温取芯过程热量传递同时存在3种方式:热传导、热对流,煤体表面与罐体内壁表面之间的热辐射,以热传导方式为主。     

深部开采钻孔校验中钻进速度对钻杆转速影响的试验研究

通过对钻孔过程中的钻头破煤机理及影响钻杆转速变化的因素进行理论分析,提出了钻进速度与钻杆转速的对应变化关系,并利用钻进装置、加载装置及自主研制的钻孔多参量测试装置进行试验分析,验证了利用钻杆转速法测定煤体应力大小的可行性,同时对不同钻进速度下钻杆转速的变化规律进行研究。结果表明:在钻头、钻杆、煤岩体参数及钻孔前钻杆空转转速一定时,钻杆转速与钻进速度大致呈现负指数的函数关系,钻进速度越小,钻杆转速越大,反之,钻杆转速越小。研究钻进速度对钻杆转速的影响,可以减少利用转速指标对冲击地压等动力灾害的预测误差,实现高效预警。     

易自燃厚煤层工作面自然发火CO预测及防治

为了有效预防遗煤自燃,深入研究自然发火初期的CO预测技术。基于回风隅角CO源的理论模型,以Gambit建立相似二维采场模型,数值模拟了采空区自燃“三带”范围,并采用现场束管监测手段对结果进行了验证。利用程序升温实验获得了不同温度段回风隅角CO的极限指标,并与现场实测值对比分析,进而预判采空区遗煤发火程度,为制定有针对性的防治措施提供理论指导。研究结果表明:CO作为低温氧化阶段预测指标对预防遗煤自燃具有重要作用。     

皮带输煤暗道通风排尘改造方案优化研究

为了解决皮带输煤暗道运输过程中粉尘污染严重及冬季供暖不足问题,对暗道通风供热系统进行了优化改造研究。以中煤平朔安家岭264输煤暗道为例,基于气固两相流理论,利用CFD模拟方法,对暗道内由风速对悬浮粉尘浓度分布的影响规律进行数值仿真。模拟结果显示:当输煤暗道排尘风速由0.25 m/s升至0.35 m/s时,粉尘浓度降为3.2 mg/m3,暗道最大通风阻力为245.94 Pa,最低换热量747.68 kW。基于数值模拟结果,从3种优化方案中选定一压一抽联合式通风除尘方案进行改造,现场实测除尘效果良好,表明所提出的输煤暗道通风除尘方案具有实践指导意义。     

考虑岩体损伤的爆破振动速度衰减多元非线性模型

为准确预测爆破振动的衰减规律,控制爆破振动的影响,分析了现有的几种具有代表性的爆破振动预测经验公式的不足;在此基础上,引入岩体累计损伤对爆破振动效应的影响,经过无量纲分析,建立了岩体累计损伤下爆破振动衰减规律的多元非线性数学模型;根据实际工程的监测数据,用1stOpt 软件进行了多元非线性回归分析。结果表明:所提出的多元非线性回归公式预测精度高于传统的预测公式,能为同类露天爆破工程提供科学的指导。     

松散煤岩体钻封注耦合注浆锚固机理与试验研究

针对松散煤岩体巷道钻孔成孔困难、锚固力低的问题,提出了钻封注分次注浆时空耦合加固方法,实现了钻孔内“全长封孔+带压注浆”,分析了钻封注分次注浆加固技术原理,研发了自钻锚杆、封孔及加固注浆材料,其封孔材料具有膨胀性大、强度大和凝固时间快等特点,注浆加固材料具有速凝早强、流动性好、固结效果好及强度较高等优点。研究结果表明:全长封孔后带压注浆,浆液扩散半径大,钻封注锚杆锚固力相对于数脂锚固提高1倍以上,表明钻封注分次注浆加固技术具有较高的应用价值。     

Simultaneous determination of eight metabolites of organophosphate and pyrethroid pesticides in urine

A simultaneous method for quantifying eight metabolites of organophosphate pesticides and pyrethroid pesticides in urine samples has been established. The analytes were extracted using liquid–liquid extraction coupled with WCX solid phase extraction (SPE) cartridges. Eight metabolites were chemically derivatized before analysis using gas chromatography–tandem mass spectrometry (GC–MS–MS). The separation was performed on a HP-5MS capillary column (30 m × 0.25 mm × 0.25 µm) with temperature programming. The detection was performed under electro-spray ionization (ESI) in multiple reaction monitoring (MRM) mode. An internal standard method was used. The extraction solvent, types of SPE cartridges and eluents were optimized by comparing the sample recoveries under different conditions. The results showed that the calibration curves of the five organophosphorus pesticides metabolites were linear in the range of 0.2–200 μg/L (r² ≥ 0.992) and that of the three pyrethroid pesticides metabolites were linear in the range of 0.025–250 μg/L (r² ≥ 0.991). The limits of detection (LODs, S/N ≥ 3) and the limits of quantification (LOQs, S/N ≥ 10) of the eight metabolites were 0.008–0.833 μg/L and 0.25–2.5 μg/L, respectively. The recoveries of the eight metabolites ranged from 54.08% to 82.49%. This efficient, stable, and cost-effective method is adequate to handle the large number of samples required for surveying the exposure level of organophosphorus and pyrethroid pesticides in the general population.