潞安矿区煤层渗透率的各向异性特征实验研究

为了研究原位煤体渗透性的各向异性特征,以山西潞安常村矿3号煤层圆柱试样为对象,利用TCQT-Ⅲ型低渗煤层气相驱替增产试验装置,对煤样进行加载,并以氮气注入压力2.0 MPa的条件下,分析垂直层理和平行层理2个方向的煤体变形和渗透率变化特征。实验结果表明:煤样在加载过程中,平行和垂直层理煤样渗透率均随着有效应力的增大而减小,平行层理方向的渗透率始终大于垂直层理方向,应力加载初期渗透率急剧下降,最后逐渐趋于平缓;径向应变的增加量与渗透率呈正相关性,且平行层理相关性大于垂直层理;沿平行层理方向的裂隙度大于沿垂直层理方向,沿垂直层理方向的应变量大于沿平行层理方向;应变增加量均随有效应力的增加而逐渐减小。研究结果可为煤层井网布置及优化提供参考。     

采空区注超临界CO2防灭火试验研究

为研究超临界CO₂注入采空区防灭火的规律,自主研制了产生超临界CO₂和模拟采空区遗煤自燃升温试验系统,得到了不同温压条件下超临界CO₂注入采空区前后不同监测点的温度、O₂和CO浓度变化数据信息。试验结果表明:注入采空区的超临界CO₂发生相变,有序结构急速失序,大量吸收热量,采空区内的煤体、空气温度随时间呈线性快速下降规律,其降温能力是气态N₂的10倍;超临界CO₂在自燃发火煤体中的强渗透扩散特性,使自燃煤体快速惰化,防灭火效率高;停止注入后,小范围回温符合反二次函数特征;高压力超临界CO₂相对于低压条件,防灭火性能更佳;超临界CO₂是1种降温降氧能力显著,且输送性能优良的采空区新型防灭火材料,超临界CO₂防灭火效果优于气态N₂。     

基于模糊贝叶斯网络的煤气化职业健康风险分析

针对煤气化行业职业健康风险影响因素不确定及模糊的特点,建立了职业健康风险计算模型。该模型将模糊数学与贝叶斯网络相耦合,模拟事件概率,找出导致风险的主要因素。通过分析煤气化行业中存在的多种风险因素,应用问卷调查法和模糊集理论模拟了根节点的发生概率,得出职业健康风险概率的预测值;应用贝叶斯网络反向推理的功能计算根节点后验概率并排序,确定了薄弱环节。该模型不仅能解决概率缺失情况下的风险量化推算问题,定量进行职业健康风险评估,还可以实现关键因素的识别,并能有针对性地提出改进措施,为职业健康风险预防提供决策依据。     

不同组合比例煤岩的电荷感应与微震规律试验研究

针对煤岩在屈服破坏过程中有微震和电荷信号产生这一特征,利用自行设计的微震和电荷感应信号监测试验系统,分析不同组合比例煤岩在变形破裂过程中微震和电荷信号的变化规律。研究结果表明:微震和电荷信号是低频信号,信号频谱集中分布在0~80 Hz,应力突变与微震信号和电荷信号的产生及变化有较好的一致性;随着“煤-岩”高度比的增加,试样的单轴抗压强度减小,试样屈服破裂时微震和电荷信号幅值增大,同步性增强,试件破坏的突发性增强;试件破坏过程中电荷比微震信号数更多,初次明显的电荷信号也早于初次明显的微震信号。     

不同含水率煤尘在瓦斯爆炸诱导下爆炸传播规律研究

为了探究不同含水率煤尘在瓦斯爆炸诱导下的爆炸传播规律,利用自行搭建的直管瓦斯爆炸诱导煤尘二次爆炸实验系统,从冲击波压力和火焰传播速度2个方面,研究了不同含水率沉积煤尘在瓦斯爆炸诱导下的爆炸传播规律和原因。研究结果表明:当煤尘含水率小于40%时,管道内沉积煤尘会在瓦斯爆炸诱导下产生二次爆炸,同时沉积煤尘总量一定时,沉积煤尘二次爆炸产生的冲击波超压峰值和火焰传播速度随着煤尘含水率的增加先增大后减小;当沉积煤尘含水率为20% 时,煤尘二次爆炸产生的冲击波超压峰值、火焰传播速度峰值达到最大值,分别为1.657 MPa和468.060 m/s;当沉积煤尘含水率大于40%时,沉积煤尘无法产生二次爆炸,此时爆炸产生的威力小于单一瓦斯爆炸,火焰传播速度衰减较无煤尘的瓦斯爆炸更快,沉积煤尘起到抑制瓦斯爆炸传播的作用。研究结果可以为防治煤尘二次爆炸提供理论依据。     

基于煤矿安全生产标准化的双控机制APP系统研究

针对我国煤矿安全生产标准化工作中数据采集的时效性差、数据录入工作量繁琐、数据汇总分析不明确的问题,利用易安卓编程语言与SQLite数据库技术,采用瀑布生命周期模型的软件开发方法,以《煤矿安全生产标准化考核定级办法》中双控机制的基本内容为依据,设计包括个人信息管理、法律知识库检索、安全风险分级管控、事故隐患排查治理、数据可视化分析、其他6大功能模块的APP系统。结果表明:该系统可提供适合相关管理人员使用的可视化界面,减少了复杂繁琐的工作量,为标准化工作的定点巡检与数据的完整性提供了良好的技术支持,也为非煤矿山、冶金、石油化工等行业的标准化工作实现信息化管理提供了较好的应用模式。     

粉煤灰钝化污泥人工土壤上高麦草生长发育及营养状况研究

通过温室盆栽试验研究不同比例粉煤灰钝化污泥人工土壤上高麦草的生长发育及营养状况，试验结果表明：土壤中加入粉煤灰钝化污泥显著增加了高麦草的干物重．脱水污泥加入其鲜重的10％粉煤灰钝化后再按1∶1和1∶5体积比与土壤混合配成的人工土处理和加入其鲜重的35％粉煤灰钝化后再按1∶1体积比与土壤混合配成的人工土处理高麦草的产量都显著高于自然土壤施用化肥的处理，高麦草的发芽率也不受影响．随着粉煤灰加入量的增加，高麦草地上部Ca，Mg和B的浓度（w／％或w／mg．kg－1）增加而K，Fe，Mn和Zn的浓度下降，高麦草根中Fe，Mn，Cu和Zn的浓度显著高于其地上部中的浓度．所有粉煤灰钝化后污泥人工土壤高麦草都没有出现N和P的缺乏和重金属毒害，说明合适比例的粉煤灰钝化污泥人工土壤是高麦草的良好生长介质．     

燃煤灰渣中微量元素分布规律的研究

研究了锅炉飞灰和底灰中１５种微量元素的含量和分布，探讨了煤炭燃烧后，微量元素在灰渣中的集散及其影响因素，飞灰和底灰中大多数元素高于全国土壤背景值，７种元素高于克拉克值，其余８种低于克拉克值，飞灰中多数元素的地球化学富集因子高于１，呈富集状态，而底灰中多数元素富集因子小于１，飞灰和底灰中微量元素含量与煤中微量元素含量呈线性关系，微量元素含量不仅与煤有关，还受锅炉燃烧方式等人为因素影响。     

东北、内蒙古东部地区煤炭中微量元素含量及分布规律

研究了东北和内蒙东部各矿区煤炭中As,Ba,Be,Cb,Co,Cr,Cu,Hg,Li,Mn,Ni,Pb,Se,Sr,V,Zn,Zr的含量水平及分布规律.煤灰灰分中多数元素含量高于克拉克值、土壤背景值及植物干物质中含量,呈富集状态.相关矩阵和聚类分析表明,煤炭中微量元素含量与基质元素有密切的依存性.由于复杂的成煤过程,煤炭中微量元素呈现独特的集散规律.     

二种高硫煤中硫氮化学形态的研究

利用ＸＰＳ技术研究了贵定煤和西班牙Ｍｅｑｕｉｅｎｚａ煤中硫和氮化学形态的分布，并结合硫Ｋ－边ＸＡＮＥＳ和Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱着重考察贵定煤中硫化学形态。结果表明，贵定煤中含硫化合物主要以噻吩形态存在，其次为有机硫化物；而Ｍｅｑｕｉｅｎｚａ煤中以有机硫化物含量最大，噻吩硫次之，有关含氮化合物，Ｍｅｑｕｉｅｎｚａ煤以吡咯和吡啶氮为主，但在贵定煤中观察到较大浓度的氧化氮化合物。