灵东煤矿上分层综放开采型煤相似材料模拟试验研究 被引量：3

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作者 陈存强 汪义龙 +5 位作者 周延明 顾雷雨 曹睿 冯来宏 高利晶 杨康 《煤炭技术》 CAS 2024年第1期51-55,共5页

以灵东煤矿为研究对象,采用室内试验、物理相似模拟、现场监测方法,选取了石膏+石子+水作为型煤相似材料,优化了材料配比,验证了相似材料的合理性。研究结果表明,石膏∶石子=1∶5,石膏∶水=0.6∶1,石子粒径为3~5 mm时,材料强度与原煤强... 以灵东煤矿为研究对象,采用室内试验、物理相似模拟、现场监测方法,选取了石膏+石子+水作为型煤相似材料,优化了材料配比,验证了相似材料的合理性。研究结果表明,石膏∶石子=1∶5,石膏∶水=0.6∶1,石子粒径为3~5 mm时,材料强度与原煤强度基本一致;选用该配比制作型煤时,模拟试验与现场监测的基本顶平均周期来压步距分别为11.3、12.2 m,误差仅为7.38%,表明该配比制作型煤进行物理相似模拟试验时可以反映现场覆岩真实变化规律。 展开更多

关键词 放顶煤开采 型煤 物理相似模拟 来压步距

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潮湿细粒煤复合式干法分选特性研究

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作者 陈存强 顾雷雨 +6 位作者 周延明 汪义龙 冯来宏 曹睿 高利晶 刘海涛 唐海龙 《煤炭工程》 北大核心 2024年第5期187-194,共8页

为研究潮湿细粒煤复合式干法分选效率,对潮湿细粒煤进行了振动强度和气速的单因素试验,结合RSM-BBD预测模型获得了最优参数;并探索了不同水分的原煤在不同分选时间内的分选效果,同时分析了气流对潮湿细粒煤分选过程的影响,并评价了分选... 为研究潮湿细粒煤复合式干法分选效率,对潮湿细粒煤进行了振动强度和气速的单因素试验,结合RSM-BBD预测模型获得了最优参数;并探索了不同水分的原煤在不同分选时间内的分选效果,同时分析了气流对潮湿细粒煤分选过程的影响,并评价了分选效果。结果表明:随着分选时长的增加,分选效果明显提高,最大灰分离析度可达12.05。试验煤样在气速为0.78 m/s,振动频率为25 Hz,振幅为3 mm时达到最佳分选效果,此时可能偏差E=0.135 g/cm^(3),且在此条件下分选产品有很好的脱水效果,复合式干法分选可实现潮湿煤炭的提质。该研究可以对细粒煤炭的干法分选工艺提供理论和技术支持。 展开更多

关键词 潮湿细粒煤 复合干选 灰分离析度 分配曲线 响应面法

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X射线智能干选机的煤矸识别及分选稳定性研究 被引量：2

3

作者 冯来宏 谭家贵 +4 位作者 顾雷雨 李克相 金鲁华 高利晶 朱凌涛 《煤炭技术》 CAS 2024年第2期272-275,共4页

针对在井下分选具有较大潜力的X射线智能干选机进行了煤矸识别及分选稳定性研究。通过浮沉实验研究了不同密度级样品对X射线的响应规律,分析了不同粒度大小及粒度组成的煤矸X射线识别特性,探究了铺满率对分选精度及处理能力的影响,明确... 针对在井下分选具有较大潜力的X射线智能干选机进行了煤矸识别及分选稳定性研究。通过浮沉实验研究了不同密度级样品对X射线的响应规律,分析了不同粒度大小及粒度组成的煤矸X射线识别特性,探究了铺满率对分选精度及处理能力的影响,明确了煤质变化对X射线智能干选机分选效果的影响规律。研究成果可指导X射线智能干选机在工业的应用。 展开更多

关键词 X射线智能干选机 识别 井下排矸 含矸率 稳定性

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褐煤基硬炭微观结构调控及其储钠特性 被引量：3

4

作者 邢宝林 徐巧妙 +7 位作者 曾会会 冯来宏 张传祥 黄光许 韩学锋 康伟伟 屈笑笑 程松 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2086-2098,共13页

煤炭的多元化清洁高值利用对促进我国煤炭工业低碳可持续发展具有重要作用,而煤的材料化是提升煤炭清洁高效利用水平的重要途径之一。充分利用褐煤含芳环结构、原生孔隙发达、表面活性基团丰富等特点,通过高温炭化(1000~1600℃)处理华... 煤炭的多元化清洁高值利用对促进我国煤炭工业低碳可持续发展具有重要作用,而煤的材料化是提升煤炭清洁高效利用水平的重要途径之一。充分利用褐煤含芳环结构、原生孔隙发达、表面活性基团丰富等特点,通过高温炭化(1000~1600℃)处理华亭褐煤制备出褐煤基硬炭,探究褐煤基硬炭中类石墨微晶、无定形碳与纳米孔及表面官能团等缺陷结构在高温炭化过程中的形成机制与演变规律,揭示炭化温度对煤基硬炭微观结构的影响,并通过恒电流充放电、恒电流间歇滴定及循环伏安测试等研究不同褐煤基硬炭用作钠离子电池负极材料的电化学性能,探索微观结构对负极材料电化学储钠性能的影响机制及褐煤基硬炭的电化学储钠机理。研究表明,通过调节炭化温度可实现对褐煤基硬炭中类石墨微晶、无定形碳、纳米孔、含氧/含氮官能团等缺陷结构的调控。当炭化温度为1400℃时,所制褐煤基硬炭LHC-1400富含合理层间距(0.371 nm)的类石墨微晶,兼有适宜含量的无定形碳和纳米孔等缺陷结构,其比表面积为4.92 m^(2)/g,且含有C—O、C=O、O—C=O及吡啶氮、吡咯氮、石墨氮等含氧/含氮官能团。该硬炭用作钠离子电池负极材料的可逆容量达275 mAh/g,且在0.2 A/g电流密度下可逆容量为111 mAh/g,经200次循环后容量保持率仍可达96%,展现出良好的倍率性能和循环稳定性。褐煤基硬炭优异的储钠性能与其不同微观结构所发挥的功能与作用密切相关。硬炭中合理层间距的类石墨微晶可为Na^(+)的快速嵌入/脱出提供传输通道,以插层储钠来提供容量;硬炭中的无定形碳、开放的纳米孔和含氧/含氮等缺陷结构可为Na^(+)存储提供足够的活性位点,以吸附储钠来贡献容量;而硬炭中少量封闭孔则可为Na^(+)的存储提供足够的空间,以填充储钠来提供容量。褐煤基硬炭中“吸附-插层-填充”3种储钠方式相互协同,最终实现其高效的电化学储能。 展开更多

关键词 褐煤基硬炭 储钠性能 微观结构调控 钠离子电池 负极材料

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基于组合赋权法的洛河组含水层富水性评价 被引量：1

5

作者 梁戈龙 万宝 +5 位作者 冯来宏 张瑞 焦建军 侯丽丽 李媛 顾雷雨 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期201-210,共10页

核桃峪井田生产能力大、煤层分布稳定,煤层顶板的厚层洛河组砂岩含水层是主要充水含水层。随着开采程度加深,导水裂隙带导通上覆含水层富水区域,发生煤层顶板水害,威胁矿井安全生产。因此,煤层顶板含水层的富水性评价是顶板水害防治的基... 核桃峪井田生产能力大、煤层分布稳定,煤层顶板的厚层洛河组砂岩含水层是主要充水含水层。随着开采程度加深,导水裂隙带导通上覆含水层富水区域,发生煤层顶板水害,威胁矿井安全生产。因此,煤层顶板含水层的富水性评价是顶板水害防治的基础,查清顶板含水层富水性分布规律对煤矿的安全开采尤为重要。以核桃峪井田首采区煤层顶板洛河组含水层富水性为研究目标,基于研究区的钻孔数据等井田资料,确定了含水层厚度、岩心采取率、脆塑性岩厚度比、冲洗液消耗量、渗透系数和单位涌水量等6个影响含水层富水性的主控因素。运用基于层次分析法(AHP)和CRITIC法分别计算指标的主观权重和客观权重,运用组合赋权法求取指标综合权重,各指标综合权重分别为0.1707、0.2078、0.0976、0.1171、0.1465、0.2603;运用基于FDAHP-独立权系数法确定含水层厚度、岩芯采取率、脆塑性岩厚度比、冲洗液消耗量等4个主控因素的权重分别是0.1675、0.3120、0.2575、0.2630。引入富水性指数研究,分别提出研究区不同方法下的含水层富水性指数模型,并对煤层顶板洛河组含水层进行富水性分区与评价。结果表明:基于AHP-CRITIC法和指标较少时的FDAHP-独立权系数法的含水层富水性区域分布不均,整体变化趋势一致,具有西强东弱的特征。对于中西部地区存在大面积较强富水区,西部的强富水区以及局部强富水点位开采时需要重点防治,提前做好探放水工作。 展开更多

关键词 核桃峪井田首采区 洛河组含水层 组合赋权法 独立权系数法 富水性分区与评价

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极近距离煤层三面临空下分层煤柱留设方法研究 被引量：2

6

作者 汪义龙 付康国 +6 位作者 杨康 吕浩南 曹津铭 韩雨 顾雷雨 曹睿 冯来宏 《煤炭技术》 CAS 2024年第5期40-44,共5页

针对极近距离煤层三面临空下分层煤柱留设问题,以众维煤矿下分层12052工作面作为研究对象,采用理论分析、现场试验、数值模拟相结合的手段;重点分析了极近距离分叉分层开采难点、煤柱留设原则及影响因素,校核了不同高宽比煤柱强度,研究... 针对极近距离煤层三面临空下分层煤柱留设问题,以众维煤矿下分层12052工作面作为研究对象,采用理论分析、现场试验、数值模拟相结合的手段;重点分析了极近距离分叉分层开采难点、煤柱留设原则及影响因素,校核了不同高宽比煤柱强度,研究了不同宽度煤柱应力、塑性区演化规律。结果表明:校核之后煤柱极限强度分别为9.91、11.44、12.95、14.52、16.21 MPa;随着煤柱宽度的增加,应力峰值逐渐降低;煤柱宽度大于12 m时,应力曲线呈现“马鞍形”,当煤柱留设16m时,弹性核区宽度不小于煤柱宽度的2倍,围岩变形小,巷道完整性较好。研究成果为相似地质条件下的煤柱宽度留设提供理论参考。 展开更多

关键词 极近距离煤层 煤柱留设 强度校核 数值模拟 弹性核区

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充气式液固流化床气泡尺寸分布及Sauter直径预测 被引量：3

7

作者 冯来宏 柴志方 +2 位作者 王帅 张瑞杰 曾鸣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期650-656,共7页

为研究充气式液固流化床分选机内气泡尺寸分布以及影响因素,选取仲辛醇为起泡剂,在自制的实验室规模的充气式液固流化床分选机上利用图像分析法测定了不同起泡剂浓度和充气量下气泡尺寸分布特性及其差异,同时建立了定量描述可变操作参... 为研究充气式液固流化床分选机内气泡尺寸分布以及影响因素,选取仲辛醇为起泡剂,在自制的实验室规模的充气式液固流化床分选机上利用图像分析法测定了不同起泡剂浓度和充气量下气泡尺寸分布特性及其差异,同时建立了定量描述可变操作参数与气泡Sauter直径之间的关系式。研究结果表明,分选机内气泡尺寸分布符合对数正态分布规律;充气量增大导致气泡的运动速度加快,气泡的碰撞能量随之增大,气泡之间的兼并行为随之增多,进而导致气泡尺寸随之增大;随着起泡剂的加入以及浓度的增大,最大气泡尺寸降低,气泡尺寸分布范围明显降低,而且气泡分布率直方图从双峰过渡到单峰,同时中间粒径的气泡含量明显增多,大气泡和小气泡的数量在减少,气泡分布越来越集中,当起泡剂浓度超过临界值时,体系的表面张力将基本保持不变,导致气泡之间的兼并行为随之保持不变,气泡尺寸分布基本不变;通过量纲分析法和代入试验数据求解气泡Sauter直径预测方程,从预测方程中可以看出,气泡Sauter直径同起泡剂浓度成负相关性,同充气量成正相关性。此外汇总气泡尺寸测量试验结果以验证本文所提出的气泡Sauter直径预测方程的准确性,结果显示预测值与试验测量值吻合度较高,其皮尔逊(P-r)相关系数为0.991。 展开更多

关键词 充气式液固流化床 气泡尺寸分布 充气量 气泡Sauter直径 起泡剂浓度

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水煤浆稳定性快速测定方法的研究 被引量：2

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作者 柴志方 曾鸣 +3 位作者 张瑞杰 冯来宏 王帅 姬文心 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期249-255,共7页

目前常用的水煤浆稳定性评价方法均存在测试周期较长、表征结果不准确等问题。为了缩短水煤浆稳定性的测试周期,选取了温度作为加速试验条件,采用Turbiscan Lab稳定性分析仪客观、定量地研究了温度30~55℃对水煤浆稳定性的影响。结果表... 目前常用的水煤浆稳定性评价方法均存在测试周期较长、表征结果不准确等问题。为了缩短水煤浆稳定性的测试周期,选取了温度作为加速试验条件,采用Turbiscan Lab稳定性分析仪客观、定量地研究了温度30~55℃对水煤浆稳定性的影响。结果表明,在测试时间内,随着温度的升高,由仪器给出的水煤浆稳定性指数TSI值逐渐增大,说明浆体越来越不稳定。此外,为了解释温度对水煤浆稳定性的影响,对水煤浆的表观黏度和煤颗粒粒径随温度的变化也进行了研究。研究发现,随着温度的升高,水煤浆的表观黏度降低,由1194 mPa·s下降到702 mPa·s,由稳定性分析仪软件计算得出的煤颗粒聚结的速率加快,其平均粒径分别增大了2.4和3.6μm。根据斯托克斯定律,这些变化都会加速浆体中煤颗粒的沉降进而破坏浆体的稳定性。据此,以稳定性指数TSI值尝试建立了水煤浆稳定性随温度变化的动力学曲线,相关系数R=0.985,说明其线性相关性较好,即试验所用瘦煤水煤浆的稳定性随温度的增加近似呈线性下降。利用此模型可以计算得出45,50和55℃的加速比AR分别为1.9,2.3和2.7,这与利用稳定性分析仪从宏观角度所测出的分层厚度和计算得出的相分离指数(PSI)来表征水煤浆稳定性的评价结果相接近。因此,升高温度能够作为一种切实可行的方法快速、准确地评价水煤浆的稳定性。 展开更多

关键词 水煤浆 温度 稳定性 加速失稳 稳定性分析仪

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煤矿矸石井下分选及就地充填技术适应性评价研究 被引量：2

9

作者 陈存强 汪义龙 +4 位作者 李贵和 崔鹏飞 顾雷雨 杨简 冯来宏 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第3期53-58,共6页

结合甘肃某矿的实际情况,建立了矸石井下分选与就地充填技术适用性评价层次分析模型,构建了综合模糊判断矩阵并计算各因素的权重,设立了分选+充填技术20种组合方式,结合专家评价法得到隶属度向量构造模糊关系矩阵,采用平均法求解隶属度... 结合甘肃某矿的实际情况,建立了矸石井下分选与就地充填技术适用性评价层次分析模型,构建了综合模糊判断矩阵并计算各因素的权重,设立了分选+充填技术20种组合方式,结合专家评价法得到隶属度向量构造模糊关系矩阵,采用平均法求解隶属度,根据最大隶属度原则,得到分选与充填技术最优组合。多层次模糊数学综合评价表明,动筛跳汰分选+膏体充填开采技术为最优方案。 展开更多

关键词 煤矸分选 充填开采 层次分析法 模糊评价

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充气式液固流化床分选粗煤泥的试验研究 被引量：1

10

作者 冯来宏 王帅 +2 位作者 张瑞杰 柴志方 曾鸣 《矿业科学学报》 2019年第1期72-78,共7页

为了解决选煤厂粗煤泥的分选难题、提高粗粒煤的分选效果,基于重浮耦合原理开发了一种充气式液固流化床分选粗煤泥的流态化分选机,利用该分选机在实验室开展了1. 000～0. 125 mm粗煤泥的分选试验。试验结果表明:随着上升水流速率、充气... 为了解决选煤厂粗煤泥的分选难题、提高粗粒煤的分选效果,基于重浮耦合原理开发了一种充气式液固流化床分选粗煤泥的流态化分选机,利用该分选机在实验室开展了1. 000～0. 125 mm粗煤泥的分选试验。试验结果表明:随着上升水流速率、充气量和药剂用量的增加,精煤灰分、精煤产率、可燃体回收率都随之升高;在上升水流速率30 mm/s、充气量0. 36 m^3/h、起泡剂用量0. 062 85 mmol/L的条件下,分选效果最佳;对比常规液固流化床分选试验,可以看出充气后精煤中各个粒级的产率明显增加,尾煤中各个粒级的产率明显降低,粗颗粒回收率提高了29. 12%,可能偏差Ep达到0. 08,分选效果明显优于传统液固流化床分选机。 展开更多

关键词 流化床 气泡 粗煤泥 充气量

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我国井下智能干选技术装备发展及展望 被引量：7

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作者 冯来宏 李克相 +4 位作者 顾雷雨 张西斌 高利晶 谭家贵 朱凌涛 《煤炭工程》 北大核心 2023年第9期11-15,共5页

井下智能分选技术装备是煤矿智能化建设的重要组成部分,也是当前深入推进绿色矿山建设的重要抓手。文章总结了当前智能干法煤矸识别技术装备的发展现状,介绍了当前井下智能干选工艺应用的阶段性成果,探讨了井下智能干选工艺布置的基本准... 井下智能分选技术装备是煤矿智能化建设的重要组成部分,也是当前深入推进绿色矿山建设的重要抓手。文章总结了当前智能干法煤矸识别技术装备的发展现状,介绍了当前井下智能干选工艺应用的阶段性成果,探讨了井下智能干选工艺布置的基本准则:紧凑型、智能化、模块化、一体化,并分析了制约其装备研发与应用的关键因素:布料均匀性、识别高效性、粉尘无害化。最后从社会效益及经济效益等角度展望了其发展趋势。 展开更多

关键词 绿色矿山 井下分选 智能分选设备 煤矸识别 工艺布置

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保德选煤厂北部粗煤泥回收系统的改造 被引量：4

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作者 冯来宏 周瑞通 《洁净煤技术》 CAS 2013年第2期4-6,共3页

保德选煤厂北部区所用筛网沉降式离心机适宜+0.045 mm粗煤泥处理,而目前该厂采用的煤泥水处理方法使部分-0.045 mm细煤泥成为筛网沉降式离心机的入料,部分细颗粒在系统内循环,造成细泥聚集,恶化了煤泥水性质。针对以上问题,选煤厂采用... 保德选煤厂北部区所用筛网沉降式离心机适宜+0.045 mm粗煤泥处理,而目前该厂采用的煤泥水处理方法使部分-0.045 mm细煤泥成为筛网沉降式离心机的入料,部分细颗粒在系统内循环,造成细泥聚集,恶化了煤泥水性质。针对以上问题,选煤厂采用水力旋流器与螺旋分选机配合使用,更换363,364弧形筛筛网孔径为0.15 mm,螺旋分选机的轻产物直接进入筛网沉降式离心机的改造方案,从而改变筛网沉降式离心机入料粒度组成,改善离心机工况,进而提出了适合选煤厂煤质特征和产品结构的粗煤泥回收系统,最终达到解决问题,实现经济效益最大化的目的。 展开更多

关键词 保德选煤厂 粗煤泥 筛网沉降式离心机

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不同负载方式金属离子催化条件下浮选尾煤-松枝共热解气体产物研究

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作者 冯来宏 李继升 +3 位作者 殷裁云 顾雷雨 徐浩 孙福龙 《煤炭工程》 北大核心 2022年第10期176-181,共6页

为实现浮选尾煤高价值利用,以沙曲选煤厂浮选尾煤为原料,利用固定床反应器,采用不同负载方式的铁、钙、钾离子对浮选尾煤与松枝共催化热解制备富氢燃料气。结果表明:添加催化剂后,浮选尾煤与松枝共热解试验半焦产率明显降低,气体产率显... 为实现浮选尾煤高价值利用,以沙曲选煤厂浮选尾煤为原料,利用固定床反应器,采用不同负载方式的铁、钙、钾离子对浮选尾煤与松枝共催化热解制备富氢燃料气。结果表明:添加催化剂后,浮选尾煤与松枝共热解试验半焦产率明显降低,气体产率显著增长,表明催化剂的添加对共热解气体产物产率和热值具有促进作用,其促进作用由强到弱依次为:Fe系催化剂>Ca系催化剂>K系催化剂。负载方式会不同程度地促进催化热解产气,就气体产物热值而言,由强到弱依次为负载型>浸渍混合型>机械混合型;对于目标气体H_(2)而言,由强到弱依次为浸渍型>负载型>机械混合型;对于目标气体CO,催化剂负载方式无明显影响。添加K系催化剂对CH_(4)产率呈抑制趋势;催化剂对CO_(2)产率的抑制作用由强到弱为K系催化剂>Ca系催化剂>Fe系催化剂。 展开更多

关键词 浮选尾煤高价值利用 生物质共热解 负载型催化剂 改性煤矸石 金属离子

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