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安全工程专业研究式实验教学方法探索与实践 被引量：13
1
作者 朱建云 裴晓东 +2 位作者 何书建 陈树亮 李庆钊 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第5期172-176,共5页
结合江苏省"品牌专业建设"及"高校优势学科建设工程"资助项目,介绍了中国矿业大学安全科学与工程专业在实验教学改革方面的探索与实践。以"煤自燃倾向性测试"为例,阐述了研究式实验教学方法的构建与实施... 结合江苏省"品牌专业建设"及"高校优势学科建设工程"资助项目,介绍了中国矿业大学安全科学与工程专业在实验教学改革方面的探索与实践。以"煤自燃倾向性测试"为例,阐述了研究式实验教学方法的构建与实施过程,分析了在实验教学中融入科学探索方法对激发学生的学习兴趣、培养其创新思维模式等方面的优越性。实践证明,研究式实验教学通过合理设计创新课题,将理论知识学习、标准规范讲解、仪器装置操作融入实验教学的全过程,可有效地激发学生在教学活动中的自主能动性,极大地提高学生综合素质与科研能力的培养效果。 展开更多
关键词 安全科学与工程 实验教学 教学方法 研究式
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工程认证背景下安全工程毕业要求达成度评价 被引量：22
2
作者 赵伟 郭小芳 +3 位作者 王凯 王亮 冯忠凯 刘晨熙 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期145-151,共7页
为定量评价安全工程专业本科生培养质量,依托工程专业教育认证建设契机,制定毕业要求达成度评价基本流程,并给出各环节的支撑关系;结合实际课程案例,阐述毕业要求达成度评价中赋权重值、确认评价依据的合理性、课程达成度评价和计算毕... 为定量评价安全工程专业本科生培养质量,依托工程专业教育认证建设契机,制定毕业要求达成度评价基本流程,并给出各环节的支撑关系;结合实际课程案例,阐述毕业要求达成度评价中赋权重值、确认评价依据的合理性、课程达成度评价和计算毕业要求达成度评价结果4个步骤的基本操作流程,并基于中国矿业大学(北京)就业数据以及社会评价验证毕业要求达成效果。研究结果表明:毕业要求达成度评价可以定量评价本科生培养质量,加速发现学生能力构成的短板,促进教学改革,提升学生培养质量。 展开更多
关键词 工程认证 安全工程 毕业要求达成度 课程达成度 社会评价
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安全工程人才多维能力培养体系构建与实践 被引量：20
3
作者 王亮 孙一伟 王凯 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期52-57,共6页
为培养富有创新意识、具有较强的工程实践能力、能够满足跨文化交流现实需求的安全工程人才,围绕“三低一新”一流学科建设目标和世界一流专业发展定位,提出思政教育全程化、培养目标精英化、课程内容前沿化、试验研创自主化,实践训练... 为培养富有创新意识、具有较强的工程实践能力、能够满足跨文化交流现实需求的安全工程人才,围绕“三低一新”一流学科建设目标和世界一流专业发展定位,提出思政教育全程化、培养目标精英化、课程内容前沿化、试验研创自主化,实践训练国际化的“五化合一”人才培养模式,采用“三全育人”、研讨式课程、开放自主试验、海内外实习实践等方法,构建一流安全人才培养体系。结果表明:该人才培养体系在大学生创新训练、挑战杯、互联网+等项目及获奖方面成果显著,有助于拓展教学资源,产出国家级精品课程、教学实践实训基地、国家规划教材等系列成果。 展开更多
关键词 安全工程 多维能力 人才培养体系 一流学科 “三全育人” 研讨式课程
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2001—2023年中国城市地下空间开发利用研究特征与趋势——基于CiteSpace和VOSviewer知识图谱分析 被引量：4
4
作者 吴健波 岳伟涛 王恩元 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第2期83-89,共7页
为探究国内城市地下空间开发利用研究特征与趋势,选取2001—2023年中国知网(CNKI)数据库收录的1146篇城市地下空间开发利用领域文献,基于CiteSpace和VOSviewer文献计量软件从发文量趋势演化、作者和机构合作构成网络、关键词共现及聚类... 为探究国内城市地下空间开发利用研究特征与趋势,选取2001—2023年中国知网(CNKI)数据库收录的1146篇城市地下空间开发利用领域文献,基于CiteSpace和VOSviewer文献计量软件从发文量趋势演化、作者和机构合作构成网络、关键词共现及聚类特征进行可视化热度分析。研究结果表明:在发文量趋势演化方面,随着时间的推移,城市地下空间开发利用领域的文献数量总体呈现上升趋势,反映出该领域在我国城市化建设和能源资源转型过程中的重要性日益凸显,受到越来越多的关注和研究;从作者和机构合作构成网络来看,部分核心作者和研究机构在该领域发挥了重要的引领作用,但整体合作网络仍有进一步拓展和深化的空间,需要加强跨机构、跨地域的合作交流,以推动该领域研究的全面发展;通过关键词共现及聚类特征分析,明确了该领域的研究热点主要集中在地下交通、地下商业、人防工程、地下综合管廊等方面,同时也呈现出向智能化管理、生态环保、可持续发展等方向拓展的趋势,为未来的研究提供了方向指引。研究结果对安全生产意义显著,可精准防控风险、强化协同合作、助力规划安全布局,为地下空间开发筑牢安全根基。 展开更多
关键词 城市地下空间 开发利用 CiteSpace和VOSviewer 文献计量 知识图谱
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地面井掏煤造穴卸压增透技术及工程应用 被引量：1
5
作者 童校长 文虎 +3 位作者 徐鹤翔 刘厅 温鸿达 程小蛟 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期61-73,共13页
为实现深部强突出煤层高效卸压,基于地面井掏煤造穴卸压增透技术,推导了掏煤孔洞周围应力分布解析解,分析了泥浆压力、黏聚力、内摩擦角等参数对掏煤区煤体应力及位移影响规律,并以张集矿A组煤为研究对象进行了现场应用。结果表明:煤体... 为实现深部强突出煤层高效卸压,基于地面井掏煤造穴卸压增透技术,推导了掏煤孔洞周围应力分布解析解,分析了泥浆压力、黏聚力、内摩擦角等参数对掏煤区煤体应力及位移影响规律,并以张集矿A组煤为研究对象进行了现场应用。结果表明:煤体黏聚力和内摩擦角对孔洞周围应力和位移分布影响最为显著,黏聚力由2 MPa降低至0.5 MPa,峰值环向应力降低5.04%,剪胀角的影响效果最弱;塑性区和破碎区范围与掏煤直径呈线性正相关关系,孔洞壁面附近位移量最大且衰减迅速;孔洞内部泥浆支撑压力会显著抑制卸压效果,在0~2 MPa影响显著;相同造穴半径条件下,泥浆压力越大,对应破碎区和塑性区范围越小,在泥浆压力较低时,破碎区和塑性区的范围对其数值变化较为敏感;在进行地面井掏煤造穴卸压后,掏煤区域煤层瓦斯压力由2.35 MPa降低至1.46 MPa,降低了37.8%,瓦斯含量由7.23 m^(3)/t降低至5.76 m^(3)/t,降低了20.3%,煤层透气性系数提高约10倍,钻孔数减少24%,减少21%钻孔量。该技术为深部突出煤层安全快速区域消突提供了一个范例。 展开更多
关键词 高瓦斯矿井 地面井 煤层卸压 应力重分布 解析解
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安全科学与工程教学实验室建设与安全管理 被引量：11
6
作者 朱建云 李庆钊 裴晓东 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第1期288-292,共5页
安全科学与工程是我校“双一流”建设的重点学科之一,安全工程教学实验室的建设对于推进双一流工作具有重要意义。针对高校实验室建设与安全管理所面临的共性难题,结合我校安全科学与工程专业人才培养目标和实验课程体系设置,重点阐述... 安全科学与工程是我校“双一流”建设的重点学科之一,安全工程教学实验室的建设对于推进双一流工作具有重要意义。针对高校实验室建设与安全管理所面临的共性难题,结合我校安全科学与工程专业人才培养目标和实验课程体系设置,重点阐述了实验室在实验教学模式、实验室整体规划、仪器设备配置以及实验室安全管理四方面的探索与实践。通过创新虚实结合的实验课程体系,构建教学科研相结合的实验室设施,改善实验环境、强化安全防护装备,健全风险评估与安全准入相协同的管理制度,显著提升了实验室服务教学科研的水平。结果表明,实验室的建设只有与专业背景相结合、与人才培养目标相适应、与实验课程体系相匹配,才能更好地体现专业特色,发挥实验室在创新人才培养中的积极作用。 展开更多
关键词 双一流 安全科学与工程 实验室建设 安全管理
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矿业工程多专业融合数字场景体验式教学方法 被引量：5
7
作者 徐剑坤 王恩元 +1 位作者 习丹阳 周蕊 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第1期202-206,216,共6页
新一代信息技术的突破与应用,变革了资源开发行业技术发展趋势与人才需求,传统的教学方法急需改变。文章基于建构主义学习理论,设计了应用于矿业工程学科的数字场景体验式教学方法,梳理并融合专业知识体系,运用虚拟现实与系统仿真技术,... 新一代信息技术的突破与应用,变革了资源开发行业技术发展趋势与人才需求,传统的教学方法急需改变。文章基于建构主义学习理论,设计了应用于矿业工程学科的数字场景体验式教学方法,梳理并融合专业知识体系,运用虚拟现实与系统仿真技术,以真实世界与真实任务为依据,开发数字场景教学资源库,建设数字教学云平台;形成以学习者为主体、以核心素养发展为中心,采用信息化教育手段、在数字空间完成学习的教学模式。教学实践表明,该方法提高了学习效率与效果,利于适应当前时代特征的多专业复合型人才的培养。 展开更多
关键词 虚拟现实 互联网+ 数字学习空间 建构主义 自主学习
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高校实验室安全风险监控融合预警与数字化决策系统 被引量：6
8
作者 徐剑坤 王恩元 +3 位作者 吴祝武 冯小龙 孙志华 刘承飞 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第6期245-249,共5页
高校实验室风险点与危险源密集,人机环管因素持续变化,且人员流动快、前沿探索多,导致风险隐患动态识别难、预判预警精准度不高、风险管控精细化水平不足。围绕实验室安全风险精准辨识与快速响应这一关键问题,基于实验室安全风险—隐患... 高校实验室风险点与危险源密集,人机环管因素持续变化,且人员流动快、前沿探索多,导致风险隐患动态识别难、预判预警精准度不高、风险管控精细化水平不足。围绕实验室安全风险精准辨识与快速响应这一关键问题,基于实验室安全风险—隐患—事故演化规律,建立安全风险监测监控指标体系,运用物联网、人工智能、大数据分析等技术,开发安全隐患视频图像智能辨识算法,研发多源信息感知融合分析技术,研究应急响应辅助决策方法,从而构建“云边端”一体化的融合监控预警与数字化决策系统,并在学校安全工程学院实验室应用。实践表明,该系统能够对实验室进行全时间—空间—要素的多维度持续覆盖,及时发现风险隐患并有效应急响应,有助于提升实验室安全风险管控与应急能力,具有一定推广应用价值。 展开更多
关键词 智能物联网 实验室安全 风险融合监控 信息化系统
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基于知识图谱的煤矿建设安全领域知识管理研究 被引量：7
9
作者 许娜 梁燕翔 +3 位作者 王亮 赵丽丽 周雪晴 张博 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期28-35,共8页
为解决煤矿建设过程中数据积累存在的知识冗余现象,研究基于知识图谱(KG)的安全领域知识管理。从安全管理系统结构和安全隐患风险管理2个维度,系统化分析领域标准规范文本,界定煤矿建设安全管理领域的12类实体类型和10种关系类型,完善... 为解决煤矿建设过程中数据积累存在的知识冗余现象,研究基于知识图谱(KG)的安全领域知识管理。从安全管理系统结构和安全隐患风险管理2个维度,系统化分析领域标准规范文本,界定煤矿建设安全管理领域的12类实体类型和10种关系类型,完善知识结构模式;选取领域43部标准规范为数据源,引入规则、机器学习法、深度学习法识别文本实体和关系;针对不同实体类型,提出领域知识综合方法框架,并对比分析双向长短期记忆(BiLSTM)和条件随机场(CRF)与双向编码器表示(BERT)-BiLSTM-CRF模型。研究结果表明:BERT-BiLSTM-CRF模型在准确率、召回率和F1值方面均比BiLSTM-CRF模型高出7%,验证了所选模型的优越性和准确性;通过知识抽取、知识存储及可视化等过程,挖掘出煤矿建设安全领域不同实体类型所包含的实体和不同实体间的关系。 展开更多
关键词 知识图谱(KG) 煤矿建设 安全领域 安全管理 知识结构 实体类型
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采空区煤自燃与瓦斯复合灾害防控研究进展及挑战 被引量：9
10
作者 秦波涛 马东 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期392-408,共17页
采空区煤自燃与瓦斯复合灾害是煤矿最严重的灾害之一,往往会造成重大的人员伤亡和经济损失。为了进一步提高防控采空区复合灾害的能力,分析了采空区的漏风、瓦斯运移集聚和煤自燃火灾是发生煤自燃与瓦斯复合灾害的主要形成要素,指出了... 采空区煤自燃与瓦斯复合灾害是煤矿最严重的灾害之一,往往会造成重大的人员伤亡和经济损失。为了进一步提高防控采空区复合灾害的能力,分析了采空区的漏风、瓦斯运移集聚和煤自燃火灾是发生煤自燃与瓦斯复合灾害的主要形成要素,指出了复合灾害具有耦合性、隐蔽性、不确定性、动态性、继发性和严重性的主要特征;提出了复合灾害防控技术体系,系统阐述了目前我国在煤自燃与瓦斯复合灾害动态演化特性、复合灾害辨识与预警技术、采空区绿色高效防灭火技术、复合灾害惰化抑爆技术和复合灾害应急处置技术等方面的最新研究成果及进展。但是,随着我国煤矿开采深度和强度的增大,开采环境发生剧烈变化,采空区复合灾害问题也日趋严重复杂,采空区煤自燃诱发瓦斯爆炸的重特大事故仍时有发生。针对采空区煤自燃与瓦斯复合灾害高效防控的迫切需求,通过分析最近发生的采空区煤自燃与瓦斯复合灾害事故,凝练出复合灾害耦合致灾风险的精准预判与评估、复合灾害信息的精准获取、封闭区域的合理选择、灾害区域的精准定位和智能定向处置是当前复合灾害高效防控面临的四大挑战,并提出了相应的研究方向和内容,为防范与遏制采空区煤自燃与瓦斯复合灾害事故、保障我国煤炭安全高效开采提供借鉴。 展开更多
关键词 采空区 复合灾害 煤炭自燃 瓦斯爆炸 灾害防控
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强突煤层地面丛式井造穴卸压辅助石门揭煤技术 被引量：1
11
作者 刘厅 翟成 +4 位作者 童校长 徐鹤翔 邹全乐 林柏泉 徐吉钊 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第5期144-157,共14页
针对深部强突煤层石门揭煤危险性高,打钻过程易喷孔、效率低的难题,基于数值模拟和现场试验研究了强突煤层地面丛式井全覆盖造穴辅助石门揭煤降突机理及关键技术参数优化方法。首先开发了地面丛式井多级造穴技术及配套系统;其次揭示了... 针对深部强突煤层石门揭煤危险性高,打钻过程易喷孔、效率低的难题,基于数值模拟和现场试验研究了强突煤层地面丛式井全覆盖造穴辅助石门揭煤降突机理及关键技术参数优化方法。首先开发了地面丛式井多级造穴技术及配套系统;其次揭示了丛式井造穴卸压煤体物理场演化规律,提出了造穴关键技术参数优化方法;最后成功开展了石门揭煤控制区地面丛式井全覆盖造穴辅助消突工程试验,验证了技术的有效性。结果表明:提出了多场协同调控防突方法,揭示了地面丛式井区域全覆盖造穴强化卸压增透,辅助石门揭煤消突机理,开发了“机械扩孔-水力喷射-排水释压”多级造穴技术,并配套研发了“造穴-排渣-水渣分离”一体化系统。煤体塑性区体积与等效直径平方呈线性关系,研究条件下的比值为81.90;洞穴附近低渗透区瓦斯压力随着洞穴直径的增大先降低后升高,对应的最优洞穴直径为2.0 m;揭煤巷道沿着垂直于最大主应力方向布置时,造穴后巷道两侧煤体更容易消突。成功开展了石门揭煤控制区地面丛式井全覆盖造穴辅助消突工程试验,技术实施后,煤层透气性系数提高约10倍,残余瓦斯压力和残余瓦斯含量显著降低,试验地点井下揭煤措施孔数量减少了24%、钻孔工程量降低了21%。开发的技术可进一步拓展形成“地面井煤气共采”方法,有望实现难采-难抽煤层煤与瓦斯的协同高效共采。 展开更多
关键词 强突煤层 石门揭煤 地面井造穴 应力-渗流耦合 煤气共采
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我国废弃/关闭煤矿瓦斯抽采现状及发展趋势 被引量：1
12
作者 华心祝 秦浩 +4 位作者 郝定溢 石必明 林柏泉 赵志根 张苗 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第4期15-28,共14页
在“双碳”目标的驱动下,我国能源结构迎来高质量发展。截至目前,已累计淘汰落后煤炭产能10亿t,废弃/关闭煤矿数量快速增加,据研究预计到2030年,我国废弃/关闭矿井将达到1.5万处,其中赋存非常规天然气近5000亿m3。为构建清洁低碳、安全... 在“双碳”目标的驱动下,我国能源结构迎来高质量发展。截至目前,已累计淘汰落后煤炭产能10亿t,废弃/关闭煤矿数量快速增加,据研究预计到2030年,我国废弃/关闭矿井将达到1.5万处,其中赋存非常规天然气近5000亿m3。为构建清洁低碳、安全高效的能源体系,加快发展新质生产力,亟需加大我国对废弃/关闭煤矿遗留瓦斯的抽采与开发力度。系统性地总结分析了我国现阶段废弃煤矿瓦斯地面抽采理论、技术及工艺设备的研究进展与存在问题,提出了未来研究的关键方向与潜在热点。首先,总结了废弃/关闭煤矿瓦斯赋存规律,归纳对比了遗留瓦斯资源量评估方法,分析了废弃煤矿地面抽采过程中瓦斯渗流及运移规律。其次,总结了2种常见的废弃/关闭煤矿瓦斯地面抽采技术,以及采用的钻井抽采工艺设备,对比分析了与生产矿井地面钻井瓦斯抽采工艺的异同。然后,从废弃/关闭煤矿瓦斯抽采理论、技术和工艺设备等方面分析了研究中存在的不足:①瓦斯资源赋存空间和机理不明;②瓦斯资源量评估不精准;③瓦斯次生运移及动态积聚规律不清;④瓦斯抽采渗流及运移规律研究不充分;⑤瓦斯抽采关键技术不成熟;⑥地面钻井工艺设备不全面;⑦瓦斯抽采系统不完善。最后,凝练提出了未来的研究方向:揭示不同影响因素下的遗留瓦斯资源赋存特征与运移机理,构建废弃煤矿瓦斯储量与资源精准预测理论模型,阐明遗留瓦斯次生运移聚集范围分布特征及演化过程,丰富完善地面抽采过程中遗留瓦斯渗流及运移规律研究理论,逐步优化废弃煤矿地面瓦斯抽采技术体系,系统升级废弃煤矿瓦斯地面钻井工艺设备,逐步实现废弃煤矿地面钻井工艺智能化,深入改进废弃煤矿地面瓦斯抽采工艺设备。废弃/关闭煤矿瓦斯资源的精准与安全开发研究,对于提升废弃/关闭煤矿安全水平、促进能源结构调整、保障国家能源安全和推动经济持续健康发展具有重大意义。 展开更多
关键词 废弃/关闭煤矿 遗留瓦斯 赋存特征 瓦斯抽采 工艺设备
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深部高突煤层典型特征、诱突机制及防治对策 被引量：1
13
作者 林柏泉 杨威 刘统 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期311-325,共15页
我国煤炭开采已逐渐进入深部,随着采深的不断增加,煤层的突出风险显著升高,突出发生的频率和强度均明显增大,给深部煤炭资源的安全高效开发带来巨大挑战。首先剖析了深部不同深度下煤层开采面临的复杂应力环境,并系统研究了深部高突煤... 我国煤炭开采已逐渐进入深部,随着采深的不断增加,煤层的突出风险显著升高,突出发生的频率和强度均明显增大,给深部煤炭资源的安全高效开发带来巨大挑战。首先剖析了深部不同深度下煤层开采面临的复杂应力环境,并系统研究了深部高突煤层的典型特性,阐明了深部开采诱突机制,最后提出了深部开采突出灾害防治的对策建议。结果表明:对突出煤层开采而言,深部没有一个固定深度值,而是应力、瓦斯压力和煤体强度等因素综合影响下煤层所表现出的非线性力学状态。深部煤层应力高,采动煤体呈强塑性破坏;突出煤的孔隙率低且连通性差、高应力下煤层渗透率极低;高压瓦斯高饱和赋存、低压吸附能力强;煤的基质尺度大且通达性差、瓦斯跨尺度运移难;深部煤层最大水平主应力增大,强构造应力作用下构造煤破碎程度高,在构造应力集中带内形成高压瓦斯包,导致突出风险激增。当深部开采工作面前方遇到构造软煤时,工作面附近硬煤内更容易形成强应力集中,对构造软煤内高压瓦斯的封闭作用显著增强,造成工作面前方瓦斯压力高、梯度大,煤体内的瓦斯膨胀能显著高于浅部;同时高应力下工作面前方煤体更容易发生强塑性流变破坏,诱发变形能的猛烈释放。构造煤煤体发生大变形损伤,孔裂隙空间增大;基质尺度急剧减小,被封闭的大量瓦斯快速解吸。二者共同造成游离瓦斯存储空间和压力的同步迅速增大,引发游离瓦斯膨胀能的迅速升高,当瓦斯膨胀能高于突出阈值时,大量瓦斯将破碎并抛出煤体,导致突出事故发生。基于此提出深部突出灾害防治应通过合理化采掘布置,从整体上降低采掘过程中的局部应力集中;通过超前探测准确获取煤层隐蔽构造、煤岩力学参数以及瓦斯参数等关键信息,超前识别突出风险进而施行精准防控;强调了要通过深度卸压充分释放应力,降低煤层应力集中,提高煤层渗透率,同时诱导大量低压吸附瓦斯脱附解吸,通过强力造缝增透减小基质尺度并活化基质孔隙,加速瓦斯运移如有必要采用物理化学联合增透方法,构建基质孔隙-裂隙跨尺度流动通道,提高瓦斯抽采效果,充分降低煤层气含量,最终达到超前、精准和均匀消突的目的,实现深部煤层安全高效开采。 展开更多
关键词 深部开采 突出煤层 高应力 诱突机制 突出防控
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不同多孔介质布置下低浓度甲烷燃烧特性
14
作者 张建国 翟成 +4 位作者 张国川 曹运齐 刘方 仝艳军 苏童 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6752-6759,共8页
为了解决传统直燃式多孔介质燃烧器存在火焰稳定性差、燃烧效率低和贫极限高的问题,通过构建5种排布方式的多孔介质燃烧器用于低浓度甲烷(low-concentration methane,LCM)燃烧实验,研究不同多孔介质排布方式、当量比和流量对LCM燃烧特... 为了解决传统直燃式多孔介质燃烧器存在火焰稳定性差、燃烧效率低和贫极限高的问题,通过构建5种排布方式的多孔介质燃烧器用于低浓度甲烷(low-concentration methane,LCM)燃烧实验,研究不同多孔介质排布方式、当量比和流量对LCM燃烧特性的影响,并分析贫燃工况下的CH4转化率、污染物排放和烟气温度。结果表明:渐变E型多孔介质燃烧器具有最佳的LCM燃烧适应性,可部分弥补LCM燃烧过程中的界面温度扰动,提高LCM燃烧稳定性。在当量比0.39、流量50 L/min的条件下,LCM驻定燃烧时间超过140 min,火焰位置始终维持在60 mm处。LCM在E型燃烧器中燃烧的CH4转化率为99.99%,CO和NOx排放分别为531×10^(-6)和23×10^(-6),产生平均温度588℃以上的高品质烟气可用于工业生产。研究成果为提高煤矿低浓度瓦斯利用效率、降低甲烷排放提供重要参考。 展开更多
关键词 多孔介质燃烧 低浓度甲烷 渐变排布 燃烧特性 可燃极限
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流量控制式脉动水力压裂裂缝扩展特征试验研究
15
作者 李全贵 王明杰 +6 位作者 余旭 倪冠华 宋明洋 程志恒 孙万杰 陈亮 赵政舵 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期178-189,共12页
脉动水力压裂技术在瓦斯抽采、页岩气开发及地热开发等储层改造领域中展现出起裂压力低、缝网复杂等优势。目前,通过控制流量实现脉动水力载荷输出是工程中的常用方法,但其裂缝扩展机制还不够明确。为此,以砂岩试件为对象,开展了真三轴... 脉动水力压裂技术在瓦斯抽采、页岩气开发及地热开发等储层改造领域中展现出起裂压力低、缝网复杂等优势。目前,通过控制流量实现脉动水力载荷输出是工程中的常用方法,但其裂缝扩展机制还不够明确。为此,以砂岩试件为对象,开展了真三轴流量控制式脉动水力压裂试验,分析了泵注频率和泵注速率对泵注压力、声发射能量、裂缝断裂类型及宏观破裂形态特征的影响。结果表明:流量控制式脉动水力压裂的起裂压力、跌落压力及起裂瞬态能量随泵注频率及泵注速率的增加而增大,裂缝扩展面积随泵注频率的增大而减小,随泵注速率的增大而先增大再减小。相较于常规水力压裂,其声发射能量更密集,起裂压力更低,起裂压力最大降低了21.9%,剪切裂纹占比增加5.6%~17.8%,裂缝扩展面积最大增加2.3倍。其脉动水力载荷变化复杂,起裂阶段表现为固定频率、升压力均值和幅值的坡形载荷,裂缝扩展时为固定压力上限、频率和幅值的水平循环形载荷;压力上限、下限和均值与泵注频率及泵注速率呈正相关,压力幅值与泵注频率呈负相关,随泵注频率的增大而先增大再减小。输出的脉动水力载荷类型不同,压裂产生的裂缝扩展特征差异明显。为了提高压裂效果,压裂参数设计要保证输出的脉动水力载荷具有足够的强度和幅值。 展开更多
关键词 脉动水力压裂 流量控制 脉动载荷特征值 能量响应 裂缝断裂类型
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多风机联合高效运转按需调风策略及实验研究
16
作者 蔡春城 吴征艳 +4 位作者 郝海清 祝令锦 邵昊 蒋曙光 王凯 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期39-49,共11页
针对煤矿多风机联合运转时存在的通风效率低、能耗高及供需不匹配等问题,分析了多风机相互扰动的影响特性,提出了矿井复杂通风网络风量协同调控策略。通过构建复杂通风管网实验平台,以风机F1所属区域的分支e_(8)和风机F2所属区域的分支e... 针对煤矿多风机联合运转时存在的通风效率低、能耗高及供需不匹配等问题,分析了多风机相互扰动的影响特性,提出了矿井复杂通风网络风量协同调控策略。通过构建复杂通风管网实验平台,以风机F1所属区域的分支e_(8)和风机F2所属区域的分支e_(13)为调控对象,风量分别降低0.05、0.10 m^(3)/s,利用复杂通风管网实验平台进行风机与通风调节设施的协同调控实验。实验结果与计算值的最大相对误差仅为5.65%,调节准确度超过85%,验证了风量智能化按需协同调控策略在复杂通风管网实验平台的可行性。 展开更多
关键词 多风机 联合运转 按需调风 复杂通风管网 调风策略
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非常规储层燃爆-水力复合压裂裂缝扩展数值模拟
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作者 郭天魁 王海洋 +4 位作者 陈铭 曲占庆 戴彩丽 翟成 王继伟 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第4期898-906,918,共10页
采用连续-非连续单元法,建立考虑燃爆应力冲击造缝、燃爆气体扩缝与水力压裂扩缝的燃爆-水力复合压裂裂缝扩展数值模拟方法,探究地应力差、燃爆峰值压力、燃爆增压速率、水力压裂排量、水力压裂液黏度对复合压裂裂缝扩展的影响规律。研... 采用连续-非连续单元法,建立考虑燃爆应力冲击造缝、燃爆气体扩缝与水力压裂扩缝的燃爆-水力复合压裂裂缝扩展数值模拟方法,探究地应力差、燃爆峰值压力、燃爆增压速率、水力压裂排量、水力压裂液黏度对复合压裂裂缝扩展的影响规律。研究表明:燃爆-水力复合压裂结合了燃爆压裂近井造缝复杂和水力压裂远井深穿透的优势,可形成多条深穿透的长裂缝,改造效果更好。增大地应力差,将减少燃爆-水力复合压裂改造面积,燃爆-水力复合压裂更适合地应力差较小的储层;高燃爆压裂峰值压力、高燃爆压裂增压速率均有利于增加燃爆裂缝的最大破裂长度与破裂度,进而增加燃爆-水力复合压裂的改造面积,提高改造效果;提高水力压裂排量、压裂液黏度将提升缝内净压力,激活燃爆裂缝,增大裂缝转向半径,产生更多的长裂缝,有效增大储层改造面积;储层改造面积与水力压裂排量、水力压裂液黏度并非完全正相关,存在临界值,当超过临界值后,改造面积减小。 展开更多
关键词 连续-非连续单元法 燃爆压裂 燃爆-水力复合压裂 裂缝扩展 改造效果
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煤油气共生矿井油型气涌出危险性定量评价
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作者 魏明尧 皇甫昊棋 +3 位作者 高康 陆春钦 蔚立元 付士根 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第4期67-75,共9页
为解决煤油气共生矿井面临的油型气涌出灾害,提出油型气涌出危险性定量评价技术。首先将煤层顶底板岩层稳定性作为评价油型气涌出的关键参数,并以电阻率水平分布均匀度来表征岩层稳定性,采用直流电法探究顶底板岩层电阻率分布特征,提出... 为解决煤油气共生矿井面临的油型气涌出灾害,提出油型气涌出危险性定量评价技术。首先将煤层顶底板岩层稳定性作为评价油型气涌出的关键参数,并以电阻率水平分布均匀度来表征岩层稳定性,采用直流电法探究顶底板岩层电阻率分布特征,提出基于岩层电阻率变异系数的岩层稳定性动态定量探测方法;同时,综合考虑地质结构的影响,辅以岩层采动破坏深度、力学参数、渗透性及断层构造等静态参数,并采用变权理论的层次分析法(AHP)定量计算出各因素对于评价指标的权重,进而提出油型气涌出危险性的综合定量评价方法;最后定量评价黄陵矿区2个典型区域的油型气涌出危险性,其结果与现场实际油型气抽采钻孔的抽采量数据一致。 展开更多
关键词 煤油气共生矿井 油型气 涌出危险性 定量评价 地质构造 电阻率 电法探测
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煤中吸附态与游离态甲烷的串联扩散特征及理论表征
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作者 程远平 易明浩 王亮 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期326-339,共14页
厘清煤中孔隙结构对甲烷吸附以及扩散的内在联系是定量评价甲烷解吸量和解吸速度的基础。运用低压氮气和低压二氧化碳吸附法对煤中多尺度孔隙进行了定量表征,获得吸附态和游离态甲烷的赋存场所和运移通道分别为0.38~1.5 nm的填充孔和1.5... 厘清煤中孔隙结构对甲烷吸附以及扩散的内在联系是定量评价甲烷解吸量和解吸速度的基础。运用低压氮气和低压二氧化碳吸附法对煤中多尺度孔隙进行了定量表征,获得吸附态和游离态甲烷的赋存场所和运移通道分别为0.38~1.5 nm的填充孔和1.5~100 nm的扩散孔,在此基础上建立了填充孔吸附态扩散和扩散孔游离态扩散的双孔串联扩散模型,并通过对甲烷解吸实验数据的拟合获得了甲烷扩散参数和孔隙结构参数。结果表明:基于多尺度孔隙甲烷吸附模型计算的甲烷极限吸附量与实测值匹配程度较好,其中90%以上的吸附态甲烷以微孔填充形式赋存于填充孔内,表明煤对甲烷的吸附能力取决于填充孔结构;解吸过程中填充孔内发生吸附态甲烷扩散,并不断流入扩散孔中以游离态扩散的形式流出,其中吸附态和游离态甲烷扩散系数分别处于10^(-13) m^(2)/s和10^(-6) m^(2)/s量级,而填充孔和扩散孔当量孔长分别为0.109~2.855μm和0.525~3.106 mm,对应的当量孔数分别为10^(16)~10^(17)个/g和10^(10)~10^(12)个/g;由于填充孔数量更多、孔长更短,吸附态甲烷浓度更高,煤中吸附态甲烷的质量传输速度要远大于扩散孔内的游离态甲烷,煤中甲烷的解吸主要受到扩散孔中游离态甲烷扩散过程的控制。 展开更多
关键词 孔隙结构 微孔填充 扩散模型 甲烷赋存 煤粒解吸
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页岩气在狭缝中燃爆超压及爆燃转爆轰特性研究
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作者 邵昊 蔡毅 +3 位作者 杨涛 吴征艳 胡焕 姚志远 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第4期51-58,共8页
为阐明页岩储层甲烷(CH_(4))原位燃爆在狭缝内爆燃转爆轰(DDT)距离、最大爆炸压力(P_(max))等传播特性,自主搭建多尺寸可调的三维平板狭缝燃爆试验系统,开展4种水力直径下的甲烷-氧气预混燃爆试验,并结合数值模拟研究高压状态下的页岩... 为阐明页岩储层甲烷(CH_(4))原位燃爆在狭缝内爆燃转爆轰(DDT)距离、最大爆炸压力(P_(max))等传播特性,自主搭建多尺寸可调的三维平板狭缝燃爆试验系统,开展4种水力直径下的甲烷-氧气预混燃爆试验,并结合数值模拟研究高压状态下的页岩气燃爆特性。结果表明:甲烷-氧气预混气体在水力直径1.9~11.43 mm内可以维持燃爆自持传播;P_(max)与最大爆炸升压速率均与初始压力成正比,呈现线性增长的关系;在水力直径11.43 mm下甲烷-氧气预混气体P_(max)接近理论爆轰压力,随着水力直径的减小,P_(max)与初始压力的倍率逐渐降低;初始压力与DDT距离间符合幂函数关系,提升初始压力或降低水力直径,均可缩短DDT距离,从而加快DDT的发生;高压条件下页岩气爆炸特性模拟结果表明,甲烷-氧气预混气体爆炸超压可达到330 MPa,能够对岩石裂隙充分压裂。 展开更多
关键词 页岩气 甲烷(CH_(4)) 狭缝 燃爆 爆燃转爆轰(DDT)
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