煤炭地下气化耦合二氧化碳封存为煤炭行业实现“碳达峰”“碳中和”目标提供了新的途径。然而超临界二氧化碳封存扰动下烧变煤体力学性质损伤可能引起隔离煤柱失稳,易诱发二氧化碳泄露风险甚至造成工程失败。针对目前缺乏超临界二氧化...煤炭地下气化耦合二氧化碳封存为煤炭行业实现“碳达峰”“碳中和”目标提供了新的途径。然而超临界二氧化碳封存扰动下烧变煤体力学性质损伤可能引起隔离煤柱失稳,易诱发二氧化碳泄露风险甚至造成工程失败。针对目前缺乏超临界二氧化碳对烧变煤力学性质影响的研究,以长焰煤为研究对象,利用自制的超临界二氧化碳饱和增压装置,开展了烧变长焰煤的超临界二氧化碳浸泡力学试验。研究结果表明:①随着温度的升高和超临界二氧化碳浸泡时间增加,烧变煤样的单轴抗压强度减小,温度对烧变煤样单轴抗压强度影响更大;②超临界二氧化碳浸泡时间与温度使烧变煤样弹性模量降低,两者与弹性模量总体呈负相关关系,烧变煤样弹性模量对温度影响更为敏感;③烧变煤样抗拉强度随着温度以及超临界CO_(2)浸泡时间的增加而减弱,温度作用下烧变煤样抗拉强度变化更为剧烈。结合力学试验数据,建立了温度、浸泡时间和烧变煤样抗压强度、弹性模量、抗拉强度的关系函数,并利用XRD(X-RayDiffraction)与SEM(Scanning Electron Microscope)揭示了超临界二氧化碳浸泡作用下烧变长焰煤弱化机理。展开更多
近年来,西部半干旱区大规模地下开采所产生的正向效应得到越来越多关注,正确认识并科学利用矿山正效应资源,对节约矿山生态修复成本有重要意义。为揭示沉陷盆地对大气水汽的扰动特征进而产生正向效应,该文以神东矿区的大柳塔矿区为研究...近年来,西部半干旱区大规模地下开采所产生的正向效应得到越来越多关注,正确认识并科学利用矿山正效应资源,对节约矿山生态修复成本有重要意义。为揭示沉陷盆地对大气水汽的扰动特征进而产生正向效应,该文以神东矿区的大柳塔矿区为研究区,基于大气辐射传输模型模拟和地基全球定位系统(global positioning system,GPS)实时观测数据构建Sentinel-2卫星影像水汽反演模型,得到2017—2021年近地层大气水汽含量,常用大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)表示,据此分析单一工作面沉陷盆地和工作面群沉陷区的近地层PWV分布特征,并通过现场布设HOBO温湿度传感器,对沉陷盆地内外贴地层相对湿度对比分析。结果表明,沉陷盆地对大气水汽存在正向汇聚效应,具体表现为:单一工作面沉陷盆地近地PWV由盆地内到盆地外逐渐下降;开采后工作面群沉陷区近地PWV相较于开采前有明显改善;沉陷盆地内相对湿度明显高于盆地外,距地表由低到高相对湿度差依次为14.52,13.53,12.43,10.60和10.33百分点,表明在垂直方向上随着高度的增加,沉陷盆地水汽汇聚效应逐渐减弱;沉陷盆地水汽汇聚效应日变化特点为夜间显著,白天不明显。结合植被调查情况与前人研究成果提出沉陷盆地水汽汇聚效应概念模型,解释矿区沉陷盆地汇聚水汽过程机理,沉陷盆地一定程度上有利于半干旱矿区生态系统的良性循环。展开更多
文摘煤炭地下气化耦合二氧化碳封存为煤炭行业实现“碳达峰”“碳中和”目标提供了新的途径。然而超临界二氧化碳封存扰动下烧变煤体力学性质损伤可能引起隔离煤柱失稳,易诱发二氧化碳泄露风险甚至造成工程失败。针对目前缺乏超临界二氧化碳对烧变煤力学性质影响的研究,以长焰煤为研究对象,利用自制的超临界二氧化碳饱和增压装置,开展了烧变长焰煤的超临界二氧化碳浸泡力学试验。研究结果表明:①随着温度的升高和超临界二氧化碳浸泡时间增加,烧变煤样的单轴抗压强度减小,温度对烧变煤样单轴抗压强度影响更大;②超临界二氧化碳浸泡时间与温度使烧变煤样弹性模量降低,两者与弹性模量总体呈负相关关系,烧变煤样弹性模量对温度影响更为敏感;③烧变煤样抗拉强度随着温度以及超临界CO_(2)浸泡时间的增加而减弱,温度作用下烧变煤样抗拉强度变化更为剧烈。结合力学试验数据,建立了温度、浸泡时间和烧变煤样抗压强度、弹性模量、抗拉强度的关系函数,并利用XRD(X-RayDiffraction)与SEM(Scanning Electron Microscope)揭示了超临界二氧化碳浸泡作用下烧变长焰煤弱化机理。
文摘近年来,西部半干旱区大规模地下开采所产生的正向效应得到越来越多关注,正确认识并科学利用矿山正效应资源,对节约矿山生态修复成本有重要意义。为揭示沉陷盆地对大气水汽的扰动特征进而产生正向效应,该文以神东矿区的大柳塔矿区为研究区,基于大气辐射传输模型模拟和地基全球定位系统(global positioning system,GPS)实时观测数据构建Sentinel-2卫星影像水汽反演模型,得到2017—2021年近地层大气水汽含量,常用大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)表示,据此分析单一工作面沉陷盆地和工作面群沉陷区的近地层PWV分布特征,并通过现场布设HOBO温湿度传感器,对沉陷盆地内外贴地层相对湿度对比分析。结果表明,沉陷盆地对大气水汽存在正向汇聚效应,具体表现为:单一工作面沉陷盆地近地PWV由盆地内到盆地外逐渐下降;开采后工作面群沉陷区近地PWV相较于开采前有明显改善;沉陷盆地内相对湿度明显高于盆地外,距地表由低到高相对湿度差依次为14.52,13.53,12.43,10.60和10.33百分点,表明在垂直方向上随着高度的增加,沉陷盆地水汽汇聚效应逐渐减弱;沉陷盆地水汽汇聚效应日变化特点为夜间显著,白天不明显。结合植被调查情况与前人研究成果提出沉陷盆地水汽汇聚效应概念模型,解释矿区沉陷盆地汇聚水汽过程机理,沉陷盆地一定程度上有利于半干旱矿区生态系统的良性循环。
