碎煤初期解吸瓦斯对煤与瓦斯突出动力效应影响的试验研究

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作者 曹偈 胡千庭 +2 位作者 赵旭生 孙海涛 戴林超 《煤炭学报》 北大核心 2025年第9期4260-4276,共17页

煤与瓦斯突出时快速涌出的大量瓦斯是突出冲击波、突出煤−瓦斯两相流等动力效应产生的重要原因,为明确解吸瓦斯对突出动力效应的影响机制,开展了不同气压及吸附/非吸附性气体条件下的突出动力效应物理模拟试验,分析了瓦斯对突出冲击波... 煤与瓦斯突出时快速涌出的大量瓦斯是突出冲击波、突出煤−瓦斯两相流等动力效应产生的重要原因,为明确解吸瓦斯对突出动力效应的影响机制,开展了不同气压及吸附/非吸附性气体条件下的突出动力效应物理模拟试验,分析了瓦斯对突出冲击波、突出煤−瓦斯两相流运移特征参数的影响,定义了可反应突出碎煤颗粒群瓦斯解吸速率的“瓦斯解吸等效粒径”,结合气体扩散动力学理论构建了突出煤初期解吸瓦斯膨胀能模型,从能量来源角度探讨了解吸瓦斯的作用机制。结果表明:由于突出冲击波形成时间极短(几毫秒),煤中解吸瓦斯对冲击波的影响有限;气体压力对突出冲击波的影响较为显著,随气体压力的增加,超压峰值逐渐增大且其沿巷道衰减呈增大趋势;而突出强度随瓦斯压力及气体吸附能力的增大而增大,CO_(2)试验条件下突出煤质量为He试验条件下的1.4倍。将突出动力效应的能量耗散分为破碎功、抛出功及突出冲击波耗散的能量,低气压条件下,能量耗散以破碎功为主(0.3 MPa占比达73.9%);随气体压力增大、吸附能力增强,抛出功所占比例逐渐增大;突出冲击波耗散的能量占比基本小于10%。突出煤的解吸瓦斯对突出动力效应做功的能量贡献率在33%~90%,随气体压力及气体吸附性能的增大而增大。建立了基于瓦斯解吸等效粒径概念的碎煤初期解吸瓦斯膨胀能模型,利用模型计算得到突出煤在突出持续过程的解吸瓦斯膨胀能全部参与了突出动力效应做功。探讨了不同因素对突出煤解吸瓦斯膨胀能的影响:瓦斯解吸等效粒径对突出煤解吸瓦斯膨胀能影响最为显著,突出煤解吸瓦斯膨胀能随等效粒径减小先缓慢增加,当等效粒径减小到0.5 mm后显著增大,由此应力也能通过影响煤岩破碎程度影响瓦斯膨胀能的释放;突出煤解吸瓦斯膨胀能随吸附气体压力、初始扩散系数的增大而增加,增加幅度逐渐减小;随瓦斯含量的增大几乎呈线性增长关系。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 动力效应 解吸瓦斯 能量 等效粒径

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煤与瓦斯突出过程中动力效应及能量耗散特征量化研究

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作者 杨雪林 文光才 +6 位作者 孙海涛 闫发志 程晓阳 曹偈 杨慧明 郑普方 杨梅 《煤炭学报》 北大核心 2025年第9期4207-4222,共16页

煤与瓦斯突出是一种煤矿开采过程中伴随复杂能量释放的动力灾害。为量化研究其动力效应和能量耗散特征,以龙滩煤矿典型突出煤样为研究对象,利用自主研发的煤与瓦斯突出模拟试验系统,研究了瓦斯压力、装煤量对突出强度的影响规律,并通过... 煤与瓦斯突出是一种煤矿开采过程中伴随复杂能量释放的动力灾害。为量化研究其动力效应和能量耗散特征,以龙滩煤矿典型突出煤样为研究对象,利用自主研发的煤与瓦斯突出模拟试验系统,研究了瓦斯压力、装煤量对突出强度的影响规律,并通过多元线性回归建立了突出煤量的预测模型。结果表明:瓦斯压力的增加显著缩短腔体压力释放时间(从0.789 s降至0.232 s),并提高了突出煤−瓦斯两相流阵面峰值速度(从8.73 m/s增至51.52 m/s),显著加剧了煤体的破碎程度,等效粒径从330μm降至192μm,新增表面积从1.495 m^(2)/kg增至9.662 m^(2)/kg;装煤量的增加延长了压力释放时间(延长51%),同时提升了突出煤量(由25.25 kg增至40.74 kg)。多元线性回归模型表明,突出煤量(B)与初始瓦斯压力(P0)、装煤量(M)呈高度线性关系(拟合系数R2=0.96),回归方程为B=10.146+26.62P0+0.41M。突出过程中煤体吸附瓦斯膨胀能仅有6.5%~15.0%参与了突出做功(用于破煤和抛煤),其他能量以瓦斯的缓慢涌出的形式而耗散。参与突出做功的瓦斯膨胀能中约90%的能量用于煤体破碎,剩余约10%用于煤体抛出。瓦斯压力对膨胀能的转化有决定性作用,随瓦斯压力增大,参与突出做功的吸附瓦斯膨胀能越大,突出煤量增大。而随着装煤量增大,总体吸附膨胀能增大,但参与突出做功的膨胀能占比不变,尽管突出煤量增大,但相对突出强度不变。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 瓦斯膨胀能 瓦斯压力 突出强度 能量耗散

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浅埋煤层地质控制因素瓦斯动力灾害发生机理研究

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作者 张淑同 杨志恒 +1 位作者 傅道春 王波 《中国矿业》 北大核心 2016年第11期112-115,共4页

以某矿浅埋松软煤层在瓦斯较低的条件下发生的瓦斯动力现象事故为背景,研究事故发生的机理及预防措施。研究表明:事故的发生由地质因素起主控作用,浅埋巨厚顶板、大面积采空区、正断层形成的"孤岛区"结构为事故的发生提供了... 以某矿浅埋松软煤层在瓦斯较低的条件下发生的瓦斯动力现象事故为背景,研究事故发生的机理及预防措施。研究表明:事故的发生由地质因素起主控作用,浅埋巨厚顶板、大面积采空区、正断层形成的"孤岛区"结构为事故的发生提供了应力条件;"孤岛区"内浅埋巨厚顶板沿煤层垂直方向产生的应力,为煤体破坏、瓦斯动力现象的孕育提供了条件,沿倾斜方向的应力,为事故煤层及煤体的抛出提供了弹性能;煤层瓦斯解吸速度快、低透气性、松软结构、厚度变化大的特征,为事故的发生提供了良好的瓦斯条件。根据事故发生的机理,提出了从地质构造赋存、高地应力、瓦斯三个方面进行灾害预防的方法。 展开更多

关键词 浅埋煤层 地质构造 孤岛结构 瓦斯动力现象

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低浓度瓦斯焚烧及热能利用技术研究 被引量：1

4

作者 甘海龙 《化工设备与管道》 CAS 2018年第4期47-49,54,共4页

通过安全输送与掺混、焚烧和热能利用三个核心单元实现瓦斯焚烧处理及热能回收利用。多级低浓度安全输送保障系统利用湿式放散罐、水封阻火和抑爆装置实现瓦斯的安全输送;具有动态连续混配功能的掺混器实现对焚烧瓦斯浓度的精确调节;多... 通过安全输送与掺混、焚烧和热能利用三个核心单元实现瓦斯焚烧处理及热能回收利用。多级低浓度安全输送保障系统利用湿式放散罐、水封阻火和抑爆装置实现瓦斯的安全输送;具有动态连续混配功能的掺混器实现对焚烧瓦斯浓度的精确调节;多层金属纤维丝结构的燃烧器实现对燃爆极限范围内瓦斯的安全焚烧,分级燃烧功能实现对不同流量的瓦斯高效焚烧处理;低阻力的烟气收集装置实现对焚烧烟气的收集输送,高效率的热能利用装置实现对高温烟气余热的回收利用,最终实现对爆炸极限范围内瓦斯的安全销毁,减少瓦斯排放,同时对燃烧的热能进行回收利用,替代传统燃煤或燃气,减少能源消耗与大气污染,从而实现瓦斯的综合梯级利用。 展开更多

关键词 多级安全保障系统 动态连续混配 爆炸极限 多层金属纤维 分级燃烧 高效换热器 梯级利用

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煤与瓦斯突出过程中渗流与煤岩体破坏耦合作用机制 被引量：2

5

作者 张士岭 崔俊飞 和树栋 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期105-115,共11页

针对煤与瓦斯突出诱发机理不清的问题,研究了瓦斯渗流对工作面煤体破坏及煤与瓦斯突出的力学作用机制,分别从煤体渗流试验和土力学2个角度引入瓦斯渗透力这一体积力的概念,明确了瓦斯压力梯度作用在煤体的力学形式。基于弹塑性力学构建... 针对煤与瓦斯突出诱发机理不清的问题,研究了瓦斯渗流对工作面煤体破坏及煤与瓦斯突出的力学作用机制,分别从煤体渗流试验和土力学2个角度引入瓦斯渗透力这一体积力的概念,明确了瓦斯压力梯度作用在煤体的力学形式。基于弹塑性力学构建了含瓦斯工作面煤体极限平衡方程,进而将渗流与极限平衡区煤体应力进行耦合,从而得到了瓦斯压力作用下煤体拉应力产生以及拉伸破坏的力学原因。从渗透力作用的角度解释了突出孔洞壁层裂破坏特征和层裂体分布规律,揭示突出煤体层裂破坏时瓦斯压力作用的力学本质,并进行了模拟验证。结果表明:含瓦斯煤体受到瓦斯流动产生的渗透力,其大小等于瓦斯压力梯度,从能量的角度来看为单位长度的瓦斯压能损失。渗透力与围岩支承压力共同作用到工作面煤体上,成为破坏煤体的重要诱因。突出前瓦斯流动在新暴露工作面煤壁产生极高的渗透力;渗透力并非均匀地作用在煤壁内,而是集中作用在煤壁暴露面附近小于0.1 m的薄层内,促使煤体采掘方向应力急剧降低甚至成为负值形成拉应力,从而导致该薄层拉伸破坏失稳,形成层裂。煤体内渗透力与应力随时间快速变化,煤壁刚暴露时渗透力是稳定渗流时的6倍以上,相应产生的最大拉应力是稳定渗流时的5倍以上。煤层强度大小与煤体所受拉应力呈现此消彼长的关系,煤层强度越低,由渗流引起的拉应力越大,瓦斯压力的拉伸破坏作用越得以充分发挥,表现为瓦斯为主导的突出和典型的层裂破坏现象。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 煤体破坏 渗透力 煤体应力 瓦斯压力梯度 层裂 瓦斯渗流

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真空充He法测定吸附罐剩余体积试验研究

6

作者 雷红艳 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期86-93,共8页

为研究真空充He法测定吸附罐剩余体积对瓦斯吸附量的影响,以10个煤样为研究对象,采用容量法在低压及高压下进行真空充He测定、瓦斯吸附常数测定、真密度测定等试验。研究表明:①高压下煤几乎不吸附He,负压状态下由于He分子动力学直径小... 为研究真空充He法测定吸附罐剩余体积对瓦斯吸附量的影响,以10个煤样为研究对象,采用容量法在低压及高压下进行真空充He测定、瓦斯吸附常数测定、真密度测定等试验。研究表明:①高压下煤几乎不吸附He,负压状态下由于He分子动力学直径小于CH4分子动力学直径,容易持续不断地被负压差吸入更小的纳米级煤孔隙内,导致剩余体积随着充入He时间延长而不断增大,形成一种煤吸附He的假象。②相对于真密度计算法,真空充He法在5、30、60、90、120 min读数时的吸附罐剩余体积基本偏大,5 min读数时绝对值误差最大为9.58%,最小为1.52%;采用真空充He法读数时间可设定为5 min,与吸附罐空罐体积读数时间相同。③采用真空充He法计算的瓦斯吸附常数a值一般偏小,b值一般偏大。5 min读数时a值绝对值误差最大为17.69%,最小为4.24%,b值绝对值误差最大为33.59%,最小为7.51%,远大于低压瓦斯吸附量误差0.45%~5.64%。真空充He法对0.1 MPa压力下瓦斯吸附量影响较小,对高压吸附量影响较大,剩余体积误差是煤样出现“负吸附”的根本原因,吸附罐剩余体积是影响煤的气体吸附量的主控因素。④通过试验得出煤吸附不同气体采用真空充He法“一刀切”测定剩余体积不科学,理论上应采用与被测气体分子动力学直径相等的惰性气体标定,而实际上很难选择到与被测气体分子直径相等的惰性气体。⑤建立剩余体积偏差量与瓦斯吸附常数偏差量的修正模型,通过此模型可对采用真空充He法测定的a、b值进行修正,提高a、b值的准确性和可靠性,对矿井瓦斯灾害精准防治及煤层注CO_(2)驱替CH_(4)等科学研究提供参考与指导。 展开更多

关键词 真空充He法 真密度计算法 剩余体积 吸附量 瓦斯吸附常数

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突出煤-瓦斯在巷道内的运移规律 被引量：31

7

作者 孙东玲 曹偈 +4 位作者 苗法田 孙海涛 赵旭生 戴林超 王波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2773-2779,共7页

以煤与瓦斯突出过程中煤-瓦斯两相流为研究对象,利用自主研发的煤与瓦斯突出动力效应模拟试验装置进行了巷道中突出煤-瓦斯两相流试验研究,通过试验观察将煤颗粒的运动过程分为加速、平衡减速及沉降等运动阶段,并综合运用固体颗粒在气... 以煤与瓦斯突出过程中煤-瓦斯两相流为研究对象,利用自主研发的煤与瓦斯突出动力效应模拟试验装置进行了巷道中突出煤-瓦斯两相流试验研究,通过试验观察将煤颗粒的运动过程分为加速、平衡减速及沉降等运动阶段,并综合运用固体颗粒在气流中的悬浮运动机理和能量守恒定律,建立了一维情况下突出煤在巷道中的运移数学模型。通过模型计算分析得到,突出煤颗粒运移距离随初始气流速度的增大呈增大趋势,随颗粒粒径的分布规律由于其符合的流动状态不同而不同。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 运移 煤-瓦斯两相流 数学模型

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深井煤岩瓦斯动力灾害模拟实验系统 被引量：24

8

作者 文光才 孙海涛 +3 位作者 曹偈 刘延保 戴林超 王波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期223-231,共9页

深井煤炭资源的开采正日益成为行业的重点需求,然而高地应力、高瓦斯压力、高地温等深部环境下的煤岩瓦斯动力灾害的耦合伴生更加复杂,对这一科学问题的大尺度物理模拟分析研究是目前最适用的研究方法。因此,围绕高地应力、高瓦斯压力... 深井煤炭资源的开采正日益成为行业的重点需求,然而高地应力、高瓦斯压力、高地温等深部环境下的煤岩瓦斯动力灾害的耦合伴生更加复杂,对这一科学问题的大尺度物理模拟分析研究是目前最适用的研究方法。因此,围绕高地应力、高瓦斯压力、高地温3个核心影响因素,理论分析了超千米深井环境对突出模拟系统加载能力、系统刚度、瓦斯压力和温度等的指标要求,提出了适用的临界指标。研究设计了由加载系统、密封系统为主体的超千米深井煤岩瓦斯动力灾害模拟实验系统,其垂直加载能力≥25 MPa、水平加载能力≥16 MPa、系统刚度30 GN/m、瓦斯压力6 MPa、地温控制60℃,可满足在相似比为0.6~1.0条件下,1000~1500 m深井煤层赋存环境模拟。应用该系统对淮南丁集煤矿4·19动力灾害事故的发生进行了模拟分析,得到:突出过程突出孔洞后方不同位置处的煤体应力-气压耦合演变规律不同,大致可划分为突出孔洞所在区域、前突出影响区、后突出影响区以及未受影响区域等4个区域;在突出激发形成最初的孔洞后,突出影响区域内瓦斯解吸渗流速度将影响突出的进一步发展,应力主导下的突出持续时间较短,抛出煤量较少;实验共抛出煤样15.86 kg,还原现场突出煤量34.8 t,突出煤样的分选性不显著,呈现出典型压出型突出表象特征,与实际情况相符合,证明了该套系统的适用性及功能性。 展开更多

关键词 深井 煤岩瓦斯动力灾害 模拟系统 事故分析

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低浓度含氧煤层气深冷液化工艺安全方法研究 被引量：11

9

作者 朱菁 肖露 王长元 《矿业安全与环保》 北大核心 2013年第6期82-86,共5页

低浓度含氧煤层气易燃易爆,对其进行深冷液化回收甲烷需要采取有效的方法确保安全。目前的安全工艺方法分为预脱氧、掺混阻燃气体和控制产品产量。预脱氧的工艺方法需要增加设备投资,脱氧过程还存在安全性问题,适用于甲烷含量较高的含... 低浓度含氧煤层气易燃易爆,对其进行深冷液化回收甲烷需要采取有效的方法确保安全。目前的安全工艺方法分为预脱氧、掺混阻燃气体和控制产品产量。预脱氧的工艺方法需要增加设备投资,脱氧过程还存在安全性问题,适用于甲烷含量较高的含氧煤层气;掺混阻燃气体的工艺方法对现有工艺和设备影响不大,但会增加生产能耗;控制产品产量的工艺方法会降低甲烷回收率,不适用于甲烷含量较低的含氧煤层气。通过分析比较认为,对甲烷含量较低的含氧煤层气进行深冷液化时,可先采用低压粗脱氧,然后再掺混阻燃气体的工艺方法。 展开更多

关键词 低浓度含氧煤层气 深冷 液化 安全工艺

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基于瓦斯地质信息平台对瓦斯赋存及分布的探讨性分析 被引量：5

10

作者 张庆华 林辉钦 +2 位作者 王麒翔 覃木广 崔俊飞 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第5期101-104,共4页

煤层的瓦斯赋存及分布条件主要由聚煤期前后的沉积环境及其演化过程、区域性及局部地质构造条件所控制,矿区、煤矿直至煤层范围内的沉积环境及构造条件受到整体的沉积体系、地质演化过程及板块构造所控制。利用全国瓦斯地质信息平台,从... 煤层的瓦斯赋存及分布条件主要由聚煤期前后的沉积环境及其演化过程、区域性及局部地质构造条件所控制,矿区、煤矿直至煤层范围内的沉积环境及构造条件受到整体的沉积体系、地质演化过程及板块构造所控制。利用全国瓦斯地质信息平台,从各级别的沉积环境、瓦斯地质以及各煤矿区煤矿基本情况专题图,对瓦斯赋存及分布进行探讨性分析及评价,实现了对地质沉积在沉积、层序地层演化、构造等进行时空上的图形及关联信息综合展现,并通过对大构造区域范围到煤层局部范围内影响煤矿区瓦斯赋存因素的综合分析,有效地对煤层瓦斯赋存特征进行探讨性的预测评价。 展开更多

关键词 瓦斯地质信息平台 瓦斯赋存 瓦斯地质 沉积环境

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煤层注热相关理论和工艺研究的现状及前瞻 被引量：4

11

作者 贾泉敏 孙海涛 +1 位作者 江万刚 郭恒 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第2期90-92,96,共4页

我国煤层瓦斯赋存普遍有"高储低渗"的特点,为提高煤层渗透率,强化煤层瓦斯抽采,提出了煤层注热理论。为了进一步研究注热工艺和开发注热装备,对注热相关理论和工艺研究现状进行了梳理,并提出了目前存在的问题和未来研究思路。

关键词 煤矿瓦斯 强化抽采 煤层注热 研究现状 前瞻

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孤岛工作面围岩运移及冲击破坏数值模拟研究 被引量：13

12

作者 曹建军 易恩兵 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第2期20-23,共4页

针对孤岛工作面"T"型覆岩结构特征,采用数值模拟方法分析孤岛工作面回采过程中覆岩屈服破坏特征、应力分布规律,研究了孤岛工作面覆岩破断产生强冲击动载荷条件下巷道应力、加速度、位移以及变形速度的变化规律。结果表明:回... 针对孤岛工作面"T"型覆岩结构特征,采用数值模拟方法分析孤岛工作面回采过程中覆岩屈服破坏特征、应力分布规律,研究了孤岛工作面覆岩破断产生强冲击动载荷条件下巷道应力、加速度、位移以及变形速度的变化规律。结果表明:回采初期围岩塑性破坏主要集中在工作面顶板,回采后期覆岩的塑性区逐渐向上覆岩层发展,呈"弧形"对称分布形态;在矿震动载作用下,孤岛工作面巷道左、右帮变形量小于顶、底板变形量,巷道右帮和顶板的变形速度变化较大,且顶板的下沉量最大,左右两帮的垂直应力比顶底板的垂直应力大。研究得出的孤岛工作面覆岩运移、冲击破坏规律,可为工作面防冲工作提供理论指导,以制订针对性的防冲措施,确保工作面安全回采。 展开更多

关键词 孤岛工作面 围岩运移 冲击地压 矿震 屈服破坏

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煤矿区自然条件安全生产度评价体系研究 被引量：5

13

作者 张淑同 赵旭生 +3 位作者 陈金华 曹偈 张军 戴林超 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第4期29-32,共4页

针对煤矿井下瓦斯灾害、瓦斯煤尘爆炸、井下火灾、顶板灾害、矿井水灾等五大灾害,运用模糊综合评判法建立了5因素、20指标的煤矿区自然条件安全生产度评价体系。利用该评价体系对全国30个矿区的自然条件安全生产度进行了评价分析,得出... 针对煤矿井下瓦斯灾害、瓦斯煤尘爆炸、井下火灾、顶板灾害、矿井水灾等五大灾害,运用模糊综合评判法建立了5因素、20指标的煤矿区自然条件安全生产度评价体系。利用该评价体系对全国30个矿区的自然条件安全生产度进行了评价分析,得出所评价矿区安全等级多为Ⅱ~Ⅲ级。矿区实际自然灾害情况与评价结果的对比分析表明,矿区自然条件安全生产度评价体系的评价结果可靠,可为煤矿区科学产能规划、减少煤矿事故提供依据。 展开更多

关键词 煤矿区 自然条件 安全生产度 评价体系

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综采工作面断层区域冲击机制及控制对策研究 被引量：5

14

作者 易恩兵 曹建军 张永将 《矿业安全与环保》 北大核心 2016年第6期84-87,91,共5页

针对深井综采工作面断层区域冲击灾害频发的现状，研究了断层区域力学作用机制，提出动静载叠加诱发冲击的原理。数值分析了综采工作面断层区域动静载叠加对巷道的冲击破坏效应，结果表明：工作面断层区域的高静载与矿震产生的高动载叠... 针对深井综采工作面断层区域冲击灾害频发的现状，研究了断层区域力学作用机制，提出动静载叠加诱发冲击的原理。数值分析了综采工作面断层区域动静载叠加对巷道的冲击破坏效应，结果表明：工作面断层区域的高静载与矿震产生的高动载叠加，促使煤岩体所受应力超过其强度极限而发生失稳破坏；断层区域顶板断裂幅频中的主频成分主要分布在0?40Hz。分析制订了冲击危险的控制对策。 展开更多

关键词 诱冲机制 断层活化 冲击地压 动静载 控制对策

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低浓度含氧煤层气深冷精馏流程模拟研究 被引量：5

15

作者 朱菁 任小坤 +1 位作者 肖正 刘利亚 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第4期18-21,共4页

利用深冷技术对含氧煤层气进行液化处理，可回收其中的甲烷，减少污染排放。应用HYSYS软件对低浓度含氧煤层气液化精馏工艺流程进行了模拟，并考察精馏塔回流比、塔板数量、精馏压力对甲烷回收率、LNG产品纯度和LNG单位产品生产能耗的... 利用深冷技术对含氧煤层气进行液化处理，可回收其中的甲烷，减少污染排放。应用HYSYS软件对低浓度含氧煤层气液化精馏工艺流程进行了模拟，并考察精馏塔回流比、塔板数量、精馏压力对甲烷回收率、LNG产品纯度和LNG单位产品生产能耗的影响。综合考虑可取回流比为1．1～1．2，精馏塔板为25～30块，精馏绝对压力为300～400kPa。模拟结果可为工艺设计和实际操作提供参考。 展开更多

关键词 低浓度含氧煤层气 深冷液化 精馏 HYSYS

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低浓度煤层气液化分离装置的气源适应性试验研究 被引量：6

16

作者 肖露 姚成林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期242-248,共7页

煤矿井下抽采的煤层气气源参数波动较大,为了解决这种波动对煤层气液化制取LNG装置带来的负面问题,依托低浓度煤层气深冷液化中试装置平台,进行了液化冷箱系统的运行试验,从理论上研究了原料气流量和CH4浓度的波动对装置运行性能的影响... 煤矿井下抽采的煤层气气源参数波动较大,为了解决这种波动对煤层气液化制取LNG装置带来的负面问题,依托低浓度煤层气深冷液化中试装置平台,进行了液化冷箱系统的运行试验,从理论上研究了原料气流量和CH4浓度的波动对装置运行性能的影响,指出LNG产品中CH4的回收率对气源的流量和浓度变化比较敏感,但气源参数的变化对LNG产品纯度的影响不大。在设计时,针对装置对气源变化的适应性,应考虑采用以下措施保障液化装置的正常运行:混合冷剂循环应尽量减少制冷剂的泄漏;混合制冷剂充装系统应完善,以提高自动化程度;减小精馏塔顶部和底部温度调节的相关性。 展开更多

关键词 低浓度煤层气 液化装置 气源参数 回收率 纯度 适应性

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含氧煤层气流量变化对液化工艺影响的模拟研究 被引量：4

17

作者 朱菁 王长元 +1 位作者 张武 任小坤 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第5期1-4,共4页

利用HYSYS软件对煤层气液化工艺进行模拟计算,分析了煤层气流量变化对液化能耗和CH4回收率的影响,结果表明:总液化能耗变化幅度与煤层气流量变化幅度一致,其中氮气压缩功耗变化幅度大于流量变化幅度,混合冷剂压缩功耗变化幅度小于流量... 利用HYSYS软件对煤层气液化工艺进行模拟计算,分析了煤层气流量变化对液化能耗和CH4回收率的影响,结果表明:总液化能耗变化幅度与煤层气流量变化幅度一致,其中氮气压缩功耗变化幅度大于流量变化幅度,混合冷剂压缩功耗变化幅度小于流量变化幅度;煤层气流量变化会使LNG单位产品液化能耗增加,但流量减小不影响CH4回收率,只有流量增加会降低CH4回收率。在实际运行时,应使制冷系统提供的冷量留有5%的余量,以确保工艺过程的安全与稳定。 展开更多

关键词 煤矿区含氧煤层气 液化 流量变化 甲烷回收率 能耗

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带有导流翼的板翅式换热器封头结构优化设计研究 被引量：7

18

作者 姚成林 张浩 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第5期40-42,55,共4页

对于低浓度煤层气含氧液化装置,板翅式换热器是其冷箱中的关键设备。提出一种新型带有导流翼的板翅式换热器封头结构,采用CFD方法对该新型封头结构进行了数值计算,并对其流动与压力特性进行分析和比较,结果表明:该新型封头结构有效地改... 对于低浓度煤层气含氧液化装置,板翅式换热器是其冷箱中的关键设备。提出一种新型带有导流翼的板翅式换热器封头结构,采用CFD方法对该新型封头结构进行了数值计算,并对其流动与压力特性进行分析和比较,结果表明:该新型封头结构有效地改善了换热器封头内部物流分配特性,能更均匀地分配物流到各个换热通道。该研究对冷箱中换热器的设计制造具有理论指导意义。 展开更多

关键词 板翅式换热器 封头 导流翼 数值模拟

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醇胺法脱除煤层气中二氧化碳工艺模拟研究 被引量：6

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作者 令狐磊 姚成林 《矿业安全与环保》 北大核心 2013年第6期1-3,8,共4页

煤层气深冷液化前,为避免CO2固化堵塞管路,必须首先脱除CO2等酸性气体。采用化工模拟软件,模拟醇胺法脱除煤层气中CO2工艺流程,分析不同组成、不同配比的醇胺溶液对CO2脱除效果的影响,寻找性能较优的吸收剂。研究结果表明,在相同的再生... 煤层气深冷液化前,为避免CO2固化堵塞管路,必须首先脱除CO2等酸性气体。采用化工模拟软件,模拟醇胺法脱除煤层气中CO2工艺流程,分析不同组成、不同配比的醇胺溶液对CO2脱除效果的影响,寻找性能较优的吸收剂。研究结果表明,在相同的再生负荷下,添加二乙醇胺(DEA)后效果较佳,其对CO2的吸收性能优于叔胺(MDEA),而再生性能优于碱性较强的一乙醇胺(MEA)。 展开更多

关键词 煤层气 二氧化碳 脱除工艺 醇胺

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煤与瓦斯突出模拟试验综述与展望 被引量：11

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作者 张淑同 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第1期83-86,共4页

为借鉴现有研究成果开展煤与瓦斯突出模拟试验,通过查阅国内外文献及现场调研,对国内外开展的突出模拟试验及研究成果进行了综述。以突出试验开展时间为主线,重点对型煤制作工艺、试验煤样形状及尺寸、力学加载方式、试验气体及充气压... 为借鉴现有研究成果开展煤与瓦斯突出模拟试验,通过查阅国内外文献及现场调研,对国内外开展的突出模拟试验及研究成果进行了综述。以突出试验开展时间为主线,重点对型煤制作工艺、试验煤样形状及尺寸、力学加载方式、试验气体及充气压力、突出口开启方式、试验研究成果等进行了详细介绍,在梳理国内外煤与瓦斯突出模拟试验现状的基础上,结合"煤与瓦斯突出的力学作用机理"理论,对煤与瓦斯突出模拟试验进行了展望。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 模拟试验 试验装置 现状 展望

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