浅埋煤层地质控制因素瓦斯动力灾害发生机理研究

1

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

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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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真空充He法测定吸附罐剩余体积试验研究

3

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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低浓度含氧煤层气深冷液化工艺安全方法研究 被引量：11

4

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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煤矿区自然条件安全生产度评价体系研究 被引量：5

5

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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煤层注热相关理论和工艺研究的现状及前瞻 被引量：4

6

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

7

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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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

8

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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综采工作面断层区域冲击机制及控制对策研究 被引量：5

9

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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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

10

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

11

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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低浓度煤层气深冷分离数值模拟研究 被引量：3

12

作者 肖露 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第6期40-43,共4页

通过数值模拟对低浓度煤层气深冷液化用的精馏塔进行了研究。结果表明:根据数值模拟得到的数据设计的精馏塔在中试装置运行情况良好,模拟结果可信;回流比增加,塔板数减少,但塔的能耗增加,应综合考虑整体经济性,选择适当的回流比;进料位... 通过数值模拟对低浓度煤层气深冷液化用的精馏塔进行了研究。结果表明:根据数值模拟得到的数据设计的精馏塔在中试装置运行情况良好,模拟结果可信;回流比增加,塔板数减少,但塔的能耗增加,应综合考虑整体经济性,选择适当的回流比;进料位置对精馏塔的能耗也有影响,存在一个最佳的进料位置;对于浓度为35%的低浓度煤层气深冷液化装置,精馏塔的实际回流比取1.513,装置塔板效率取0.7,实际塔板数为32;最佳进料位置为从第9块塔板上进料。 展开更多

关键词 低浓度煤层气 数值模拟 回流比 塔板数

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甲烷回收率对含氧煤层气液化工艺影响研究 被引量：1

13

作者 陈金华 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期138-140,142,共4页

利用HYSYS软件对含氧煤层气液化工艺进行模拟计算，分析甲烷回收率对液化经济性和安全性的影响，得出如下结论，甲烷回收率对制冷压缩功耗有较大影响；甲烷回收率越高，液化经济性越好，但甲烷回收率会影响液化尾气和精馏塔内的安全。... 利用HYSYS软件对含氧煤层气液化工艺进行模拟计算，分析甲烷回收率对液化经济性和安全性的影响，得出如下结论，甲烷回收率对制冷压缩功耗有较大影响；甲烷回收率越高，液化经济性越好，但甲烷回收率会影响液化尾气和精馏塔内的安全。综合经济性和安全性考虑，可选择的甲烷回收率为60％－65％和90％－95％。 展开更多

关键词 含氧煤层气 液化 甲烷 回收率

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低浓度煤层气吸附干燥装置布气系统数值模拟研究

14

作者 肖露 《矿业安全与环保》 北大核心 2021年第6期25-29,共5页

以吸附干燥装置气体均匀分布为出发点,基于流体力学相关理论建立数学模型,对低浓度煤层气吸附干燥装置布气系统进行数值模拟研究,提出了吸附塔内布气系统的优化方法。通过计算发现,对于实际应用中的圆柱干燥塔,由于进气管与塔体连接处... 以吸附干燥装置气体均匀分布为出发点,基于流体力学相关理论建立数学模型,对低浓度煤层气吸附干燥装置布气系统进行数值模拟研究,提出了吸附塔内布气系统的优化方法。通过计算发现,对于实际应用中的圆柱干燥塔,由于进气管与塔体连接处结构设计欠佳,轴向气流分配不均非常严重,气流速度的绝对不均匀系数为1.028;在吸附塔内安装孔板型布气系统,挡板上小孔整体排列,孔径均为3.0 mm,气流速度的绝对不均匀系数由1.028下降到0.321,均匀性得到改善;将布气系统挡板中心的孔径减小到1.5 mm,将靠近壁面的孔径增大到4.5 mm,再将小孔按正三角形排列,气流速度的绝对不均匀系数进一步降为0.101,气流分布更加均匀。 展开更多

关键词 低浓度煤层气 吸附干燥 布气系统 绝对不均匀系数 流体力学 数值模拟

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工作面采动稳定区顶板围岩采动裂隙发育范围研究 被引量：5

15

作者 程昊 高娜娜 +1 位作者 李日富 江万刚 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第4期17-20,共4页

为了考察工作面回采过后采动稳定区顶板围岩裂隙发育情况,采用"钻孔双端封堵测漏装置"钻孔分段注水法,通过观测不同方位的钻孔及不同孔深的注水漏失量,来分析钻孔不同深度处岩层的采动裂隙发育情况,判断测试地点的采动稳定区... 为了考察工作面回采过后采动稳定区顶板围岩裂隙发育情况,采用"钻孔双端封堵测漏装置"钻孔分段注水法,通过观测不同方位的钻孔及不同孔深的注水漏失量,来分析钻孔不同深度处岩层的采动裂隙发育情况,判断测试地点的采动稳定区顶板围岩采动裂隙发育边界范围。在渝阳煤矿进行现场试验,通过钻孔分段注水,分析出该矿N21110工作面采动稳定区顶板岩层的采动裂隙发育范围及裂隙发育程度。 展开更多

关键词 分段注水 注水深度 漏失量 顶板岩层 裂隙发育范围

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软、硬煤结构特征与吸附特性研究 被引量：3

16

作者 乔伟 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第11期133-137,125,共6页

为了研究不同软、硬煤层瓦斯含量与孔隙结构的关系,以山西沁水煤田余梧矿区3号煤层为研究对象,采用等温吸附试验分析了不同软、硬煤的瓦斯吸附特性;通过低压液氮吸附试验研究了不同软、硬煤的孔隙结构特征,并从煤的微观孔隙结构角度分... 为了研究不同软、硬煤层瓦斯含量与孔隙结构的关系,以山西沁水煤田余梧矿区3号煤层为研究对象,采用等温吸附试验分析了不同软、硬煤的瓦斯吸附特性;通过低压液氮吸附试验研究了不同软、硬煤的孔隙结构特征,并从煤的微观孔隙结构角度分析了不同软、硬煤的瓦斯吸附控制机理。研究结果表明:不同软、硬煤样的瓦斯吸附能力差异明显,瓦斯吸附能力随煤体破坏程度的增加而增大;温度对不同软、硬煤瓦斯吸附能力有重要影响,在相同的吸附压力下,瓦斯吸附量与温度呈负相关,煤体瓦斯吸附能力随温度升高而减弱;从原生煤到糜棱煤,随煤体破坏程度的增加,煤孔径减小,孔比表面积增加,孔隙结构趋于复杂化。余梧矿区构造煤发育,煤中复杂孔隙结构使得煤储层含有大量瓦斯,但由于构造应力作用,软煤渗透性低,影响煤层气开发。 展开更多

关键词 余梧矿区 软 硬煤 孔隙结构 瓦斯吸附

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超高压水力割缝卸压抽采区域防突技术应用研究 被引量：17

17

作者 曹建军 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期88-94,共7页

为了有效解决丁集矿高地应力、低透气性突出煤层煤巷条带瓦斯区域预抽效率低、预抽达标后区域验证指标仍超标的问题,在该矿1351(1)运输巷煤巷条带穿层预抽钻孔进行了超高压水力割缝卸压增透技术应用研究,利用水力割缝卸压增透原理确定... 为了有效解决丁集矿高地应力、低透气性突出煤层煤巷条带瓦斯区域预抽效率低、预抽达标后区域验证指标仍超标的问题,在该矿1351(1)运输巷煤巷条带穿层预抽钻孔进行了超高压水力割缝卸压增透技术应用研究,利用水力割缝卸压增透原理确定了超高压水力割缝设备组成,选型配套了超高压清水泵、超高压软管、超高压旋转水尾、水力割缝钻杆、高低压转换割缝器、钻头和超高压远程操作台等超高压水力割缝设备,考察了相同孔径未割缝钻孔、割缝钻孔瓦斯涌出量及割缝钻孔瓦斯抽采量,理论研究了百米煤孔初始瓦斯涌出量、瓦斯涌出衰减系数及不同预抽时间、预抽率条件下的有效抽采半径,现场检验了顺层钻孔预抽措施单元、穿层钻孔水力冲孔措施单元、穿层钻孔水力割缝措施单元的预抽瓦斯区域防突措施效果,统计了不同措施预抽单元局部补充措施执行情况、局部措施效果,分析评价了超高压水力割缝卸压增透效果。结果表明:针对丁集矿11-2煤层工程条件选型配套的超高压水力割缝设备参数是合理的,在1351(1)运输巷煤巷对11-2煤层条带进行穿层钻孔超高压水力割缝措施卸压增透效果显著,与未增透措施相比,煤层透气性系数提高了25.9倍、113 mm孔径的穿层钻孔百米煤孔初始瓦斯涌出量提高了5.5倍、瓦斯涌出衰减系数降低了73.4%、预抽15 d和30 d达35%预抽率的钻孔间距提高了84.3%和53.0%,与穿层钻孔水力冲孔相比,煤巷条带防突局部补充措施工程量降低了50.0%、煤巷平均掘进速度增加了1倍。 展开更多

关键词 超高压 水力割缝 煤巷条带 卸压增透 高效抽采

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高效制氮工艺研究应用 被引量：7

18

作者 王松 《化工设备与管道》 CAS 2019年第5期43-46,共4页

在常规变压吸附制氮的流程上,增加一个废气储罐和废气利用管路,将高压废气收集储存在废气储罐内,再将废气通过管路引向前端的干燥塔,通过高压的废气来反吹干燥塔,利用高压废气含水量低的干燥特性,将干燥塔内的水份带走。利用废气代替常... 在常规变压吸附制氮的流程上,增加一个废气储罐和废气利用管路,将高压废气收集储存在废气储罐内,再将废气通过管路引向前端的干燥塔,通过高压的废气来反吹干燥塔,利用高压废气含水量低的干燥特性,将干燥塔内的水份带走。利用废气代替常规制氮流程中的干燥空气,减少干燥空气的消耗,这样用于生产氮气的空气就会增加。由于制氮机的能量消耗主要是空气压缩机,在相同空气进气量的情况下,高效制氮工艺的能耗几乎不变,氮气的产量却会增加,进而实现高效、节能的目的。 展开更多

关键词 PSA 废气 干燥空气 反吹

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煤矿巷道扩孔锚固体抗剪特性研究 被引量：5

19

作者 李文彬 刘志伟 +2 位作者 张玉柱 韩承强 郭敬远 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3887-3893,共7页

煤矿巷道锚杆支护过程中,锚杆剪切破坏现象时有发生,严重影响着巷道支护的稳定性,特别是巷道周边岩层节理发育区域,其锚杆剪切破断最为频繁。针对煤矿巷道锚杆剪切破断的问题,通过现场调研锚杆破坏情况、查阅相关资料的方式,确定了造成... 煤矿巷道锚杆支护过程中,锚杆剪切破坏现象时有发生,严重影响着巷道支护的稳定性,特别是巷道周边岩层节理发育区域,其锚杆剪切破断最为频繁。针对煤矿巷道锚杆剪切破断的问题,通过现场调研锚杆破坏情况、查阅相关资料的方式,确定了造成煤矿锚杆剪切破断的主要原因。根据理论分析,提出了在剪切节理面处进行扩孔锚固的方式来增大剪切节理面处锚固体截面直径,降低剪切节理面处锚固体所承受的最大剪应力,提高锚固系统的整体刚度,进而增大锚固系统的整体抗剪切性能。采用数值模拟的方法,对普通锚固、正楔形扩孔锚固和圆柱形扩孔锚固3种锚固类型进行受力分析,以锚杆剪切位移、锚杆剪切变形影响范围及锚杆受力为指标,确定了剪切节理面的最佳锚固方式为正楔形扩孔锚固;在正楔形扩孔锚固的基础上,通过改变不同的扩孔位置,分析锚杆的剪切位移和剪切载荷,确定了扩孔位置在50 mm处最佳。设计加工相应的锚杆剪切试验装置,并从剪切载荷和剪切塑性铰的轴向间距两个方面进一步验证了正楔形扩孔锚固可有效改善剪切节理面处锚固体的受力状态,降低锚杆所承受的剪切载荷,增大剪切塑性铰的轴向间距,减小锚杆的剪切变形,增强锚杆对围岩错动剪切的适应性,进而提升锚固系统的整体抗剪性能。 展开更多

关键词 锚杆剪切 岩层节理 正楔形扩孔 剪切试验装置

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采空区漏风流场相似材料模拟研究 被引量：4

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作者 康雪 张庆华 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期53-58,共6页

为研究抽放采空区瓦斯对采空区内部流场的影响,基于采空区渗流理论,建立相似材料模型。用该模型模拟未采取瓦斯抽放措施,埋管抽放,瓦斯尾巷抽放,高抽巷抽放4种条件下采空区流场分布状态,结合采空区瓦斯治理与自然发火的耦合关系,探讨采... 为研究抽放采空区瓦斯对采空区内部流场的影响,基于采空区渗流理论,建立相似材料模型。用该模型模拟未采取瓦斯抽放措施,埋管抽放,瓦斯尾巷抽放,高抽巷抽放4种条件下采空区流场分布状态,结合采空区瓦斯治理与自然发火的耦合关系,探讨采取抽放措施对遗煤自燃的影响,确定影响区域。结果表明,埋管抽放、瓦斯尾巷抽放与高抽巷抽放3种措施都会增大采空区漏风,加大采空区自然发火的危险性和治理难度,在采取抽放措施时应特别注意高抽巷抽放口位置。 展开更多

关键词 采空区 漏风 抽放 相似材料模拟 自燃

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