吲哚基多孔有机聚合物对碘蒸气的吸附性能

1

作者 于静文 李忠 +2 位作者 武蒙蒙 冯宇 米杰 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第4期90-97,106,共9页

研发高效放射性碘吸附材料对核废料处理及核能安全利用具有重要意义。分别以2-苯基吲哚(2-PhIn)和1-甲基-2-苯基吲哚(1-Me-2-PhIn)为构筑单元,甲缩醛(FDA)为外交联剂,在无水FeCl_(3)催化作用下通过Friedel-Crafts烷基化反应合成了两种... 研发高效放射性碘吸附材料对核废料处理及核能安全利用具有重要意义。分别以2-苯基吲哚(2-PhIn)和1-甲基-2-苯基吲哚(1-Me-2-PhIn)为构筑单元,甲缩醛(FDA)为外交联剂,在无水FeCl_(3)催化作用下通过Friedel-Crafts烷基化反应合成了两种多孔有机聚合物,研究了聚合物的碘蒸气吸附性能及构效关系。结果表明,甲基空间位阻效应对聚合过程产生了不利影响,导致聚合物孔结构较差。聚合物碘吸附性能受吸附位点和孔结构双重影响。1-Me-2-PhIn-P碘吸附量更高(2.99 g/g),优于商业活性炭。在首次碘蒸气吸附过程中,主要以化学吸附作用为主,I2与富π电子聚合物骨架通过路易斯酸/碱相互作用转变为聚碘阴离子(I3-和I5-),且较大的平均孔径有助于客体碘物种富集。此外,吸附碘蒸气后的1-Me-2-PhIn-P可在125℃下再生,经5次循环后碘吸附量和吸附效率仍可分别保持在1.81 g/g和60.5%,物理吸附在多次循环实验中发挥主导作用。本研究可为气态放射性碘吸附材料开发提供新借鉴。 展开更多

关键词 吲哚 多孔有机聚合物 碘蒸气 吸附性能

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基于ICEEMDAN-NOA-SVM的采煤机截割部轴承故障诊断技术

2

作者 郭晋辉 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期156-162,共7页

针对复杂环境下的采煤机截割部轴承易出现故障,且现有故障诊断模型实际应用效果不佳等问题,提出了基于改进自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)与改进支持向量机(SVM)的采煤机截割部轴承故障诊断方法。首先对振动信号进行ICEEMDAN分解... 针对复杂环境下的采煤机截割部轴承易出现故障,且现有故障诊断模型实际应用效果不佳等问题,提出了基于改进自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)与改进支持向量机(SVM)的采煤机截割部轴承故障诊断方法。首先对振动信号进行ICEEMDAN分解,通过选取合适的分量进行重构;然后对重构的分量提取能量特征,并与重构后的信号所提取的时域频域特征组成高维的特征矩阵,使用PCA降维算法对其进行降维;最后利用改进的SVM分类模型对低维特征矩阵进行故障诊断识别,并与多种主流分类算法进行对比。训练结果表明,该方法的故障诊断准确率高达99.3%,比SVM、PSO-SVM和GA-SVM分别高出3.9%、1.1%和1.7%,加噪条件下依然有95.2%的分类准确率,比其他三种分类模型分别高出8.9%、3.9%和3.1%,且收敛速度更快。在实际工程应用中具有94.7%的分类准确率,可有效提高煤矿智能化程度。 展开更多

关键词 采煤机 轴承故障 经验模态分解 分类算法

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潞安矿区煤层气井产出水地球化学特征及意义 被引量：2

3

作者 华明国 田林 +2 位作者 张燕 李佳 曹永恒 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期65-71,共7页

水文地球化学分析是研究煤层气富集条件及开采动力条件的重要方法。以沁水盆地中南段潞安矿区山西组3号煤煤层气井产出水为研究对象,开展了矿化度、H/O稳定同位素和主要离子浓度分布特征研究,结合区域构造展布特征及煤层气开发历史分析... 水文地球化学分析是研究煤层气富集条件及开采动力条件的重要方法。以沁水盆地中南段潞安矿区山西组3号煤煤层气井产出水为研究对象,开展了矿化度、H/O稳定同位素和主要离子浓度分布特征研究,结合区域构造展布特征及煤层气开发历史分析了区内煤层气开发优选区。结果表明:(1)潞安矿区分布有3个高矿化度区(五阳井田、余吾西南部、高河北部–古城井田),地下水平均矿化度2000~3200 mg/L;1个低矿化度区域(常村井田和余吾井田中东部),地下水平均矿化度1500 mg/L。(2)煤层产出水中的δD和δ^(18)O值均落在该区大气降水线附近,表明该区各含水层均有来自大气降水的补给,且煤层中的水主要来源于大气降水。(3)潞安矿区地表水从东部太行山裸露岩层区向下运移至含煤地层和下部奥陶系含水层,而后在灰岩系中向东出露地表,补给辛安泉域。研究区内两条区域断层文王山断层和二岗山断层是开放性导水断层,为地下水运移提供了通道,其展布特征决定了地下水的基本流动规律,其控制区域内的煤层气含量较低;地下水在挤压性断层中华–安昌断层附近、天仓向斜和许村向斜轴部相对滞流,矿化度较高,是煤层气富集区,也是潞安矿区煤层气开发的优选区。 展开更多

关键词 煤层气 水文化学 构造控制 潞安矿区

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煤气化炉渣对煤矸石膏体充填材料性能影响 被引量：6

4

作者 张海波 郭朝阳 +3 位作者 郭晋辉 赵冬 陈玉泰 王菲 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期165-171,共7页

目的利用煤气化炉渣颗粒的球形特征,研究其对煤矿采空区膏体充填材料流动性和强度的影响规律,并分析其影响机理。方法以质量分数为85%的煤矸石骨料充填膏体为对照组,煤气化炉渣等质量取代膏体中煤矸石细骨料10%,20%,30%,40%,50%,分别测... 目的利用煤气化炉渣颗粒的球形特征,研究其对煤矿采空区膏体充填材料流动性和强度的影响规律,并分析其影响机理。方法以质量分数为85%的煤矸石骨料充填膏体为对照组,煤气化炉渣等质量取代膏体中煤矸石细骨料10%,20%,30%,40%,50%,分别测试新拌膏体泌水率、坍落度、扩展度、流变屈服应力和塑性黏度等浆体性能,同时测试膏体结石体抗压强度。结果结果表明,随着炉渣取代率增加,膏体泌水率增加,坍落度和扩展度增加,流变屈服应力和塑性黏度减小;与对照组相比,炉渣取代率为10%时,膏体屈服应力和塑性黏度分别降低16.7%,1.6%;与10%取代组相比,炉渣取代率为20%时,膏体屈服应力和塑性黏度分别降低47.4%,15.0%,降低速率大幅增加;继续增加炉渣取代率,膏体屈服应力和塑性黏度又缓慢增加;膏体结石体早期强度(3,7 d)随着炉渣取代率增加而小幅降低,后期强度(28,60 d)无显著变化。结论煤气化炉渣作为骨料取代膏体充填材料中的煤矸石细骨料,可以改善新拌膏体流动性,取代率达到20%时,可以充分发挥球状炉渣颗粒在多棱角煤矸石骨料间的滚珠润滑作用,减小矸石骨料机械咬合,大幅降低充填膏体屈服应力和塑性黏度;且炉渣对充填膏体结石体后期强度无显著影响。 展开更多

关键词 膏体充填 煤气化炉渣 流变性 机械咬合 强度

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火焰喷雾热解制Pd-Pt/CeO_(2)催化甲烷燃烧的性能研究 被引量：1

5

作者 武琳渊 王乙 +6 位作者 陈召英 田庆玲 王琳茹 付紫君 赵宁 王晓波 黄鑫 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期725-734,共10页

火焰喷雾热解法(FSP)是一种简单、快速、可规模化制备纳米催化剂的技术。通过火焰喷雾热解法合成CeO_(2)和Pt-CeO_(2)载体、Pd-Pt-CeO_(2)催化剂,采用浸渍法在CeO_(2)和Pt-CeO_(2)载体分别沉积Pd-Pt和Pd而制得Pd-Pt双金属催化剂,并考察... 火焰喷雾热解法(FSP)是一种简单、快速、可规模化制备纳米催化剂的技术。通过火焰喷雾热解法合成CeO_(2)和Pt-CeO_(2)载体、Pd-Pt-CeO_(2)催化剂,采用浸渍法在CeO_(2)和Pt-CeO_(2)载体分别沉积Pd-Pt和Pd而制得Pd-Pt双金属催化剂,并考察其甲烷催化燃烧性能。利用ICP、XRD、TEM、BET、H_(2)-TPR、XPS和Raman对催化剂的物化性质进行分析。TEM结果表明,Pd-Pt/CeO_(2)催化剂中Pd和Pt物种高分散于CeO_(2)载体。相比于一步法(one step)制得的Pd-Pt-CeO_(2)(OS-FSP)催化剂,共浸渍法制得Pd-Pt/CeO_(2)(0.25)-WI的催化活性更高,其t_(50)降低了60℃,且稳定运行60 h而没有明显失活。这归因于Pd-Pt/CeO_(2)(0.25)-WI催化剂表面上Pd^(0)/Pd^(2+)和Ce^(3+)/Ce^(4+)物质的量比更高、晶格氧更多,进而导致其具有良好的甲烷催化燃烧性能。 展开更多

关键词 甲烷催化燃烧 火焰喷雾热解 浸渍法 钯 稳定性

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煤矿井下低压供电系统远程集控漏电试验平台设计研究 被引量：5

6

作者 崔智明 《中国煤炭》 北大核心 2024年第1期101-107,共7页

对目前煤矿井下低压供电系统特征及漏电原因进行了深入研究,分析了导致漏电的影响因素以及由此所带来的危害;在此基础之上通过对远程通信技术、数据采集技术以及漏电检测技术的统筹运用,立足煤矿电力监控系统软件的自身实际,设计了与之... 对目前煤矿井下低压供电系统特征及漏电原因进行了深入研究,分析了导致漏电的影响因素以及由此所带来的危害;在此基础之上通过对远程通信技术、数据采集技术以及漏电检测技术的统筹运用,立足煤矿电力监控系统软件的自身实际,设计了与之相匹配的远程集控漏电试验平台。对该平台的结构进行了详细阐述,并对其中的重要构成部件,如监控系统、漏电试验电阻箱等和相关的软硬件设计进行了具体介绍;并对低压漏电试验的有效性进行了现场有效验证;实际应用结果表明,符合煤矿远程低压漏电试验的相关要求,大幅降低了由于漏电而产生的停电、送电安全风险,提高了煤矿井下低压供电系统的远程在线安全监控能力。 展开更多

关键词 低压供电系统 远程漏电试验 漏电试验电阻箱 软硬件系统设计 电力在线监控

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负压通风条件采煤机附近高度及风速对粉尘浓度影响研究 被引量：2

7

作者 王南 张科峰 《中国矿业》 北大核心 2024年第5期196-204,共9页

大采高综采工作面采煤机割煤产尘是工作面的重大尘源,严重影响采煤机司机及工作人员的安全。为研究负压通风条件大采高(6m)综采工作面采煤机附近高度及风速对粉尘浓度的影响,基于自主搭建的相似实验平台和FLUENT数值模拟方法,研究了不... 大采高综采工作面采煤机割煤产尘是工作面的重大尘源,严重影响采煤机司机及工作人员的安全。为研究负压通风条件大采高(6m)综采工作面采煤机附近高度及风速对粉尘浓度的影响,基于自主搭建的相似实验平台和FLUENT数值模拟方法,研究了不同风速下采煤机附近不同高度及相同高度的粉尘沿程分布和采煤机处风流分布及割煤粉尘的运移,并提出了综合防尘建议。相似实验结果表明,割煤机道与回风巷道近下帮粉尘浓度随高度降低而增加,且回风隅角中煤壁和采空区附近的低风速和涡流使得粉尘浓度下降幅度很大;同一截面同一高度下粉尘浓度随风速增大而减小,风速较小时粉尘浓度变化曲线较平缓。数值模拟结果表明:采煤机滚筒风流的阻碍使得采煤机机身前的风流流动方向向采煤机偏移,高速风流会对采煤机司机产生不利影响;采煤机道空间断面上,靠近采煤机区域距离工作面顶板越近,粉尘浓度越大;建议大采高综采面通风除尘风速不应低于2m/s,采煤机下风侧20~50m粉尘扩散范围开启喷雾装置。研究结论为大采高综采面粉尘治理提供一定的参考。 展开更多

关键词 大采高 综采工作面 采煤机 粉尘浓度 高度 风速

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DMC-甲醇-水三元混合物的萃取精馏分离工艺 被引量：5

8

作者 王玉春 张志浩 +2 位作者 高源 李忠 郑华艳 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期4196-4204,共9页

运用Aspen Plus软件回归文献数据校正了碳酸二甲酯(DMC)-水(H2O)混合物的UNIQUAC热力学模型参数,并以该模型为基础分析了水作为萃取剂萃取精馏分离DMC-甲醇(CH3OH)-水三元混合物的分离原理,结合混合组分的三角相图和物料组成设计了反向... 运用Aspen Plus软件回归文献数据校正了碳酸二甲酯(DMC)-水(H2O)混合物的UNIQUAC热力学模型参数,并以该模型为基础分析了水作为萃取剂萃取精馏分离DMC-甲醇(CH3OH)-水三元混合物的分离原理,结合混合组分的三角相图和物料组成设计了反向萃取精馏工艺,发现选用水为萃取剂可以利用DMC-水的部分互溶特性,通过三塔精馏即可分离DMC-甲醇-水三元混合物,沸点较高的DMC和少量水由塔顶馏出,而沸点较低的甲醇和大部分水由塔底采出,避免了DMC-甲醇二元共沸物的形成。同时,在相同分离要求下设计了变压精馏工艺,通过对两个精馏工艺参数模拟优化,发现萃取精馏工艺的总冷凝负荷和总加热负荷分别为888.7kW和898.2kW,其总能耗较变压精馏工艺节约了47.2%,萃取精馏工艺的年总费用(TAC)比变压精馏工艺下降了48.8%。 展开更多

关键词 萃取精馏 分离 共沸物 碳酸二甲酯 甲醇 水

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深部矿井频繁微扰动下煤巷损伤累积演化规律 被引量：5

9

作者 魏明尧 刘春 +3 位作者 刘应科 满忠毅 王强 牛宏伟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2689-2701,共13页

建立煤体损伤增量本构模型和黏聚力软化模型,并采用Mohr-Coulomb破坏准则进行塑性变形修正,全面表征煤体的累积损伤破坏力学特征。采用C++语言编写FLAC3D软件的自定义本构模型动态链接库文件,通过循环快速加卸载实验对比验证新模型的准... 建立煤体损伤增量本构模型和黏聚力软化模型,并采用Mohr-Coulomb破坏准则进行塑性变形修正,全面表征煤体的累积损伤破坏力学特征。采用C++语言编写FLAC3D软件的自定义本构模型动态链接库文件,通过循环快速加卸载实验对比验证新模型的准确性。模拟频繁扰动作用后巷道围岩的变形和破坏过程,并分析扰动次数和埋深因素对围岩破坏特征的影响规律,讨论频繁扰动造成的围岩冲击破坏孕育机理。研究结果表明:在地应力和频繁扰动应力共同作用下,造成巷道左帮破坏严重,围岩内部产生大量损伤区并形成多条连通的损伤带;随着扰动次数的增加,左侧围岩损伤程度和损伤范围增加,当扰动次数超过临界点时,围岩损伤程度大幅增加,易引起围岩区域性的严重破坏;煤层埋深越大,原岩应力越高,对外界扰动越敏感,在扰动应力叠加作用下围岩损伤破坏带延伸至深部,且损伤带贯通区域增大,更易形成围岩的整体失稳破坏。 展开更多

关键词 动力扰动 围岩损伤 数值模拟 动力灾害

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介孔构建对CuY甲醇氧化羰基化反应活性的影响 被引量：3

10

作者 梁家豪 张国强 +3 位作者 高源 尹娇 郑华艳 李忠 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期4685-4697,共13页

采用H4EDTA、H_(2)Na2EDTA和NaOH溶液对原始NaY分子筛分别进行单独酸碱改性和酸碱连续改性,并采用液相离子交换法制备相应的CuY催化剂。结合N2物理吸附、TEM、XRD、29Si NMR、27Al NMR、NH3-TPD、Py-IR、ICP、XPS和CO-FTIR等对载体和催... 采用H4EDTA、H_(2)Na2EDTA和NaOH溶液对原始NaY分子筛分别进行单独酸碱改性和酸碱连续改性,并采用液相离子交换法制备相应的CuY催化剂。结合N2物理吸附、TEM、XRD、29Si NMR、27Al NMR、NH3-TPD、Py-IR、ICP、XPS和CO-FTIR等对载体和催化剂的结构进行表征,研究了NaY分子筛介孔构建对CuY催化甲醇氧化羰基化反应活性的影响。结果表明,NaY分子筛经H4EDTA单独处理后,部分骨架铝被脱除形成非骨架硅铝物种,得到的E-NaY并未形成明显的介孔;E-NaY经H_(2)Na2EDTA酸洗处理后,非骨架铝和部分骨架铝被脱除,得到的EW-NaY具有明显的介孔结构;而E-NaY和EW-NaY经0.2 mol/L NaOH碱处理后,分子筛发生脱硅,同时伴随着非骨架铝重新插回分子筛骨架,得到的E0.2AT-NaY和EW0.2AT-NaY具有丰富的介孔结构。其中,EW0.2AT-NaY的介孔孔容(0.45 cm3/g)最大,且有丰富的Al缺陷结构,能够与反应物接触的Cu+交换位利用率最高。然而,由于EW0.2AT-NaY脱铝程度明显高于E0.2AT-NaY,导致能够与反应物接触的Cu+交换位数量(66μmol/g)明显小于E0.2AT-NaY(176μmol/g),最终导致EW0.2AT-CuY催化剂中Cu+活性位数量及催化活性略低于E0.2AT-CuY,二者的催化活性约为原始CuY催化剂的2.2倍。 展开更多

关键词 分子筛 催化剂 介孔 Cu+活性位 氧化羰基化

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一种吲哚基超交联聚合物In-HCP对水中碘的吸附作用 被引量：2

11

作者 于静文 宋璐娜 +5 位作者 刘砚超 吕瑞东 武蒙蒙 冯宇 李忠 米杰 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期3674-3683,共10页

通过傅-克烷基化反应合成了一种原料低廉、工艺简单、比表面积大、可循环利用的吲哚基超交联聚合物(In-HCP),并将其用于I_(2)的水相吸附。为评估In-HCP的I_(2)捕获能力,与活性炭(AC)进行了比较。I_(2)饱和水溶液的吸附动力学实验表明,In... 通过傅-克烷基化反应合成了一种原料低廉、工艺简单、比表面积大、可循环利用的吲哚基超交联聚合物(In-HCP),并将其用于I_(2)的水相吸附。为评估In-HCP的I_(2)捕获能力,与活性炭(AC)进行了比较。I_(2)饱和水溶液的吸附动力学实验表明,In-HCP和AC对I_(2)的吸附行为符合准二级动力学模型,吸附速率受液膜扩散和颗粒内扩散的共同影响。两种材料对I_(2)的吸附在30min内达到平衡状态,AC对I_(2)的吸附较快,但吸附饱和时In-HCP对I_(2)的清除率(94.68%)高于AC(91.56%)。利用滴定法对高浓度KI3水溶液的吸附结果进行了验证,In-HCP的I_(2)吸附量(2.066g/g)为AC(1.280g/g)的1.6倍,经5次循环实验后吸附量仍能达到1.762g/g,表明In-HCP有较好的循环使用性能。通过拉曼光谱和紫外-可见吸收光谱研究了吸附机理,证明吸附过程是以化学吸附为主。 展开更多

关键词 吲哚 超交联聚合物 碘 水溶液 吸附

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区域构造与演化控制下煤层气富集高产典型模式 被引量：9

12

作者 琚宜文 乔鹏 +11 位作者 卫明明 李鑫 徐凤银 冯国瑞 李勇 吴财芳 曹运兴 李国富 韩玉明 李振 芦志刚 姜磊 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1-12,共12页

煤层气勘探开发对改善我国能源结构、解决煤矿灾害与生态环境问题意义重大。结合我国区域构造与演化过程及煤层气地质条件,将煤层气富集产气模式划分为4种主要类型:构造简单裂隙系统、褶皱系统(较浅向斜轴部、褶皱翼部、次级构造高部位... 煤层气勘探开发对改善我国能源结构、解决煤矿灾害与生态环境问题意义重大。结合我国区域构造与演化过程及煤层气地质条件,将煤层气富集产气模式划分为4种主要类型:构造简单裂隙系统、褶皱系统(较浅向斜轴部、褶皱翼部、次级构造高部位)、冲断构造系统(褶皱冲断带、高陡冲断构造)和构造叠加系统模式。其中,(1)构造简单裂隙系统模式发育在构造相对稳定的地区,煤层气以深成热成因为主,也可受岩浆热接触作用影响,在裂隙中等发育区形成高产富集区。(2)褶皱系统模式中,较浅向斜轴部挤压应力利于煤层气保存从而富集产气;褶皱翼部压力分布均匀,封闭性较好,其含气量与渗透率匹配适中形成富集高产带;次级构造高部位模式主要是在构造作用下形成的伴生构造(背斜、鼻隆构造、断块等)高部位形成构造圈闭,生成“气顶”。(3)冲断构造系统模式中,褶皱冲断带模式中逆冲断层阻止了煤层气的逸散,在靠近逆冲断层的相对构造高点富集产气;高陡冲断构造模式发育在复杂断裂区,深部煤层气在一定温压作用下,解吸游离至上部地层,重新被吸附或部分仍呈游离状态而富集产气。(4)构造叠加系统模式形成于受多期构造活动共同作用的煤储层中,不同的应力方向和机制引起的构造叠加使含气量和渗透率相匹配,煤层气富集且有一定产量。因此,区域构造特征控制着煤层气富集产气的每个模式,构造演化过程决定了富集产气的不同模式。这些富集产气模式对系统认识中国煤层气富集规律,指导“十四五”煤层气勘探开发具有重要意义。 展开更多

关键词 富集高产模式 煤层气 区域构造 构造演化

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山西省典型煤电基地煤基固废综合利用研究与资源化分析 被引量：12

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作者 孙志军 李贞 +3 位作者 赵俊吉 王俊章 竹涛 谢蔚 《中国煤炭》 2021年第4期70-80,共11页

通过对山西省典型煤电基地潞安矿区煤矸石和粉煤灰综合利用途径进行深入的研究,对煤矸石和粉煤灰样品的化学组成、矿物组成、发热量、重金属含量、灰分含量、水分含量、含碳量和全硫量等物理化学性质进行检测试验,结合煤基固废综合利用... 通过对山西省典型煤电基地潞安矿区煤矸石和粉煤灰综合利用途径进行深入的研究,对煤矸石和粉煤灰样品的化学组成、矿物组成、发热量、重金属含量、灰分含量、水分含量、含碳量和全硫量等物理化学性质进行检测试验,结合煤基固废综合利用的总体原则和对应用过程中对环境污染风险的考虑,选择适合不同物理化学性质的煤矸石的利用途径和优先发展产业链。研究发现,山西地区大部分煤矸石适合制备水泥和建筑材料,部分煤矸石适合回收硫铁矿、制作高级陶瓷、制备分子筛、用作燃料和发电材料;而山西地区的粉煤灰不适于做混凝土掺料、水泥混合材、硅酸盐制品、砂浆原料、回填材料、泡沫绝热材料、粉煤灰三渣和陶质材料,适合用做填料、农用、提铝,也可用于水处理剂和其他高附加值应用。该研究可为提高山西省典型煤电基地固废利用率和产业化实际应用提供参考。 展开更多

关键词 煤矸石 粉煤灰 物化性质 综合利用 环境风险

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双碳背景下我国煤炭资源勘查开发布局研究 被引量：36

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作者 霍超 刘天绩 +4 位作者 樊斌 赵岳 王丹凤 张吉路 郑翠 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期938-944,共7页

随着双碳背景下国家能源结构调整和生态文明建设的要求,本文从保障国家主体能源安全和优化煤炭资源勘查开发布局的角度考虑,阐述了中国煤炭资源分布特点及勘查开发现状;从坚持集约与协调发展、改革与创新发展、绿色与清洁发展的基本原... 随着双碳背景下国家能源结构调整和生态文明建设的要求,本文从保障国家主体能源安全和优化煤炭资源勘查开发布局的角度考虑,阐述了中国煤炭资源分布特点及勘查开发现状;从坚持集约与协调发展、改革与创新发展、绿色与清洁发展的基本原则出发,分析了新时期煤炭资源勘查目标:加强大型煤炭基地资源勘查、推进新增煤层气资源储量、加快煤系矿产资源勘查;从资源禀赋、开发强度、市场区位、环境容量、输送通道等方面出发,阐述了14个大型煤炭基地开发布局方向及建设规模,同时要加快煤层气的开发利用。研究成果对未来一段时期煤炭资源勘查开发及煤炭工业高质量发展具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 双碳背景 煤炭资源 资源勘查 开发布局

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煤柱宽度对巷道围岩稳定性的影响研究 被引量：9

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作者 牛宏伟 黎科龙 +1 位作者 刘大亮 刘旺 《中国矿业》 2021年第4期128-133,共6页

王庄煤矿91采区排水巷保护煤柱稳定性对于整个采区通风、排水、工作面安装等具有重要意义。采用物理模拟和数值模拟的方法,研究工作面回采时不同宽度保护煤柱条件下排水巷围岩位移、塑性区发育以及覆岩垮落特征。结果表明:煤柱宽度为20~... 王庄煤矿91采区排水巷保护煤柱稳定性对于整个采区通风、排水、工作面安装等具有重要意义。采用物理模拟和数值模拟的方法,研究工作面回采时不同宽度保护煤柱条件下排水巷围岩位移、塑性区发育以及覆岩垮落特征。结果表明:煤柱宽度为20~40m时,排水巷受工作面影响强烈,塑性区大小随煤柱宽度的减小而增大,煤柱裂隙发育,难以满足生产要求;煤柱宽度为50~90m时,排水巷不受工作面回采影响,巷道顶板最大位移量、两帮最大位移量、塑性区大小不发生变化,顶底板和两帮的最大移近量分别为117mm和45mm。结合现场地质条件,91采区工作面开切眼距排水巷最短距离为80m,排水巷不受工作面回采的影响,能够满足整个91采区的安全高效生产要求。 展开更多

关键词 护巷煤柱 采动影响 围岩稳定性 数值模拟

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地面压裂井衰竭期井下接替抽采时空衔接关系研究

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作者 李阳 舒龙勇 +3 位作者 凡永鹏 郝晋伟 周建伟 何健 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期73-82,共10页

为了利用地面压裂形成的有利抽采条件进行地面压裂井衰竭期井下钻孔接替抽采,形成“地面压裂井超前治理+井下钻孔接替抽采”的井上下接替抽采模式,开展了地面压裂井衰竭期井下接替抽采的合理时空衔接关系研究。通过地面压裂井压裂裂缝... 为了利用地面压裂形成的有利抽采条件进行地面压裂井衰竭期井下钻孔接替抽采,形成“地面压裂井超前治理+井下钻孔接替抽采”的井上下接替抽采模式,开展了地面压裂井衰竭期井下接替抽采的合理时空衔接关系研究。通过地面压裂井压裂裂缝展布规律分析、地面压裂增透促抽效果井下考察及煤储层参数变化规律数值模拟等工作,掌握了潞安矿区地面压裂井的影响作用及有效影响范围,采用数值模拟方法分析确定了井下接替钻孔与地面压裂井的最优空间布置关系;基于地面压裂井排采曲线,并结合衰竭期井下钻孔接替抽采的需求,探讨了地面压裂井衰竭期的定义和划分方法,提出了地面压裂井衰竭期的判别指标及关键时间节点。研究结果表明:潞安矿区地面压裂井的有效影响范围为井周80 m,在该区域内储层压力可以下降50%左右,透气性系数可以增加0.77~1.40倍,井下接替钻孔单孔抽采纯量平均值可达53.68~131.67 m^(3)/d,提升了井下钻孔的抽采效率;当地面压裂井沿钻孔轴向上的位置固定时,则井下接替钻孔与地面压裂井的法向距离越短,抽采效果越好,当地面压裂井与接替钻孔的法向距离不变时,地面压裂井位于接替钻孔轴向中部位置时井下接替钻孔的抽采效果最好;将地面压裂井的产气速率作为衰竭期评判指标,潞安矿区地面压裂井衰竭期的判别指标临界值为产气速率200 m^(3)/d,对应的衰竭期时间节点为8~10 a。 展开更多

关键词 地面压裂井 衰竭期 井下接替抽采 时空衔接关系 产气速率

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基于SOFC-GT-SCO_(2)RBC的联合循环系统热力性能

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作者 郭尧 庞宏 +4 位作者 王蕾 何瑶 王丽娜 王宇杰 王甫 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期328-336,共9页

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为第3代燃料电池,具有低成本、全固态、高效率、高功率密度、燃料选择多样性和可分布式发电等优点,且可结合多种设备回收尾气中的高品位余热,大大提高能源利用效率。提出并研究了一种集固体氧化物燃料电池、... 固体氧化物燃料电池(SOFC)作为第3代燃料电池,具有低成本、全固态、高效率、高功率密度、燃料选择多样性和可分布式发电等优点,且可结合多种设备回收尾气中的高品位余热,大大提高能源利用效率。提出并研究了一种集固体氧化物燃料电池、燃气轮机(GT)和超临界二氧化碳再压缩式布雷顿循环(SCO_(2)RBC)为一体的联合循环系统。利用GT和SCO_(2)RBC充分回收SOFC尾气中未反应的燃料以及高温余热。通过建立该系统的数学模型,利用Matlab软件对该系统进行了热力学分析,并研究了SOFC工作温度、压力、燃料流量等参数变化对联合循环系统热力性能的影响。结果表明,SOFC工作在1073 K、0.5 MPa、燃料流量0.158 mol/s时,该联合循环系统内的SOFC、SOFC-GT及SCO_(2)RBC的发电效率分别达55.36%、70.95%和40.76%,总发电效率高达74.76%,SCO_(2)RBC底循环的引入可使系统净效率增加近4%;而参数分析则表明联合循环系统总发电效率随SOFC工作温度和工作压力的增加而增加,随燃料流量和燃料利用率的增加而降低。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 燃气轮机 CO_(2)布雷顿循环 联合循环 热力性能

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叠加效应影响下顺层钻孔合理布孔间距研究

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作者 华明国 周爱桃 +4 位作者 张喜 施展 马帅 刘和平 陈晓鹏 《矿业安全与环保》 2025年第4期60-68,共9页

为确定瓦斯抽采钻孔的最优布孔间距,基于孔隙-裂隙双重介质的假设,建立考虑煤体渗透率演化、固体力学和瓦斯扩散-渗流作用的气固耦合数学模型。以山西余吾煤矿N2206工作面为研究对象,开展单钻孔和多钻孔瓦斯抽采的数值模拟研究,发现有... 为确定瓦斯抽采钻孔的最优布孔间距,基于孔隙-裂隙双重介质的假设,建立考虑煤体渗透率演化、固体力学和瓦斯扩散-渗流作用的气固耦合数学模型。以山西余吾煤矿N2206工作面为研究对象,开展单钻孔和多钻孔瓦斯抽采的数值模拟研究,发现有效抽采半径与抽采时间呈幂指数函数变化,数值模拟结果与现场试验结果的平均误差为4.69%。在模型验证的支撑下,进一步基于多钻孔瓦斯抽采叠加效应原理,分析了布孔间距对叠加效应的影响,在单孔有效抽采半径和影响半径的基础上建立了瓦斯抽采多钻孔布孔间距数学模型,得出N2206工作面的最优布孔间距约为9.2 m。通过现场试验,验证了布孔间距与单孔有效抽采半径、影响半径关系式的准确性。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 数值模拟 有效抽采半径 布孔间距 叠加效应

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穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用

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作者 贺峻 刘红威 +4 位作者 刘小平 罗平 郑旭 王飞 周苛 《煤炭科学技术》 2025年第8期240-251,共12页

为了解决低渗高突煤层煤巷条带区域消突困难的难题,开展穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用研究。以寺家庄煤矿为工程实例,采用离散元和有限元模拟分析软件,数值分析普通钻孔和穿层大直径钻孔周围裂隙发育和瓦斯运移规律;通过现... 为了解决低渗高突煤层煤巷条带区域消突困难的难题,开展穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用研究。以寺家庄煤矿为工程实例,采用离散元和有限元模拟分析软件,数值分析普通钻孔和穿层大直径钻孔周围裂隙发育和瓦斯运移规律;通过现场试验,分析穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯效果。研究结果表明,当穿层钻孔直径为60~400mm时,随着钻孔孔径的增大,突出煤层裂隙数呈指数增长;钻孔孔径小于210mm时,裂隙数增长较快;钻孔孔径在210~400mm时,裂隙数增长趋于平缓。当穿层钻孔倾角(与水平方向夹角)为30°~90°时,随着倾角的增大,突出煤层裂隙数呈指数增长,倾角为90°时裂隙数达到最大值。在普通钻孔抽采条件下,抽采70d时回风巷两侧仍存在大量瓦斯含量大于8m^(3)/t的条带区域,无法完全消突;抽采120d时,回风巷两侧可基本实现消突。在预抽煤巷处每组增加2个普通钻孔抽采条件下,消突时间缩短至100d。增加穿层大直径钻孔后,消突时间缩短至70d。经实践验证,穿层大直径钻孔的瓦斯体积分数和瓦斯纯量在抽采的前2个月内均远高于普通钻孔。穿层大直径钻孔提高了钻孔瓦斯抽采率,优化了突出煤层的消突效果,保证了煤巷的安全掘进。 展开更多

关键词 突出煤层 底抽巷 穿层大直径钻孔 瓦斯预抽

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