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“双碳”背景下新能源科学与工程专业课程思政育人体系研究——以新余学院为例
1
作者 黄建华 《教师》 2025年第12期29-31,共3页
随着“双碳”战略的实施,我国对具有“双碳”素养的专业技术技能人才需求急剧增长。新能源科学与工程专业作为培养新能源技术人才的关键学科,其课程思政育人体系的构建对强化学生“双碳”意识至关重要。文章以“双碳”为主线,构建了新... 随着“双碳”战略的实施,我国对具有“双碳”素养的专业技术技能人才需求急剧增长。新能源科学与工程专业作为培养新能源技术人才的关键学科,其课程思政育人体系的构建对强化学生“双碳”意识至关重要。文章以“双碳”为主线,构建了新能源科学与工程专业课程思政育人体系,从认知、情感、行为三个维度将“双碳”理念融入公共基础课、专业基础课、专业核心课等不同层次的课程,通过创新教学模式、建立反馈与评估机制等措施,确保思政教育有效实施。该体系旨在培养具备家国情怀、社会责任感的高素质新能源领域专业人才,为国家能源战略转型和可持续发展贡献力量。 展开更多
关键词 “双碳” 新能源科学与工程专业 课程思政育人体系
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我国“三下”采煤技术体系与工程实践
2
作者 郭文兵 胡玉杭 +3 位作者 胡超群 李龙翔 吴东涛 葛志博 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期19-38,共20页
我国“三下”(建筑物、水体、铁路等线性构筑物下)煤炭资源丰富,开展“三下”采煤技术研究、解放“三下”压煤对提高煤炭资源采出率、优化井下采掘布局、延长矿井服务年限等具有重要意义。总结了我国“三下”压煤开采技术以及建(构)筑... 我国“三下”(建筑物、水体、铁路等线性构筑物下)煤炭资源丰富,开展“三下”采煤技术研究、解放“三下”压煤对提高煤炭资源采出率、优化井下采掘布局、延长矿井服务年限等具有重要意义。总结了我国“三下”压煤开采技术以及建(构)筑物保护技术,包括部分开采、充填开采、协调开采、覆岩离层注浆技术以及地面保护、维修加固技术,并分析了各种“三下”采煤技术的优缺点和适用条件等。提出“三下”压煤开采造成建(构)筑物损害的源头是煤炭地下开采引起的覆岩破坏与地表移动,控制地表沉陷、研究地表移动变形规律是建(构)筑物下采煤的关键,减少覆岩破坏、准确预测覆岩破坏高度是水体(覆岩含水层)下安全采煤技术的关键。从经验公式、理论计算、现场实测等方面综合分析了“三下”采煤覆岩破坏与地表移动规律、地表移动变形预测、地面建筑物保护技术等。研究认为高效率、低成本、全固废、智能化覆岩离层注浆和充填开采、地下水原位保护等源头减沉控损技术将是我国未来“三下”开采技术的发展方向,并建立覆岩与地表移动变形的“天−空−地−井”一体化监测、预警机制,加强“三下”采煤工艺、全固废材料、技术与装备水平的提升,科学构建并不断完善绿色低碳、智能、安全高效的“三下”采煤技术体系。 展开更多
关键词 “三下”采煤 岩层移动 地表沉陷 采动损害与保护 覆岩离层注浆
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能源与动力工程专业创新型人才培养模式研究 被引量：1
3
作者 吕薇 孙刚 +2 位作者 李瑞扬 陈巨辉 李九如 《成才之路》 2019年第7期1-2,共2页
能源动力相关产业是国家经济发展的重要支柱,在世界范围内,能源短缺和环境污染问题日益加剧,而我国也面临着同样的问题,故建设绿色环保低碳型社会、培养创新型人才刻不容缓。高等院校是培养创新型人才的重要基地,能源与动力工程专业创... 能源动力相关产业是国家经济发展的重要支柱,在世界范围内,能源短缺和环境污染问题日益加剧,而我国也面临着同样的问题,故建设绿色环保低碳型社会、培养创新型人才刻不容缓。高等院校是培养创新型人才的重要基地,能源与动力工程专业创新型人才的培养要以专业课程的改革、培养方案的制定为基础,以教学理念的更新、实践性的教学体系为核心,以企业需求、社会需要为导向,加强校企合作,建立全新的创新型人才培养机制。 展开更多
关键词 能源与动力工程 创新型人才 培养模式 人才培养
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平顶山矿区多煤层卸压立体抽采模式与工程示范
4
作者 李延河 倪小明 贾晋生 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期162-172,共11页
平顶山矿区多煤层发育、含气层段多,仅靠井下进行瓦斯治理工程量大、难度高。为了开辟平顶山矿区瓦斯抽采新模式,达到“采一层抽多层”的目的,采用气测录井与含气量测试相结合的方法精准判识了煤系主要含气层段和含气量;采用体积法评价... 平顶山矿区多煤层发育、含气层段多,仅靠井下进行瓦斯治理工程量大、难度高。为了开辟平顶山矿区瓦斯抽采新模式,达到“采一层抽多层”的目的,采用气测录井与含气量测试相结合的方法精准判识了煤系主要含气层段和含气量;采用体积法评价了东部5对矿井采动区和采空区的煤系气资源量。基于“O”形圈理论和“防-抗-让”思想,分别优化设计了采动井、采空井的井位、层位和井身结构,构建了采动区、采空区多煤层卸压立体抽采模式并进行了工程示范。结果表明:(1)二_(1)煤层顶板200 m范围内存在四煤组、三煤组、二_(1)煤层顶板60 m范围内的砂岩/泥质砂岩互层段等3处主要含气段。平顶山矿区东部5对矿井的采动区和采空区资源量分别为26.36×10~8 m^(3)和20.00×10~8 m^(3)。(2)采动井最佳井位为0.17~0.28倍采长,且靠近回风巷条带区域;走向上,采动井的间距一般为80~100 m。创建了“大口径、避开岩体变形强烈区、P110梯型扣套管”的采动直井稳孔技术体系和“下行水平轨迹+提高套管强度”的采动L型水平井稳产技术体系,保证了产气通道的畅通性。采空井一般布置在距离回风巷30~50 m的区域,完钻位置一般为二_(1)煤层顶板40~60 m的范围;筛管布置在四煤段顶板至裂隙带底部。(3)建立了“地面采动直井/定向井-采动L型水平井-采空井”联作的卸压立体抽采模式,实现了多气源立体抽采。截至2024年4月30日,累计抽采纯量达5258.8万m^(3),总利用量达到3735.4万m^(3),率先在河南省实现了煤系气产业化开发,示范和引领带动作用显著。 展开更多
关键词 煤系气 多煤层卸压 立体抽采模式 采动区 采空区 平顶山矿区
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多能源互补系统在游泳馆工程中的应用研究 被引量：1
5
作者 李兰 刘志强 《建筑节能》 CAS 2018年第8期65-68,共4页
室内游泳馆作为近年来发展较快的高能耗建筑,综合利用多种新能源技术,制定合理的能源解决方案,对于降低其运行能耗,减少环境污染具有重要的意义。介绍了长沙市某室内游泳馆工程中,利用太阳能与地源热泵互补提供池水加热及空调负荷的解... 室内游泳馆作为近年来发展较快的高能耗建筑,综合利用多种新能源技术,制定合理的能源解决方案,对于降低其运行能耗,减少环境污染具有重要的意义。介绍了长沙市某室内游泳馆工程中,利用太阳能与地源热泵互补提供池水加热及空调负荷的解决方案,以及利用太阳能与空气源热泵互补提供淋浴热水负荷的解决方案,将设计方案与传统的能源系统进行效益对比得出,利用新能源互补的系统可大大降低运行费用,具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 多能源互补 太阳能集热器 地源热泵 空气源热泵 室内游泳馆
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基于神经网络模型的煤层气产能预测研究
6
作者 金毅 郑晨晖 +5 位作者 宋慧波 马家恒 杨运航 刘顺喜 张昆 倪小明 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期46-56,共11页
目的煤层气产能主要受地质和工程因素影响,阐明这些因素对煤层气井产能的影响机制是实现储层精细改造和煤层气井提产的基础。方法本文以沁水盆地柿庄南区块为研究对象,综合考虑地质背景、储层物性和动态排采数据,利用神经网络算法开展... 目的煤层气产能主要受地质和工程因素影响,阐明这些因素对煤层气井产能的影响机制是实现储层精细改造和煤层气井提产的基础。方法本文以沁水盆地柿庄南区块为研究对象,综合考虑地质背景、储层物性和动态排采数据,利用神经网络算法开展煤层气产能预测。首先,利用灰色关联分析法遴选出10个地质参数作为煤层气产能预测的主控因素,在此基础上,运用模糊数学法实现研究区34口煤层气井富集区划分,最后,根据分类结果,结合实际排采数据,分别利用BP(back propagation)和LSTM(long short-term memory)神经网络算法实现煤层气井日产气量预测。结果结果表明:(1)渗透率、含气饱和度和储层压力梯度等10个参数是影响研究区煤层气产气性能的关键因素;(2)利用模糊数学评价方法评价煤层气的富集,可将研究区34口井产气效果划分为有利区、较有利区和不利区;(3)依托LSTM算法建立了煤储层日产气量预测模型,预测误差值为4.06%~14.79%,平均误差值为11.09%,预测精度明显高于BP神经网络模型,结论根据LSTM算法建立的煤储层日产气量预测模型稳定性好且预测精度高,可作为煤储层产能长程预测的一种有效手段,进而为煤层气开发工艺布施与排采方案制定提供科学依据。 展开更多
关键词 LSTM神经网络 BP神经网络 灰色关联分析 产能预测
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不均匀载荷下天然气井井身结构力学性能试验
7
作者 李东印 李明亮 +3 位作者 王文 郝育喜 王伸 李红斌 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期400-411,共12页
在天然气与煤炭资源叠置区中,高强度的煤层开采造成的覆岩运移使保护煤柱内的天然气井井身结构发生径向挤压变形甚至破坏,从破坏区域扩散的天然气极易导致煤矿矿井发生火灾爆炸或人员中毒事故。为探明在天然气与煤炭交叉开采影响下,天... 在天然气与煤炭资源叠置区中,高强度的煤层开采造成的覆岩运移使保护煤柱内的天然气井井身结构发生径向挤压变形甚至破坏,从破坏区域扩散的天然气极易导致煤矿矿井发生火灾爆炸或人员中毒事故。为探明在天然气与煤炭交叉开采影响下,天然气井井身结构受到不均匀载荷时的力学性能,依据井身结构设计4类套管−水泥环组合体,将天然气井井身结构复杂的径向应力模型简化为单向受力模型,并利用数字图像相关法(DIC)技术和RMT-150岩石力学实验仪开展套管−水泥环组合体的径向压缩试验和DIC测试试验,最后从不同材料的变形速率和力的传递规律角度对井身结构力学性能机制进行分析。结果表明:最外层为套管的井身结构,其力学性能显著优于最外层为水泥环的井身结构,井身结构的力学性能与材料的变形速率以及力的传递规律密切相关;组合体试件在受到外力作用时,力的传递规律呈现出由外至内逐渐减小的特点,试件最外层受到的力最大;当井身结构最外层为水泥环时,结构整体呈脆性,由于水泥环的变形速率大于套管导致水泥环和套管胶结面处出现裂缝,在拉应力作用下水泥环易发生脆性断裂;当井身结构最外层为套管时,结构整体呈弹塑性,在载荷作用下外层套管先发生压缩变形,内部水泥环在套管的挤压作用下产生内部裂隙,但在套管的约束下未出现断裂,试件整体呈径向压缩变形破坏。 展开更多
关键词 不均匀载荷 井身结构 力学性能 数字图像相关法 径向压缩破坏
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防隔水煤柱定向爆破应力转移机理及参数优化设计
8
作者 刘少伟 郭泽政 +1 位作者 冯超 牛帅 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
目的针对内部存在断层的防隔水煤柱在采动影响下应力场持续变化对其稳定性和工作面安全开采造成极大威胁的问题,方法以鹤壁中泰矿业有限公司3309工作面为工程地质背景,采用理论分析、正交试验和FLAC3D数值模拟试验,研究定向爆破应力转... 目的针对内部存在断层的防隔水煤柱在采动影响下应力场持续变化对其稳定性和工作面安全开采造成极大威胁的问题,方法以鹤壁中泰矿业有限公司3309工作面为工程地质背景,采用理论分析、正交试验和FLAC3D数值模拟试验,研究定向爆破应力转移保护防隔水煤柱的影响因素以及不同切顶深度和切顶角度下防隔水煤柱内部应力分布特征。结果结果表明:随着切顶角度和切顶深度增加,垂直应力集中区逐渐向深部转移,但当切顶深度和切顶角度达到一定数值后,继续增加切顶角度或切顶深度对应力集中区位置及垂直应力峰值影响不再明显,对比不同方案防隔水煤柱内部测线数据可知,当切顶深度为15 m、切顶角度为15°时,应力集中区距回风巷距离最远,最远距离为19.76 m,应力峰值最小,最小值为15.65 MPa。结论采用定向爆破技术可以实现切顶卸压应力转移,能够阻断回风巷上覆岩层与防隔水煤柱周边岩层的联系,将防隔水煤柱靠近回风巷一侧应力向深部转移,以减少采动对防隔水煤柱的影响;现场工业性试验结果验证了选定方案切顶深度15 m、切顶角度15°的合理性,防隔水煤柱内部实现了应力转移,选定方案的成功应用有效提高了防隔水煤柱的稳定性,能够满足安全生产要求。研究结果可为类似地质条件下内部存在断层的防隔水煤柱的应力转移保护提供参考依据。 展开更多
关键词 定向爆破 应力转移 断层 数值模拟 防隔水煤柱 正交试验
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不同加载速率对煤岩组合体巴西劈裂特性的影响
9
作者 陈岩 王嘉豪 +3 位作者 邓良涛 洪紫杰 荣腾龙 侯志强 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期29-36,共8页
目的为了研究煤岩组合体在采掘过程中的抗拉特性,方法以煤岩组合体为研究对象,利用RMT-150B实验机对其进行不同加载速率下的巴西劈裂试验,分析加载速率对煤岩组合体劈裂破坏的强度特征、破坏形态、能量特征和裂纹演化的影响。结果结果表... 目的为了研究煤岩组合体在采掘过程中的抗拉特性,方法以煤岩组合体为研究对象,利用RMT-150B实验机对其进行不同加载速率下的巴西劈裂试验,分析加载速率对煤岩组合体劈裂破坏的强度特征、破坏形态、能量特征和裂纹演化的影响。结果结果表明:煤岩组合体的应力-应变曲线大致经历了压密阶段、弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段,其破坏模式与加载速率无关,均沿着圆盘交界面裂成两半;煤岩组合体的抗拉强度与加载速率呈正相关,加载速率较小时,试样的抗拉强度随加载速率变化十分显著;当加载速率增大时,试样的抗拉强度增幅减小;不同加载速率下,煤岩组合体试样的能量集中在0.33~0.42 J,且试样抗拉强度越大,损伤所需的能量也越大;应力-裂纹应变峰前曲线经历裂纹闭合阶段、弹性阶段、裂纹扩展阶段,轴向裂纹损伤应力与抗拉强度值接近,裂纹参数具有明显的加载速率效应。结论研究结果对于揭示煤岩组合结构拉伸破坏机理具有重要理论价值。 展开更多
关键词 煤岩组合体 巴西劈裂 强度特征 能量特征 裂纹演化
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巨厚砂岩下采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律研究
10
作者 谭毅 张少普 +5 位作者 何满潮 郭文兵 丁国利 王宇 程浩 李辉 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第1期70-85,共16页
采动覆岩裂隙演化高度及分布形态是顶板水害防治重要参数之一。以内蒙古某矿3105工作面为工程背景,基于数值模拟、分形几何理论及微震事件三维空间分析明晰采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律。结果如下:(1)采动覆岩裂隙场呈现“裂隙产生... 采动覆岩裂隙演化高度及分布形态是顶板水害防治重要参数之一。以内蒙古某矿3105工作面为工程背景,基于数值模拟、分形几何理论及微震事件三维空间分析明晰采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律。结果如下:(1)采动覆岩裂隙场呈现“裂隙产生-发育演化-局部压实-周期扩展-大部压实”动态演化规律,采动裂隙网络场发育、扩展、穿透演化分形特征;(2)阐明了采动覆岩失稳破断、运移与微震事件局部“高频次-大能量”集中区时空演化规律,“高频次-大能量”与“低频次-小能量”集中区呈现周期分布,同工作面周期来压特征相吻合,微震事件集中区发生位置普遍超前工作面80~120 m;(3)数值模拟采动覆岩裂隙演化高度与微震监测所得结果基本一致;(4)倾向高位岩层微震事件“高频次-大能量”与“低频次-小能量”集中区呈现两端高、中间低“类马鞍形”分布,走向高位岩层微震事件能量集中区呈现“椭球状”分布,数量集中区呈现“条带状”分布。 展开更多
关键词 微震监测 数值模拟 采动覆岩 裂隙场演化 分形特征
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大倾角极近距离煤层群重复采动巷道围岩破坏规律与控制方法
11
作者 贾后省 张志明 +4 位作者 刘少伟 彭博 于辉 邵帅钦 王艺博 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期68-80,共13页
大倾角极近距离煤层群开采过程中,巷道受多重采动影响,支护维护困难。针对此类问题,以代池坝煤矿大倾角极近距离煤层群重复采动巷道31233运输巷为工程背景,主要采用数值模拟和现场试验研究方法,研究了巷道围岩应力环境演化特征及其作用... 大倾角极近距离煤层群开采过程中,巷道受多重采动影响,支护维护困难。针对此类问题,以代池坝煤矿大倾角极近距离煤层群重复采动巷道31233运输巷为工程背景,主要采用数值模拟和现场试验研究方法,研究了巷道围岩应力环境演化特征及其作用下巷道围岩破坏规律,设计了有利于围岩塑性破坏分布收敛的非对称屋顶断面,提出了基于巷道围岩塑性区分布规律的非均匀锚杆(索)支护设计方法。研究结果表明:大倾角极近距离煤层群重复采动影响条件下,巷道周边双向主应力差值较大且方向偏转,导致巷道围岩周边破坏呈现非均匀、局部湮灭、最大破坏深度偏转等蝶形特征,巷道内错位置和断面形状决定了巷道破坏形态和范围,内错距直接影响了其围岩塑性区分布与扩展的程度,而坚硬岩层的存在造成塑性区局部湮灭。当巷道内错距离大于17 m时,巷道周边应力趋于稳定,其围岩塑性区大小与形态无明显变化,内错位置大于该距离时,对巷道的围岩稳定性最有利。巷道断面的单边跨度尺寸决定了其所在侧的塑性破坏深度,当巷道断面为非对称屋顶断面时,围岩塑性分布收敛程度显著。巷道断面设计时,巷道最长边应位于坚硬岩层侧且尽量避开最大破坏深度方向,以便充分利用坚硬岩层塑性区湮灭特性,避免巷道围岩塑性区蝶叶过度扩展。因此,可充分利用大倾角非对称屋顶形巷道断面的几何特征,基于巷道围岩塑性区分布规律与合理锚固层位分布特征,进行非均匀锚杆(索)支护设计,有效保障锚杆(索)支护力的发挥的同时,保障巷道围岩的整体稳定。同时,在31233运输巷进行了试验,布设了巷道顶板深部位移与锚索支护力监测站,监测期间顶板变形量在100 mm以内,锚索支护力发挥稳定,围岩整体控制效果较好。 展开更多
关键词 大倾角 极近距离煤层群 重复采动 回采巷道 支护
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深埋特厚煤层坚硬顶板多维分段水力压裂控冲减损技术
12
作者 谭毅 王宇 +5 位作者 何满潮 李辉 郭文兵 李林猫 刘伟东 张少普 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期794-809,共16页
水力压裂技术是煤矿顶板弱化及冲击地压防治的有效方法之一。以陕西某煤矿2305特厚煤层综放工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场试验以及工程监测等手段对坚硬顶板区域弱化控制技术进行研究。基于“塑性绞线”理论构建基本... 水力压裂技术是煤矿顶板弱化及冲击地压防治的有效方法之一。以陕西某煤矿2305特厚煤层综放工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场试验以及工程监测等手段对坚硬顶板区域弱化控制技术进行研究。基于“塑性绞线”理论构建基本顶“薄板结构”力学模型,提出了结合煤层采出过程中坚硬顶板初次破断临界状态积蓄的弯曲应变能及微震事件分布与响应特征确定水力压裂目标层位的方法,根据此方法确定2305工作面压裂目标层位为14.50 m厚粗砂岩;构建流固耦合模式下应变软化数值计算模型,在目标层位设计有无定向分段水力压裂数值模拟对比试验,并引入强度−应力比参数对顶板局部稳定性进行分析。结果表明:定向长钻水力压裂有效破坏了基本顶的整体性并缩短了基本顶来压步距,初次来压步距降低了25.81%,周期来压步距降低了24.64%,减小了因顶板悬空面积过大而形成巨大动载及诱发冲击地压的可能性;根据2305工作面地质条件,设计定向长钻+常规浅孔的多维分段水力压裂施工方案,20号、21号、22号定向长钻孔压裂过程中分别出现30、35、23次3 MPa以上压降现象,定向分段水力压裂使顶板的整体性得到破坏,常规浅孔压裂过程中不同裂隙的拓展形式在压裂曲线上表现出双阶段稳定型及多阶段发育型的不同阶段性特征,顶板以及顶煤压裂效果显著;联合多种监测手段对2305工作面围岩活动进行监测,多维分段水力压裂技术的实施破坏了坚硬顶板的完整性,与未实施水力压裂的2303工作面相比,初次来压步距与周期来压步距分别降低24、12 m,降幅分别达33.33%、32.19%,有效减小了采面支架工作阻力,降低了大能量微震事件发生的可能性,为井下安全生产提供了保障。 展开更多
关键词 特厚煤层 坚硬岩层 塑性力学 水力压裂 微震监测
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不同金属对喷气燃料热氧化沉积的影响
13
作者 赵旭东 韩之雄 +1 位作者 贾贞健 周伟星 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第1期27-34,共8页
冷却通道壁面上的金属对航空煤油热氧化沉积过程有一定的促进作用.针对航空煤油在金属表面的氧化结焦情况,设计了金属基底氧化沉积实验系统,研究了不同金属对航空煤油氧化沉积的影响.实验结果表明,Fe基底表面沉积量显著高于其他4种基底... 冷却通道壁面上的金属对航空煤油热氧化沉积过程有一定的促进作用.针对航空煤油在金属表面的氧化结焦情况,设计了金属基底氧化沉积实验系统,研究了不同金属对航空煤油氧化沉积的影响.实验结果表明,Fe基底表面沉积量显著高于其他4种基底,沉积量为5.2 mg,而Cu和Ti表面沉积仅为0.8 mg和0.4 mg,Fe、Cr和Ni促进了脱氧和脱氢过程,并显著消耗含氧物质,而铜对喷气燃料的氧化作用最强,生成大量含氧组分,烯烃等物质被氧化后生成更多的醇和烷烃. 展开更多
关键词 RP-3航空煤油 热氧化沉积 金属元素 含氧官能团
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平顶山东部矿区煤系气资源量估算及有利开发层段预测
14
作者 李延河 倪小明 +1 位作者 王保玉 赵锦程 《大庆石油地质与开发》 北大核心 2025年第2期147-155,共9页
近年的勘探开发实践已经证实平顶山矿区煤系气资源潜力巨大,但煤系气富集规律不清、有利区分布不明的问题制约了平顶山矿区煤系气勘探开发的快速推进。以平顶山东部矿区为例,从煤系气赋存地质条件、煤储层物性特征出发,剖析煤系气富集特... 近年的勘探开发实践已经证实平顶山矿区煤系气资源潜力巨大,但煤系气富集规律不清、有利区分布不明的问题制约了平顶山矿区煤系气勘探开发的快速推进。以平顶山东部矿区为例,从煤系气赋存地质条件、煤储层物性特征出发,剖析煤系气富集特征,提出有利层段优选模型。结果表明:二1煤层和四2煤层的平均实测含气量分别为12.36和9.77 m^(3)/t,平均含气量梯度分别为2.56和1.60 m^(3)/(t·hm);二煤段、三煤段和四煤段的平均实测全烃值分别为0.39%、1.04%和0.85%,含煤岩系的含气量随全烃值的增加呈线性增大;平顶山东部矿区的煤系气总资源量为214.20×10^(8) m^(3),资源丰度为2.15×10^(8) m^(3)/km^(2);在区域分布上,首山一矿煤系气的总资源量最高,平煤八矿和十三矿中等,平煤十矿较低;垂向上,二煤段煤系气总资源量最高,四煤段次之,三煤段最小;研究区的有利指数为0.005~0.475,平均为0.172,煤系气开发有利层段3个,较有利层段5个,不利层段4个;区域上的优先开发顺序依次为首山一矿、平煤十矿、平煤十三矿和平煤八矿,垂向上的优先开发层段依次为二煤段、四煤段和三煤段。研究成果可为平顶山东部矿区煤系气有利开发层段的优选提供地质依据。 展开更多
关键词 煤系气 含气量 资源量 有利层段 平顶山矿区
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坚硬顶板特厚冲击煤层智能高效安全开采关键技术
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作者 于斌 孟祥斌 +6 位作者 邰阳 尚子榆 彭明贤 匡铁军 郭飞龙 李东印 王世博 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期245-263,共19页
针对坚硬顶板特厚冲击煤层难以实现源头消冲和高效开采的难题,首先开发了坚硬顶板特厚冲击煤层安全开采保障技术,为智能放煤高效开采创造了有利环境;在此基础上攻克智能放煤技术瓶颈,形成了坚硬顶板特厚冲击煤层智能高效开采技术,具体... 针对坚硬顶板特厚冲击煤层难以实现源头消冲和高效开采的难题,首先开发了坚硬顶板特厚冲击煤层安全开采保障技术,为智能放煤高效开采创造了有利环境;在此基础上攻克智能放煤技术瓶颈,形成了坚硬顶板特厚冲击煤层智能高效开采技术,具体研究过程如下:在坚硬顶板特厚冲击煤层安全开采保障技术方面,采用Timoshenko梁理论建立了坚硬顶板周期破断弹性能集聚模型,分析了不同单轴抗拉强度下顶板能量密度分布规律,揭示了基于地面预制人工缝网的坚硬顶板特厚冲击煤层超前消冲机理,据此开发了地面水平井压裂技术和地面液体炸药爆破技术,形成了基于地面预制人工缝网的超前消冲技术;采用Reissner中厚板理论建立了坚硬顶板切顶前后的初次破断力学模型,分析了人工定向裂缝对顶板弹性能密度和煤体静载增量的影响规律,揭示了基于井下人工定向造缝的坚硬顶板特厚冲击煤层超前消冲机理,发明了复合爆破定向造缝技术,形成了基于井下人工造缝的超前消冲技术。在坚硬顶板特厚冲击煤层智能高效开采技术方面,发明了顶煤厚度雷达在线探测技术、基于近红外光谱的煤矸识别技术、基于振动特征辨识的煤矸识别技术、基于音频的煤矸识别技术和基于激光三维扫描的放煤量实时监测技术,形成了特厚煤层智能感知与识别技术;建立了智能综放工作面“人-机-环”多源信息数据库,开发了特厚煤层综放工作面采放协调决策模型,发明了智能放煤模式与工艺智能决策技术,形成了智能放煤模式与工艺智能决策技术;开发了智能综放工作面三机位姿高精度惯导检测与控制技术,建成了智能综放远程通信及综合控制平台,形成了特厚煤层远程放顶煤智能控制技术。基于以上研究得出:①当抗拉强度分别为0.76、1.57、2.68、3.95和5.68 MPa时,坚硬顶板对应的弹性能密度峰值分别为6.5、25.4、71.6、168.2和340.1 kJ/m,弹性能密度峰值U_(max)^(e)与坚硬顶板抗拉强度σ_(0)呈现二次函数关系,具体关系为U_(max)^(e)=10.715σ_(0)^(2)-0.718σ_(0)。②定向人工裂缝改变的坚硬顶板的边界条件,以兖矿能源集团103_(上)02工作面为例,理论上人工缝网使得工作面砂岩层的初次破断步距从250 m减小为123 m。③基于地面预制人工缝网的超前消冲机理:大量人工缝网在岩层中形成结构弱面,有效降低了坚硬顶板弹性能集聚量,削弱顶板破断产生的矿震强度,从而控制了工作面及巷道内的冲击地压;基于井下人工定向裂缝的超前消除机理:定向裂缝能降低甚至消除坚硬顶板在巷道附近的弹性能,同时减小切顶侧的静载增量,从而控制了巷道内的冲击地压。 展开更多
关键词 坚硬顶板 冲击地压 智能识别与控制 源头消冲 地面压裂
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沉陷区大直径天然气管道受力变形全尺寸试验研究
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作者 王文 洪磊 +4 位作者 任建东 芦晓伟 龚爽 郭润生 董淼 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期890-901,共12页
为研究煤与天然气重叠区域内开采沉陷作用下埋地天然气管道的力学特征及变形演化模式,研制均匀载荷下大直径天然气管道受力变形试验装置,结合管道变形理论和数值模拟软件研究了采动沉陷对埋地管道变形的影响。同时,基于全尺寸力学特征... 为研究煤与天然气重叠区域内开采沉陷作用下埋地天然气管道的力学特征及变形演化模式,研制均匀载荷下大直径天然气管道受力变形试验装置,结合管道变形理论和数值模拟软件研究了采动沉陷对埋地管道变形的影响。同时,基于全尺寸力学特征试验探究了载荷作用下大直径管道的受力变形特征并做出了安全运维分析。结果表明:随着管道下沉量的逐渐增大,管道两端的下沉量相较于管道中心较小;管道的变形于管道中心大致呈左右对称分布;管道中心相对位移量小于管道两端的相对位移量。在自重和载荷作用下,管道顶部和底部分别受压力和拉力作用,压缩和拉伸变形量从管道两端向管道中心逐渐增大,最大压缩和拉伸变形位置均位于管道中心。随着施加载荷的不断增大,管道的整体变形形态呈现出从平底状到漏斗状的演化过程。在自重作用下管道最大沉降量为45 cm,达到管道最大允许沉降量的35%,在载荷作用下管道的最大下沉量为63.6 cm,达到管道最大允许沉降量的50%。根据管道的拉伸应变和最大允许弹性极限变形量估算了管道的安全临界值。结合管土协同和非协同变形数据,计算拉伸分别为31 mm和90 mm,从管道整体失效判据角度分析,管道处于安全变形范围内,能够满足管道安全运维需求。 展开更多
关键词 开采沉陷 508埋地管道 伸缩变形 受力状态 下沉量
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ScCO_(2)作用下高阶构造煤吸附热变化特征及机制
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作者 张小东 王康 +2 位作者 卢铁 王芳芳 张硕 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期81-91,共11页
CO_(2)注入深部煤层强化煤层气开采(CO_(2)-ECBM)具有减少温室气体排放、提高深部煤层气开采效率的意义。为了揭示深部煤层实施CO_(2)-ECBM中超临界二氧化碳(ScCO_(2))对不同破坏程度煤的吸附性的影响规律,对变质程度较高的贫煤和无烟... CO_(2)注入深部煤层强化煤层气开采(CO_(2)-ECBM)具有减少温室气体排放、提高深部煤层气开采效率的意义。为了揭示深部煤层实施CO_(2)-ECBM中超临界二氧化碳(ScCO_(2))对不同破坏程度煤的吸附性的影响规律,对变质程度较高的贫煤和无烟煤开展ScCO_(2)改造试验,基于煤的矿物组成、孔隙性的差异和吸附热变化测试结果,探讨ScCO_(2)对高阶构造煤吸附热的影响机制。结果表明:ScCO_(2)对碳酸盐类矿物改造效果最好,其次是黏土矿物,而对石英影响最小;ScCO_(2)对贫煤的改造效果强于无烟煤,贫煤构造煤的积分吸附热大于原生结构煤,且ScCO_(2)改造后构造煤的积分吸附热增加幅度更明显;ScCO_(2)改造后,温度增加,强化了温度对煤样积分吸附热的影响,压力增加,无烟煤积分吸附热的降低幅度变大,而贫煤积分吸附热的增幅先变大后减小。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 ScCO_(2) 高阶构造煤 吸附热
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液冷数据中心余热驱动的“热泵-跨临界CO_(2)发电”卡诺电池热力性能分析
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作者 谭鋆 丁若晨 +4 位作者 周晓宇 蔺新星 苏文 徐波 吴宏 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第4期1471-1480,共10页
为回收液冷数据中心余热并促进可再生能源下的绿色数据中心发展,本工作提出了一种液冷数据中心余热驱动的“热泵-跨临界CO_(2)发电”卡诺电池热力系统,并建立了相应的热力学模型,以评估不同工况下系统的热力性能。结果表明,在设计工况下... 为回收液冷数据中心余热并促进可再生能源下的绿色数据中心发展,本工作提出了一种液冷数据中心余热驱动的“热泵-跨临界CO_(2)发电”卡诺电池热力系统,并建立了相应的热力学模型,以评估不同工况下系统的热力性能。结果表明,在设计工况下,当储能容量为100 kW×5 h,热泵工质采用R245fa时,热泵COP可达5.23,基于热泵供热的发电效率达13.28%,卡诺电池的往返效率为67.64%。进一步,本工作研究了关键运行参数对系统性能的影响规律,发现系统的往返效率随热泵蒸发器过热度的增加而提升,随高低温水箱温度、发电循环泵出口压力和冷凝温度的增加而下降。其中,当发电循环的冷凝温度低于18℃时,系统的往返效率可超过100%。此外,本工作还对系统运行参数的敏感性进行了分析。结果表明,发电循环冷凝温度对系统往返效率的影响最显著。 展开更多
关键词 卡诺电池 热泵 跨临界CO_(2)发电 液冷数据中心 余热回收
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燃气轮机可倾瓦推力轴承承载性能试验
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作者 王利伟 母博伟 +2 位作者 韩佳真 徐科繁 张广辉 《汽轮机技术》 北大核心 2025年第2期123-126,共4页
设计并搭建了某型燃气轮机可倾瓦推力轴承试验台,在对试验设备检查及调试后,开展了对外径为255mm、转速为3200r/min、比压为0.9MPa推力轴承的变轴向推力试验及轴向推力加载20min稳定运行试验,研究给出了轴向推力加载及进油温度对该型可... 设计并搭建了某型燃气轮机可倾瓦推力轴承试验台,在对试验设备检查及调试后,开展了对外径为255mm、转速为3200r/min、比压为0.9MPa推力轴承的变轴向推力试验及轴向推力加载20min稳定运行试验,研究给出了轴向推力加载及进油温度对该型可倾瓦推力轴承轴瓦温度的影响。试验表明,轴向推力每增大16kN,轴瓦温度提高5℃左右;进油温度40℃相对于进油温度30℃,轴承温度高3℃左右。试验为推力滑动轴承安全稳定运行提供了试验依据。 展开更多
关键词 可倾瓦推力滑动轴承 承载性能 温升
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鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的冲击动力学仿真与试验研究
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作者 王晓伟 田泽辉 +3 位作者 邓旺群 聂卫健 刘文魁 张广辉 《汽轮机技术》 北大核心 2025年第2期113-118,共6页
提出了一种冲击载荷作用下鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的动力学建模方法,并进行了冲击仿真和冲击试验研究。该方法基于短轴承理论和有限元方法,考虑冲击载荷,构建鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的冲击动力学模型。分别考虑阻尼器供油、不供油以及... 提出了一种冲击载荷作用下鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的动力学建模方法,并进行了冲击仿真和冲击试验研究。该方法基于短轴承理论和有限元方法,考虑冲击载荷,构建鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的冲击动力学模型。分别考虑阻尼器供油、不供油以及冲击载荷脉宽影响,采用时域方法进行冲击动力学仿真计算。进一步设计了鼠笼弹支挤压油膜阻尼器冲击试验台,采用电动激振器模拟三角波进行冲击试验,分别在阻尼器供油、不供油以及不同冲击载荷脉宽条件下开展了冲击试验。结果表明,冲击仿真与冲击试验的最大响应变化规律一致、误差小于15%,验证了鼠笼弹支挤压油膜阻尼器冲击动力学建模方法的有效性;同时发现阻尼器在冲击过程能起到降低最大冲击响应约30%的效果,为冲击载荷下航空发动机、燃气轮机等旋转机械的鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的抗冲击设计提供参考。 展开更多
关键词 鼠笼 挤压油膜阻尼器 冲击动力学 冲击试验
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