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陕北地区中深层同轴地埋管取热性能影响因素分析及优化
被引量:
2
1
作者
邹海江
李永鹏
+4 位作者
张林
惠鹏
刘厚宁
申芳
王沣浩
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期152-158,共7页
中深层同轴地埋管地热供热技术在我国北方城镇供热领域兴起并广泛应用。陕北地区地热资源丰富,但地温梯度略低且岩土热物性参数特性不同,地质参数影响中深层同轴地埋管的取热性能。采用OpenGeoSys开源数值模拟平台建立三维中深层同轴地...
中深层同轴地埋管地热供热技术在我国北方城镇供热领域兴起并广泛应用。陕北地区地热资源丰富,但地温梯度略低且岩土热物性参数特性不同,地质参数影响中深层同轴地埋管的取热性能。采用OpenGeoSys开源数值模拟平台建立三维中深层同轴地埋管耦合地层传热计算模型,并基于陕北地区典型地质参数,研究不同设计参数对中深层同轴地埋管取热性能的影响及全生命周期技术经济性,优选出地热工程最佳工艺参数。结果表明,中深层同轴地埋管的外管径与埋深增大均能提升取热能力。相较于外管径,埋深对取热能力的提升效果更为显著,埋深从2 500 m增加到3 500 m,取热量增加了77.3%。依据工程实践,当外管外径×厚度大于177.80 mm×9.19 mm时所对应的平均能源成本因其钻井成本陡增而增大。在给定工况参数下,推荐中深层同轴地埋管的最佳外管外径×厚度为177.80 mm×9.19 mm,埋深为3 200 m,此时平均能源成本为0.524元/(kW·h),经济效益最优。
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关键词
中深层
同轴地埋管
取热性能
数值模拟
经济性
埋深
管径
OPENGEOSYS
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职称材料
榆神矿区工作面煤层顶板导水裂隙带特征
被引量:
4
2
作者
姜万明
薛雄飞
+4 位作者
马壮
胡志华
刘桂璋
吉勇
李方典
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2024年第1期123-134,共12页
为探测导水裂隙带发育特征及高度,以榆神矿区西南部30201工作面为研究对象,采用钻孔水文观测、岩芯地质、物理测井、直流电法、密集分布式光纤感测相结合的导水裂隙带探测技术以及数值模拟,对导水裂隙带发育高度及特征进行研究。结果表...
为探测导水裂隙带发育特征及高度,以榆神矿区西南部30201工作面为研究对象,采用钻孔水文观测、岩芯地质、物理测井、直流电法、密集分布式光纤感测相结合的导水裂隙带探测技术以及数值模拟,对导水裂隙带发育高度及特征进行研究。结果表明:工作面裂隙带发育高度为135.00 m,裂采比为21.43,冒落带发育高度为66.38 m,冒采比为10.5,弯曲下沉带高度为94.87 m;呈现出沿工作面倾向导水裂隙带在巷道发育最小,在工作面中心位置发育最大的“拱形”形态,冒落带在工作面中心位置发育最大,在巷道位置发育最小的特征;数值模拟精度与建立模型的地质条件参数密切相关,数值模拟与现场实测结果基本吻合。
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关键词
导水裂隙带
现场实测
物理测井
岩芯地质
密集分布式光纤
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职称材料
中低煤阶镜煤/暗煤大分子结构及对甲烷吸附的影响
被引量:
6
3
作者
惠鹏
马东民
+6 位作者
陈跃
王丽雅
李卫波
滕金祥
李国富
杨甫
郑超
《煤炭转化》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期25-38,共14页
为研究中低阶煤不同宏观煤岩组分微观结构及对甲烷吸附的影响,采集黄陇煤田郭家河、大佛寺、园子沟及黄陵矿区的四种不同煤样,手工剥离不同宏观煤岩成分(镜煤和暗煤),通过傅立叶红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)分析和等温吸附实验...
为研究中低阶煤不同宏观煤岩组分微观结构及对甲烷吸附的影响,采集黄陇煤田郭家河、大佛寺、园子沟及黄陵矿区的四种不同煤样,手工剥离不同宏观煤岩成分(镜煤和暗煤),通过傅立叶红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)分析和等温吸附实验探究中低阶煤分子结构特征及其对甲烷吸附能力的影响。结果表明:同一煤样中镜煤的水分和挥发分产率高于暗煤的水分和挥发分产率,而暗煤的灰分产率和固定碳含量高于镜煤的灰分产率和固定碳含量。镜煤的显微组分中镜质组含量较大、惰质组含量较低,暗煤则相反。红外光谱分析结果表明,同一煤层的镜煤和暗煤红外光谱吸收峰形态相似,官能团类型和含量接近。煤分子结构中主要含氧官能团按含量由高到低依次为C—O,COOH,C=O,脂肪侧链按含量由高到低依次为CH_(2),CH_(3),CH。对比煤的准晶体结构发现,中低阶煤煤化程度低,γ带的峰面积整体较大。受煤化作用和压实作用影响,暗煤的堆砌度和堆砌层数大于镜煤的堆砌度和堆砌层数。分子结构特征对甲烷吸附量的影响显著。镜煤的最大甲烷吸附量与芳碳率和缩合度均呈正相关,暗煤的最大甲烷吸附量与芳碳率和缩合度均呈负相关。镜煤和暗煤的最大甲烷吸附量随羟基相对含量增加而减小,碳氧双键(羰基和羧基)相对含量对甲烷吸附量的影响有限。
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关键词
黄陇煤田
镜煤/暗煤
分子结构
准晶体结构
吸附能力
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职称材料
题名
陕北地区中深层同轴地埋管取热性能影响因素分析及优化
被引量:
2
1
作者
邹海江
李永鹏
张林
惠鹏
刘厚宁
申芳
王沣浩
机构
陕西韩城天久注浆勘探有限责任公司
西安交通大学人居环境与建筑工程学院
出处
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期152-158,共7页
基金
陕西省重点研发计划高校联合项目(2023GXLH-032)。
文摘
中深层同轴地埋管地热供热技术在我国北方城镇供热领域兴起并广泛应用。陕北地区地热资源丰富,但地温梯度略低且岩土热物性参数特性不同,地质参数影响中深层同轴地埋管的取热性能。采用OpenGeoSys开源数值模拟平台建立三维中深层同轴地埋管耦合地层传热计算模型,并基于陕北地区典型地质参数,研究不同设计参数对中深层同轴地埋管取热性能的影响及全生命周期技术经济性,优选出地热工程最佳工艺参数。结果表明,中深层同轴地埋管的外管径与埋深增大均能提升取热能力。相较于外管径,埋深对取热能力的提升效果更为显著,埋深从2 500 m增加到3 500 m,取热量增加了77.3%。依据工程实践,当外管外径×厚度大于177.80 mm×9.19 mm时所对应的平均能源成本因其钻井成本陡增而增大。在给定工况参数下,推荐中深层同轴地埋管的最佳外管外径×厚度为177.80 mm×9.19 mm,埋深为3 200 m,此时平均能源成本为0.524元/(kW·h),经济效益最优。
关键词
中深层
同轴地埋管
取热性能
数值模拟
经济性
埋深
管径
OPENGEOSYS
Keywords
moderately deep
coaxial borehole heat exchanger
heat transfer performance
numerical simulation
eco-nomy
burial depth
pipe diameter
OpenGeoSys
分类号
TU83 [建筑科学—供热、供燃气、通风及空调工程]
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职称材料
题名
榆神矿区工作面煤层顶板导水裂隙带特征
被引量:
4
2
作者
姜万明
薛雄飞
马壮
胡志华
刘桂璋
吉勇
李方典
机构
陕西
有色榆林煤业
有限
公司
陕西
省煤层气开发利用
有限
公司
陕西韩城天久注浆勘探有限责任公司
西安科技大学地质与环境学院
出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2024年第1期123-134,共12页
基金
陕西省自然科学基础研究计划项目(2023-JC-YB-272)
国家重点研发计划项目(2022YFF1303304)。
文摘
为探测导水裂隙带发育特征及高度,以榆神矿区西南部30201工作面为研究对象,采用钻孔水文观测、岩芯地质、物理测井、直流电法、密集分布式光纤感测相结合的导水裂隙带探测技术以及数值模拟,对导水裂隙带发育高度及特征进行研究。结果表明:工作面裂隙带发育高度为135.00 m,裂采比为21.43,冒落带发育高度为66.38 m,冒采比为10.5,弯曲下沉带高度为94.87 m;呈现出沿工作面倾向导水裂隙带在巷道发育最小,在工作面中心位置发育最大的“拱形”形态,冒落带在工作面中心位置发育最大,在巷道位置发育最小的特征;数值模拟精度与建立模型的地质条件参数密切相关,数值模拟与现场实测结果基本吻合。
关键词
导水裂隙带
现场实测
物理测井
岩芯地质
密集分布式光纤
Keywords
water-conducting fracture zone
on-site measurement
physical logging
core geology
dense distributed fiber
分类号
TD745 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
中低煤阶镜煤/暗煤大分子结构及对甲烷吸附的影响
被引量:
6
3
作者
惠鹏
马东民
陈跃
王丽雅
李卫波
滕金祥
李国富
杨甫
郑超
机构
西安科技大学地质与环境学院
陕西韩城天久注浆勘探有限责任公司
陕西
省地质科技中心
煤与煤层气共采技术国家重点实验室
自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室
出处
《煤炭转化》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期25-38,共14页
基金
国家自然科学基金项目(41902175)
山西省科技计划揭榜招标项目(20201101002)
陕西省地勘基金公益性项目。
文摘
为研究中低阶煤不同宏观煤岩组分微观结构及对甲烷吸附的影响,采集黄陇煤田郭家河、大佛寺、园子沟及黄陵矿区的四种不同煤样,手工剥离不同宏观煤岩成分(镜煤和暗煤),通过傅立叶红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)分析和等温吸附实验探究中低阶煤分子结构特征及其对甲烷吸附能力的影响。结果表明:同一煤样中镜煤的水分和挥发分产率高于暗煤的水分和挥发分产率,而暗煤的灰分产率和固定碳含量高于镜煤的灰分产率和固定碳含量。镜煤的显微组分中镜质组含量较大、惰质组含量较低,暗煤则相反。红外光谱分析结果表明,同一煤层的镜煤和暗煤红外光谱吸收峰形态相似,官能团类型和含量接近。煤分子结构中主要含氧官能团按含量由高到低依次为C—O,COOH,C=O,脂肪侧链按含量由高到低依次为CH_(2),CH_(3),CH。对比煤的准晶体结构发现,中低阶煤煤化程度低,γ带的峰面积整体较大。受煤化作用和压实作用影响,暗煤的堆砌度和堆砌层数大于镜煤的堆砌度和堆砌层数。分子结构特征对甲烷吸附量的影响显著。镜煤的最大甲烷吸附量与芳碳率和缩合度均呈正相关,暗煤的最大甲烷吸附量与芳碳率和缩合度均呈负相关。镜煤和暗煤的最大甲烷吸附量随羟基相对含量增加而减小,碳氧双键(羰基和羧基)相对含量对甲烷吸附量的影响有限。
关键词
黄陇煤田
镜煤/暗煤
分子结构
准晶体结构
吸附能力
Keywords
Huanglong coal field
vitrain/durain
molecular structure
quasicrystal structure
adsorption capacity
分类号
TQ530 [化学工程—煤化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
陕北地区中深层同轴地埋管取热性能影响因素分析及优化
邹海江
李永鹏
张林
惠鹏
刘厚宁
申芳
王沣浩
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
2
榆神矿区工作面煤层顶板导水裂隙带特征
姜万明
薛雄飞
马壮
胡志华
刘桂璋
吉勇
李方典
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2024
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
中低煤阶镜煤/暗煤大分子结构及对甲烷吸附的影响
惠鹏
马东民
陈跃
王丽雅
李卫波
滕金祥
李国富
杨甫
郑超
《煤炭转化》
CAS
CSCD
北大核心
2023
6
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职称材料
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