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混合煤矸放落态势特征研究
1
作者 单鹏飞 杨通 +1 位作者 孙浩强 郗博佳 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第9期66-74,共9页
传统的基于图像检测技术的放顶煤过程中煤流动态特性研究多侧重于某一特定阶段的图像分析,未结合全阶段的动态特性进行综合分析;现有研究较少将放顶煤过程中上覆岩层的松散区变化与放煤过程中的煤矸分离和煤流特性相结合,缺乏对放煤过... 传统的基于图像检测技术的放顶煤过程中煤流动态特性研究多侧重于某一特定阶段的图像分析,未结合全阶段的动态特性进行综合分析;现有研究较少将放顶煤过程中上覆岩层的松散区变化与放煤过程中的煤矸分离和煤流特性相结合,缺乏对放煤过程的全局性系统分析。针对上述问题,对放顶煤过程中的煤流动态特性、煤矸分离效果及上覆岩层松散区凹陷变化进行了系统研究。首先,提出了一种基于双光流网络的放顶煤过程动态分析方法。实验结果表明:不同放煤方案下,放煤速度不随放煤形式和规律的变化而改变,平均检测准确率随着放煤口数量的增多而提高,尤其在不同放煤步距阶段呈明显线性增长;顶煤放出率与平均检测准确率呈正相关关系,验证了该方法在放顶煤过程监测中的有效性。其次,利用OpenCV技术对上覆岩层松散区凹陷面积进行实验分析。结果表明,初始放煤阶段松散区凹陷面积急剧增长,随后随时间推移逐渐趋于稳定;通过凹陷面积的动态变化趋势,可有效判断顶煤的放出过程,实现透明化放煤监测。最后,结合称重实验数据,分析了放煤量、放出率与含矸率之间的关系。结果表明,初始放煤阶段纯煤放出量最大,周期放煤阶段纯煤放出量趋于稳定,含矸率则随着放煤口数量的增多而减少。该结果进一步揭示了放煤方式对煤矸分离和顶煤放出率的影响。 展开更多
关键词 放顶煤 顶煤放出率 初始放煤阶段 周期放煤阶段 松散区凹陷 煤流动态特性 煤矸分离 双光流网络 OpenCV
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煤岩学方法在异常炼焦煤煤质评价中的应用
2
作者 张文成 《煤质技术》 2024年第1期54-60,共7页
通过煤岩学方法中的反射率分布和煤岩显微组分可反映煤质特性,但随着炼焦煤资源日益劣化,需利用煤岩学方法判断炼焦异常煤,并对异常炼焦煤的质量进行评价。通过煤岩反射率自动测试系统对炼焦煤资源进行分析,结合煤岩反射率分布并根据商... 通过煤岩学方法中的反射率分布和煤岩显微组分可反映煤质特性,但随着炼焦煤资源日益劣化,需利用煤岩学方法判断炼焦异常煤,并对异常炼焦煤的质量进行评价。通过煤岩反射率自动测试系统对炼焦煤资源进行分析,结合煤岩反射率分布并根据商品煤的煤岩判定标准,在炼焦配煤实际应用中判断是否为同类炼焦煤混煤、混入低品质炼焦煤的混煤或混入非炼焦煤的混煤,并从煤氧化的判定、混入兰炭或工业废渣等方面探讨由煤岩显微组分判定异常煤。研究表明:煤岩反射率主要应用于判定混煤,应区别对待同类混煤、混入低质炼焦煤和混入非炼焦煤该3类混煤,尤其需避免混入非炼焦煤;煤岩显微组分是对煤岩反射率自动测定系统的补充,通过煤岩观察显微组分,可以判断炼焦煤的氧化、混入兰炭及混入工业废渣等是炼焦煤异常的主要原因;煤岩学方法是判定炼焦煤异常的主要技术手段,但煤岩指标仅对传统指标有补充作用而非完全替代作用。 展开更多
关键词 煤岩学方法 炼焦煤 煤质评价 混煤 异常煤 反射率 煤岩显微组分 煤氧化
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选煤厂智能配煤系统研究与应用
3
作者 张海涛 《选煤技术》 CAS 2024年第3期80-84,共5页
为解决传统配煤方式严重依赖人工经验、数据反馈较为滞后、操作复杂、劳动强度大等问题,在分析蒙大矿业选煤厂配煤系统现状的基础上,通过对智能配煤算法和控制进行研究,开发了一套智能配煤系统。该系统选用模糊控制进行比例配煤或煤质配... 为解决传统配煤方式严重依赖人工经验、数据反馈较为滞后、操作复杂、劳动强度大等问题,在分析蒙大矿业选煤厂配煤系统现状的基础上,通过对智能配煤算法和控制进行研究,开发了一套智能配煤系统。该系统选用模糊控制进行比例配煤或煤质配煤,能够依据用户要求以及各产品仓的产品质量、储量情况,自动给出最优配煤方案。生产实践表明:该系统可根据煤质数据在线调节配煤比例,使蒙大矿业选煤厂混煤产品吨煤发热量提高了9.85 J,增加收益73.45万元/a,同时避免了“亏卡”现象带来的经济纠纷;实现减员3人,节约人工成本30万元/a。智能配煤系统的研究与应用,实现了选煤厂配煤的智能化、高效化与系统化,对产品煤质提升和选煤效率管控具有积极意义,且该系统具有可复制性,可广泛应用于类似条件的选煤厂配煤系统中。 展开更多
关键词 智能配煤系统 配煤模型 模糊控制 比例配煤 煤质配煤 最优配煤方案 吨煤发热量
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高炉喷吹用烟煤配煤炼焦试验研究
4
作者 江鑫 樊永在 +2 位作者 李亚兵 杨帆 付利俊 《煤化工》 CAS 2024年第1期52-55,共4页
为了扩大炼焦煤资源,优化配煤结构,结合烟煤配煤炼焦理论,通过高炉喷吹用烟煤的工业铁桶试验研究,分析了配加烟煤后配合煤的性能变化和所炼焦炭的质量。结果表明:适当增加1/3焦煤、减少气煤配比,烟煤配加质量分数控制在2%~3%,可以有效... 为了扩大炼焦煤资源,优化配煤结构,结合烟煤配煤炼焦理论,通过高炉喷吹用烟煤的工业铁桶试验研究,分析了配加烟煤后配合煤的性能变化和所炼焦炭的质量。结果表明:适当增加1/3焦煤、减少气煤配比,烟煤配加质量分数控制在2%~3%,可以有效优化配煤结构,使配合煤的灰分、硫分及挥发分保持在稳定状态,改善焦炭的机械强度、热强度,提高焦炭的块度,同时还可以降低配煤成本,当烟煤配加质量分数为2%时,配煤成本可降低15.60元/t。 展开更多
关键词 配煤炼焦 烟煤 气煤 焦炭质量 配煤成本
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ML-QSPR方法预测煤基液体的燃料性能
5
作者 李文英 王香玲 +2 位作者 范欢欢 范鸿霞 冯杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1098-1110,共13页
煤基液体混合物如煤焦油、煤直接液化油的分子结构描述和性质预测是开发煤基液体产品高值化工艺和技术的重要基础。由于煤基液体主要由C、H、O、N、S元素构成数量庞杂、芳环结构各异的混合物,因此,使用Python中的RDKit工具包,利用简化... 煤基液体混合物如煤焦油、煤直接液化油的分子结构描述和性质预测是开发煤基液体产品高值化工艺和技术的重要基础。由于煤基液体主要由C、H、O、N、S元素构成数量庞杂、芳环结构各异的混合物,因此,使用Python中的RDKit工具包,利用简化分子线性输入规范(Simplified Molecular Input Line Entry System,SMILES)语言构建煤基液体中物质分子描述符,描述符包含样品元素信息、环数与环结构信息、原子数及分子量信息等共计115个分子描述符。对比人工信息提取方法,将所构建的分子描述符能够体现煤基液体分子结构碎片、分子量及原子个数信息等作为机器学习的特征输入变量,用于建立预测煤基液体的燃料性能的分子机器学习-定量结构性质关系方法 (ML-QSPR),实现对燃料低位热值(LHV)、液体密度(ρ)、闪点(FP)、十六烷值(CN)4个关键燃料性能参数的快速预测。模型验证分析表明LHV、ρ、FP模型的R^(2)分别为0.996、0.988、0.987;CN预测中加入混合物数据进行预测,R^(2)=0.959。与已公开报道的预测LHV、ρ、FP、CN性质方法对比,笔者提出ML-QSPR方法在预测4个关键燃料性能参数准确度方面有提升,在获取结果速度方面有显著优势。利用ML-QSPR模型预测得到的煤基液体制特种燃料性能参数数据库中的信息,分析增加不同族组分物质的碳原子数量时4个燃料性能参数的演变趋势,发现LHV、ρ、FP、CN四个燃料性能参数均受碳数(n)影响显著。由于LHV主要由n决定,不同族组分物质的LHV差距小;而不同族组分物质的ρ、FP和CN性质差距明显。此外,本研究训练好的模型可用于预测新的分子,为新型燃料分子设计提供参考;ML-QSPR方法作为迁移学习模型可在今后用于煤基液体其他场景相关理化性质的分析。 展开更多
关键词 煤焦油 煤直接液化油 煤结构 煤组成成分 分子描述符
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煤化工生产技术路线及产品现状
6
作者 王艳珍 《广东化工》 CAS 2024年第17期90-91,共2页
中国煤炭资源丰富,是我国重要的能源资源,传统煤炭加工过程中能耗高,污染大,对环境和人体健康产生严重影响。在“双碳”背景、能耗双控政策影响下,选择合适的路线生产具有市场竞争力的产品是一个战略性的问题。文章从煤炭焦化、气化、... 中国煤炭资源丰富,是我国重要的能源资源,传统煤炭加工过程中能耗高,污染大,对环境和人体健康产生严重影响。在“双碳”背景、能耗双控政策影响下,选择合适的路线生产具有市场竞争力的产品是一个战略性的问题。文章从煤炭焦化、气化、液化三个方面综述了煤化工生产的技术路线及产品现状,并对其发展趋势进行预测,以期为煤化工产品路线选择提供参考。 展开更多
关键词 煤化工技术 煤化工产品 煤气化 煤液化
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鄂尔多斯盆地石炭系本溪组煤岩气地质特征与勘探突破 被引量：9
7
作者 赵喆 徐旺林 +8 位作者 赵振宇 易士威 杨威 张月巧 孙远实 赵伟波 史云鹤 张春林 高建荣 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期234-247,259,共15页
通过对鄂尔多斯盆地石炭系本溪组煤岩分布、煤岩储层特征、煤质特征、煤岩气特征以及煤岩气资源和富集规律等方面开展系统研究,评价其勘探潜力。研究表明:①煤岩气是有别于煤层气的优质天然气资源,在埋深、气源、储层、含气性、碳同位... 通过对鄂尔多斯盆地石炭系本溪组煤岩分布、煤岩储层特征、煤质特征、煤岩气特征以及煤岩气资源和富集规律等方面开展系统研究,评价其勘探潜力。研究表明:①煤岩气是有别于煤层气的优质天然气资源,在埋深、气源、储层、含气性、碳同位素组成等方面具有独特特征;②本溪组煤岩分布面积达16×10^(4)km^(2),厚度2~25m,以原生结构的光亮和半亮煤为主,挥发分和灰分含量低,煤质好;③中高阶煤岩TOC值为33.49%~86.11%,平均值为75.16%,演化程度高(Ro为1.2%~2.8%),生气能力强,气体稳定碳同位素值高(δ^(13)C_(1)值为-37.6‰~-16.0‰,δ^(13)C_(2)值为-21.7‰~-14.3‰);④深层煤岩发育气孔、有机质孔和无机矿物孔等基质孔隙,与割理、裂缝共同构成良好储集空间,储层孔隙度为0.54%~10.67%,平均值为5.42%,渗透率为(0.001~14.600)×10^(-3)μm^(2),平均值为2.32×10^(-3)μm^(2);⑤纵向上发育5种煤岩气聚散组合,其中煤岩-泥岩聚气组合与煤岩-灰岩聚气组合最为重要,封闭条件好,录井全烃气测峰值高;⑥构建了广覆式分布的中高阶煤岩持续生气、煤岩基质孔和割理裂缝规模储集、源-储一体赋存、致密岩盖层密闭封堵的煤岩气富集模式,存在煤岩侧向尖灭体、透镜体、低幅度构造、鼻状构造和岩性自封闭5种高效聚气类型。⑦依据煤岩气地质特征评价划分出8个区带,估算埋深超过2000m的煤岩气资源量超过12.33×10^(12)m^(3)。上述认识指导风险勘探部署,两口井实施后分别获得工业气流,推动进一步部署预探井和评价井,获得规模突破,提交超万亿方预测储量和超千亿方探明储量,对中国天然气效益增储和高效开发具有重大意义。 展开更多
关键词 煤岩气 煤层气 中高阶煤 割理 鄂尔多斯盆地 石炭系本溪组 风险勘探
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鄂尔多斯盆地神木–佳县区块深部煤层气地质特征及勘探开发潜力 被引量：6
8
作者 李国永 姚艳斌 +5 位作者 王辉 孟令箭 李珮杰 张永超 王建伟 马立民 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期70-80,共11页
我国深部(以下均指埋深大于2000 m)煤层气资源丰富,勘探开发潜力巨大。与中浅部相比,深部煤层气在富集成藏规律与开发方式方面均具有显著的差异性,急需针对重点区块开展解剖性分析研究。神木–佳县区块位于鄂尔多斯盆地东北部,目前尚处... 我国深部(以下均指埋深大于2000 m)煤层气资源丰富,勘探开发潜力巨大。与中浅部相比,深部煤层气在富集成藏规律与开发方式方面均具有显著的差异性,急需针对重点区块开展解剖性分析研究。神木–佳县区块位于鄂尔多斯盆地东北部,目前尚处于深部煤层气勘探的起步阶段,深部煤层气富集特征及开发潜力等尚不明确。基于研究区近期实施的地震资料、300余口井的测井资料和4口取心井的参数资料等,系统分析煤储层基础地质特征,总结煤层气富集主控因素与富集规律,类比剖析研究区深部煤层气勘探开发潜力。研究区深8号煤的镜质体反射率介于0.7%~1.8%,大部分区域煤层演化已处于热解生气高峰,区域上煤层净煤厚度高达7~8 m,煤层发育稳定,构造相对简单、水动力封闭性较强、顶底板封盖条件较好,为煤层气大面积连续成藏提供了优越条件,其中佳县南区的煤层气资源条件最好。与鄂尔多斯盆地东部其他区块深部煤层相比,研究区煤层中游离气占比明显更高(15.21%~46.47%),煤层中吸附气主要受吸附压力封存控制,而游离气受毛管力封闭与浮力重力分异双重控制,两种封存机制共同决定了深部煤层含气量的垂向分带与平面分区,以佳县南部为例总结了吸附气吸附压力主控、游离气毛管压力封闭与重力分异耦合控制的典型深部煤层气富集模式。与临兴区块和大宁–吉县区块类比分析结果表明,神木–佳县区块具有较好的煤层气资源基础、储层改造条件和高产潜力,预示了此区块深部煤层气规模化开发的美好前景。此外,大宁–吉县区块深部属典型的高煤阶煤,而神木–佳县深部为中煤阶煤,因此,该研究认识进一步丰富完善了深部煤层气富集理论,对于全国深部煤层气勘探开发实践有重要指示意义。 展开更多
关键词 深部(层)煤层气 鄂尔多斯盆地东部 神木-佳县 深8号煤 煤层气富集机制
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煤层微观孔隙特征及沉积环境对孔隙结构的控制作用-以鄂尔多斯盆地8号煤层为例 被引量：2
9
作者 赵伟波 刘洪林 +2 位作者 王怀厂 刘德勋 李晓波 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期142-154,共13页
寻找深部煤层气资源分布,亟待查明深部煤储层沉积环境和孔隙分布特征。为此,在开展鄂尔多斯盆地煤岩显微组分、核磁共振孔隙和电镜分析的基础上,查明了煤岩显微组分和孔隙分布特征,评价了鄂尔多斯盆地8号煤的煤沉积环境和孔隙结构特征... 寻找深部煤层气资源分布,亟待查明深部煤储层沉积环境和孔隙分布特征。为此,在开展鄂尔多斯盆地煤岩显微组分、核磁共振孔隙和电镜分析的基础上,查明了煤岩显微组分和孔隙分布特征,评价了鄂尔多斯盆地8号煤的煤沉积环境和孔隙结构特征之间的关系。结果表明:①研究区8煤层煤岩有机显微组分以镜质组为主,成煤早期植物类型应主要为木本植物,后期随着覆水程度增大而逐渐转变为木本+草本混生植物为主;②本溪期8号煤由早期为湿地森林沼泽逐步演化为后期开阔水域沼泽,沼泽水体相对滞留,沼泽环境稳定,利于有机质富集和煤层结构稳定;③研究区8煤大孔占比与结构保存指数(TPI)两者呈正相关,而与凝胶化指数(GI)呈负相关;④基质镜质体发育密集气孔群或稀疏带状气孔群,团块镜质体中发育少量气孔,结构镜质体中发育原始组织孔,多为矿物充填,均质镜质体气孔不发育。研究认为榆林地区煤层孔隙分布受到煤沉积环境和显微组分控制,开阔水域沼泽相的煤层孔隙结构呈现三峰,其中微孔和大孔发育最好,湿地森林沼泽相煤层孔隙结构呈现双峰,微孔发育好,大孔发育较差。 展开更多
关键词 深部煤层气 煤相 孔隙结构 煤岩显微组分 鄂尔多斯盆地
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包钢高炉喷吹煤粉利用率的测定 被引量：1
10
作者 杨帆 白晓光 +4 位作者 于恒亮 郑占斌 张建良 党晗 徐润生 《炼铁》 CAS 北大核心 2024年第1期63-67,共5页
利用透射光偏光显微镜,对包钢高炉重力除尘灰、旋风除尘灰和布袋除尘灰中的碳素种类进行定性和定量分析,以测定高炉喷吹煤粉利用率。测定结果表明,3号高炉喷吹煤粉利用率上下限分别为89.03%和79.46%,4号高炉的喷吹煤粉利用率上下限分别... 利用透射光偏光显微镜,对包钢高炉重力除尘灰、旋风除尘灰和布袋除尘灰中的碳素种类进行定性和定量分析,以测定高炉喷吹煤粉利用率。测定结果表明,3号高炉喷吹煤粉利用率上下限分别为89.03%和79.46%,4号高炉的喷吹煤粉利用率上下限分别为91.51%和84.14%。认为,3号高炉和4号高炉所使用喷吹煤粉来自同一系列,因此可以通过采取稳定煤粉粒度波动、优化富氧鼓风和提高入炉焦炭强度等措施,来提高喷吹煤粉利用率。 展开更多
关键词 高炉 煤比 喷吹煤粉利用率 除尘灰 未燃煤粉
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煤层气储层气-液-固多相渗流规律研究 被引量：1
11
作者 韩文龙 李勇 +1 位作者 王延斌 赵石虎 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第7期22-30,共9页
揭示储层非饱和流阶段煤粉运移产出规律,对煤层气高效排采具有重要现实意义。基于气-液-固三相流模拟装置,通过设定不同煤粉粒径、注入流速、裂缝宽度和煤粉质量分数等条件,开展了煤层气储层非饱和流阶段煤粉产出运移特征试验,并分析了... 揭示储层非饱和流阶段煤粉运移产出规律,对煤层气高效排采具有重要现实意义。基于气-液-固三相流模拟装置,通过设定不同煤粉粒径、注入流速、裂缝宽度和煤粉质量分数等条件,开展了煤层气储层非饱和流阶段煤粉产出运移特征试验,并分析了煤粉沉淀量、产出量及煤岩气相与液相渗透率变化特征。研究表明:随着裂缝宽度增加,煤粉产出量呈现出逐渐增大的趋势,沉淀量呈现出先增大后减小的变化特征,在裂缝宽度为0.1 mm时达到最大值;随着煤粉质量分数的增大,产出量表现为先增大后减小(峰值点在0.15‰附近),沉淀量逐渐增大,说明煤粉在储层中运移存在一定的单位体积含量极值,超过极值后,煤粉将大量沉淀并堵塞孔裂隙;合理控制煤层气产水产气速率,能够有效地控制煤粉的产出,煤粉沉淀量和产出量随着注入流速的增长均呈现出先增大后减小的趋势,注入流速为5.0 mL/min时的煤粉沉积量最大,在流速为7.5 mL/min时煤粉产出量相对较高;液相渗透率演化特征呈现出逐渐降低和先稳定后逐渐降低2种变化趋势,气相渗透率演化特征较为复杂;综合注入压力、煤岩渗透率变化、煤粉产出和沉淀特征,可将煤粉在裂缝中运移划分为缓慢沉积、快速沉积和完全堵塞3个阶段。 展开更多
关键词 煤层气储层 气-液-固三相流 煤粉产出 煤粉运移 渗透率
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选煤厂产品结构多元化发展的研究与探索 被引量：1
12
作者 朱博文 贾晋 +1 位作者 宋丹 刘金艳 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2024年第6期47-49,共3页
介绍了晋能控股煤业集团煤炭洗选基本现状及煤炭资源优势,针对企业产品结构单一、产品开发与利用率较低的问题,以同忻选煤厂为试点,通过工艺优化、系统改造,调整产品结构,生产炼焦配煤,以点带面,逐步形成集团气精煤及弱粘煤产品规模竞... 介绍了晋能控股煤业集团煤炭洗选基本现状及煤炭资源优势,针对企业产品结构单一、产品开发与利用率较低的问题,以同忻选煤厂为试点,通过工艺优化、系统改造,调整产品结构,生产炼焦配煤,以点带面,逐步形成集团气精煤及弱粘煤产品规模竞争优势,不断增强企业的盈利能力、抗风险能力和核心竞争力。 展开更多
关键词 选煤厂 动力煤 1/3焦煤 炼焦配煤
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高炉喷吹煤粉预热工艺技术进展及应用
13
作者 王保 张建良 +4 位作者 徐润生 张宗旺 李飞 吕国明 尹玉 《炼铁》 CAS 北大核心 2024年第3期6-10,16,共6页
煤粉预热可提高高炉喷吹煤粉的初始温度,加强煤粉在风口前的气化热解过程,降低喷煤对风口区域热风的冷却效应,进而提高煤粉燃烧率,为高煤比创造条件。对现有几种煤粉预热工艺,如高炉废烟气对流预热、电磁感应预热、立式筒仓管板预热和... 煤粉预热可提高高炉喷吹煤粉的初始温度,加强煤粉在风口前的气化热解过程,降低喷煤对风口区域热风的冷却效应,进而提高煤粉燃烧率,为高煤比创造条件。对现有几种煤粉预热工艺,如高炉废烟气对流预热、电磁感应预热、立式筒仓管板预热和流化床预热技术特点依次进行了分析。高炉废烟气对流预热工艺,充分利用高炉煤气和热风炉废烟气余热,既能提高煤粉初始温度,又能减少能源浪费。攀钢钒高炉和舞钢高炉预热煤粉工业试验结果表明,提高煤比和降低焦比的效果良好,应用前景广阔。 展开更多
关键词 高炉 煤粉预热 煤粉温度 煤粉燃烧率 煤比
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基于非稳态扩散的复合煤体能量失稳致灾研究
14
作者 秦玉金 苏伟伟 +1 位作者 卢守青 李铭杰 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期126-138,共13页
在我国由于地质构造作用的影响,导致煤层中多存在原生结构煤和构造煤分层的现象;而构造煤的存在导致复合煤层突出危险性急剧增加,这严重制约我国煤矿安全生产。根据软硬复合煤体瓦斯的扩散状态,模拟分析了非稳态扩散复合煤体的力学失稳... 在我国由于地质构造作用的影响,导致煤层中多存在原生结构煤和构造煤分层的现象;而构造煤的存在导致复合煤层突出危险性急剧增加,这严重制约我国煤矿安全生产。根据软硬复合煤体瓦斯的扩散状态,模拟分析了非稳态扩散复合煤体的力学失稳规律;建立了非稳态扩散的吸附瓦斯膨胀能计算模型,探讨了稳态扩散和非稳态扩散对于吸附瓦斯膨胀能的影响,从能量角度分析了吸附瓦斯膨胀能对突出的控制作用,阐释了非稳态扩散复合煤体的突出失稳致灾机制。结果表明:复合煤层中构造煤的存在能够增加其邻近原生结构煤的塑性破坏程度,提高了原生结构煤塑性区内的瓦斯运移速度,进而增加煤与瓦斯突出危险性;非稳态扩散条件下原生结构煤和构造煤的吸附瓦斯膨胀能是稳态扩散条件的0.50~0.57倍和3.36~3.38倍,复合煤层中由于构造煤的存在导致原生结构煤内部裂隙-基质系统间产生巨大的瓦斯浓度差,使得原生结构煤基质内部的吸附瓦斯迅速解吸,增加邻近原生煤中吸附瓦斯膨胀能,进而使得复合煤层的突出危险性显著增加。 展开更多
关键词 非稳态扩散 原生结构煤 构造煤 复合煤层 煤与瓦斯突出
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裂隙中煤粉运移及解堵可视化物理模拟实验
15
作者 魏迎春 张琦 +5 位作者 刘子亮 李彪 谢天成 任金伟 王安民 曹代勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1488-1500,共13页
煤粉在煤储层裂隙中沉积会降低裂隙导流能力,制约煤层气井高效稳产开发。设计了裂隙中煤粉运移及解堵可视化物理模拟实验方案,通过裂隙中煤粉运移可视化物理模拟实验,分析了裂隙不同位置煤粉颗粒沉积面积的变化和沉积形态特征,揭示了煤... 煤粉在煤储层裂隙中沉积会降低裂隙导流能力,制约煤层气井高效稳产开发。设计了裂隙中煤粉运移及解堵可视化物理模拟实验方案,通过裂隙中煤粉运移可视化物理模拟实验,分析了裂隙不同位置煤粉颗粒沉积面积的变化和沉积形态特征,揭示了煤粉运移、沉积的动态规律;通过裂隙中煤粉解堵可视化物理模拟实验,分析了解堵时间和流速对裂隙中沉积煤粉解堵面积的影响,揭示了煤粉启动、解堵的动态规律。实验结果表明:煤粉颗粒在裂隙不同方向和位置聚集状态不同,裂隙喉道由入口向垂直主运移方向的两端及主运移方向煤粉颗粒沉积面积逐渐减少,支路通道沿主运移方向煤粉颗粒沉积面积逐渐增加。裂隙喉道、支路通道和主路通道处煤粉沉积的形态分别呈鹰嘴状、层状和流线型,其原因是裂隙不同位置对含煤粉流体的阻力不同,导致煤粉在不同位置的沉积形态不同。在相同流速下,随解堵时间增长,煤粉解堵效果越好,但前期解堵面积大,后期解堵面积小,裂隙喉道处煤粉解堵效果明显优于支路通道,其原因是松散、易于解堵的煤粉颗粒会被首先解堵,随时间进行,剩余未被解堵的煤粉颗粒需要更大的启动流速。流速越大,裂隙喉道处和支路通道处的煤粉解堵面积越大,其原因是提升流速能增强煤粉颗粒的流动性。 展开更多
关键词 煤层气 煤粉运移 煤粉解堵 可视化 物理模拟实验
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西山煤田煤层气井水力压裂效果剖析及启示
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作者 阎纪伟 宋晓夏 +6 位作者 梁卫国 李鸿雨 李伟 刘威 孟艳军 夏鹏 卫强强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3546-3560,共15页
水力压裂是改善煤层渗透率的常用方法,其改造效果直接影响煤层气井的产能。详细观测了西山煤田屯兰区块5口煤层气井的井下揭露煤层及裂隙展布情况,并联合体视镜、扫描电镜和显微CT等研究煤体结构、微裂隙、石英砂和煤粉的分布特征,结合... 水力压裂是改善煤层渗透率的常用方法,其改造效果直接影响煤层气井的产能。详细观测了西山煤田屯兰区块5口煤层气井的井下揭露煤层及裂隙展布情况,并联合体视镜、扫描电镜和显微CT等研究煤体结构、微裂隙、石英砂和煤粉的分布特征,结合区域地应力和水力压裂施工参数,剖析煤层气井的压裂效果。研究结果表明:水力压裂产生的宏观裂隙形态复杂多样,包含水平型、垂直型、X型和T型。距离煤层气井筒越近,煤体越破碎,以碎裂煤和碎粒煤为主,水力压裂裂隙发育,远离煤层气井筒的煤体主要是原生结构煤,以原生裂隙为主。石英砂主要铺置在水平裂隙内,仅有少量分布在T型裂隙内。石英砂与煤的裂隙面强烈摩擦、碰撞和嵌入,与压裂液破裂煤体叠加形成大量煤粉,造成煤粉裹挟石英砂堵塞裂隙。宏观裂隙内的煤粉主要受水力压裂时煤体破裂、压裂液冲刷煤体及石英砂与裂隙面摩擦而产生,微观裂隙内的煤粉在煤体破断时产生。煤粉与石英砂混合堆积在裂隙内,对携砂液产生巨大阻力,造成石英砂无法向煤层气井的远端运移。地应力的大小和方向、煤层及顶底板的强度是影响水力压裂裂隙张开与延展方向的重要因素,携砂液黏度低无法悬浮石英砂,容易造成石英砂与煤粉聚集堵塞裂隙。 展开更多
关键词 煤层气井 水力压裂效果 裂隙观测 煤体结构 石英砂 煤粉
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“三下”采煤技术应用与发展趋势探析
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作者 王俊龙 《中国煤炭工业》 2024年第4期69-71,共3页
据统计分析,我国各主要大中型煤矿“三下”压煤量已达数百亿吨,其中建筑物下压煤占65%、水体下压煤占25%、铁路下压煤占10%。传统采煤方式因其局限性已满足不了“三下”采煤的需求,针对建筑物下、水体下和铁路下等特殊地质环境,“三下... 据统计分析,我国各主要大中型煤矿“三下”压煤量已达数百亿吨,其中建筑物下压煤占65%、水体下压煤占25%、铁路下压煤占10%。传统采煤方式因其局限性已满足不了“三下”采煤的需求,针对建筑物下、水体下和铁路下等特殊地质环境,“三下”采煤技术应运而生。从“三下”采煤技术体系合理应用的角度,深入研究当前不同地质条件下开采技术与手段的适用性,分析“三下”采煤的应用场景与技术现状,并探讨“三下”采煤技术未来的发展趋势,对于提升“三下”采煤效率及安全性具有重要的现实意义。 展开更多
关键词 “三下”采煤技术 采煤方式 特殊地质环境 压煤量 建筑物下压煤 采煤效率 三下 统计分析
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鄂尔多斯盆地中东部地区石炭系本溪组煤岩气储层特征
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作者 刘新社 黄道军 +3 位作者 虎建玲 周国晓 杜小伟 戴贤铎 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期51-62,共12页
近年来,鄂尔多斯盆地多口风险探井在石炭系本溪组煤岩中获得工业气流,展示出该盆地煤岩气良好的勘探前景,但关于该盆地煤岩气储层特征的研究较少,煤岩气储层分布规律认识不清,制约了下一步勘探部署。为此,以本溪组8号煤为例,综合岩心、... 近年来,鄂尔多斯盆地多口风险探井在石炭系本溪组煤岩中获得工业气流,展示出该盆地煤岩气良好的勘探前景,但关于该盆地煤岩气储层特征的研究较少,煤岩气储层分布规律认识不清,制约了下一步勘探部署。为此,以本溪组8号煤为例,综合岩心、扫描电镜及物性等分析化验资料,对盆地深层煤岩的宏观煤岩类型、显微组分、煤质特征、孔-裂隙发育特征、物性特征和甲烷吸附能力等储层特征开展了系统研究,建立煤岩气储层评价标准,并预测了煤岩气的有利分布区。研究结果表明:①8号煤以原生结构的光亮煤、半亮煤为主,显微组分中镜质组含量高,灰分平均值为17.77%,镜质体最大反射率为1.08%~2.23%,以肥煤-贫煤为主。②8号煤储集类型以胞腔孔、气孔和裂隙为主,其中裂隙包括宏观割理和微裂隙;孔裂隙体积分布以“U”字形结构为主,微孔贡献最大,其次为微裂隙;比表面积分布呈“L”字形,呈现出微孔单峰。③8号煤氦气法孔隙度平均值为6.25%,渗透率平均值为4.21 mD,煤岩在地层状态下具有良好的渗透性。④8号煤空气干燥基兰氏体积为7.79~26.08 m^(3)/t,平均值为18.60 m^(3)/t,兰氏压力为2.03~4.17 MPa,平均值为3.12 MPa,煤岩吸附能力与灰分含量呈负相关性,与成熟度呈正相关性。结论认为,鄂尔多斯盆地本溪组8号煤发育2类有利区,其中横山-米脂-绥德一带为Ⅰ类有利区,面积约11200 km^(2);乌审旗西和榆林北为Ⅱ类有利区,面积约13300 km^(2),2类有利区资源量超过4.5×10^(12) m^(3),可形成煤岩气规模增储上产的现实领域。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 石炭系 本溪组 8号煤 深层煤岩 储层特征 煤岩气 勘探有利区
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量子化学计算在煤炭清洁高效转化微观机制的应用
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作者 马雪璐 张子涵 解强 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期36-47,共12页
为推进实现碳达峰、碳中和的目标,煤炭作为我国能源结构的基础原料,其利用的清洁化、高效化需要持续深化内涵。量子化学作为解释微观结构及作用机制的重要理论,目前已被广泛应用于煤化学领域,为煤炭研究提供更多微观信息,以促进煤炭清... 为推进实现碳达峰、碳中和的目标,煤炭作为我国能源结构的基础原料,其利用的清洁化、高效化需要持续深化内涵。量子化学作为解释微观结构及作用机制的重要理论,目前已被广泛应用于煤化学领域,为煤炭研究提供更多微观信息,以促进煤炭清洁高效利用技术的发展。基于此,概述了量子化学计算在优化煤炭模型分子结构、探讨煤炭清洁高效转化反应机理和明确反应影响因素作用机制3方面的应用,重点对煤热解、燃烧、气化及液化过程中存在的微观问题进行分析、梳理,涉及煤的热解和燃烧过程中的氮元素迁移转化机理、煤基特征官能团与CO_(2)的气化特性、煤液化微观机理中的氢转移反应,以及气氛和催化剂等因素的作用机制等,最后就匹配煤炭变质程度的演变模型、煤炭反应过程中的多因素作用影响机制、完整转化机理、催化剂优化、创新集成工艺等问题,对量子化学在煤炭清洁高效转化领域中有待深入挖掘的科学问题进行了总结与展望,力图为煤炭清洁转化利用技术的研究和应用提供启示。 展开更多
关键词 量子化学 煤热解 煤燃烧 煤气化 煤液化 密度泛函理论
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宁东煤田石炭−二叠系富油煤赋存的地质控制作用
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作者 黄鹏程 郭伟勇 +8 位作者 姬晓燕 蔡飞飞 张志峰 黄康 程云强 刘争 王贝 陈蓉 师庆民 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期119-131,共13页
【目的】鄂尔多斯盆地宁东煤田蕴藏丰富的富油煤资源,其中石炭−二叠系煤层由于热演化及沉积环境差异导致富油煤赋存较为特殊。【方法】以红墩子矿区和四股泉矿区煤为研究对象,在分析富油煤赋存特点及关键物质组成基础上,探讨了煤化程度... 【目的】鄂尔多斯盆地宁东煤田蕴藏丰富的富油煤资源,其中石炭−二叠系煤层由于热演化及沉积环境差异导致富油煤赋存较为特殊。【方法】以红墩子矿区和四股泉矿区煤为研究对象,在分析富油煤赋存特点及关键物质组成基础上,探讨了煤化程度与沉积环境对煤焦油产率的控制作用。【结果与结论】结果表明:宁东煤田石炭−二叠系煤层焦油产率平均值介于7.15%~11.07%,但不同区域、不同煤层及同煤层不同部位焦油产率普遍存在差异性。煤化程度是影响研究区富油煤赋存的核心地质控制因素,使得煤焦油产率随煤化程度升高呈现先增加后降低的变化趋势,峰值转折点为C_(daf)=84%。煤化作用控制下,H/C、O/C与焦油产率之间呈现相近的演化趋势,同时造成活性组分(镜质组+壳质组)仅在C_(daf)<84%时与焦油产率呈良好正相关性。成煤母质、气候条件和水体古盐度对煤焦油产率影响较小,但水体还原性及水动力条件间接影响了同煤级煤焦油产率的离散性。镜惰比(V/I)、凝胶化指数(GI)、灰成分指数(K)、U/Th及δU指示的成煤环境表现出覆水性深、闭塞潮湿、还原性强、木本组织少,有利于形成高焦油产率的富油煤;灰分产率、SiO_(2)+Al_(2)O_(3)等指示水动力条件强、陆源碎屑输入量大,不利于高焦油产率富油煤形成。 展开更多
关键词 富油煤 焦油产率 煤化程度 成煤环境 石炭−二叠系 宁东煤田
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