生物质型煤机械强度影响因素的研究

以生物质作为黏结剂制备生物质型煤,采用正交试验法着重考察了黏结剂制备过程中的热处理时间、碱液浓度和型煤成型压力对生物质型煤机械强度的影响。研究表明,热处理时间是影响型煤机械强度的主要因素,其次是碱液浓度和成型压力。当热处理时间为3 h、碱液质量分数为4%、成型压力为28 MPa时,生物质型煤的机械强度达到最佳。     

煤锤击破坏瞬变电磁信号特征实验研究

利用超声波测速仪、自制的落锤冲击装置和ZDKT-1型瞬变电磁测试系统,研究了不同煤颗粒粒度、不同成型压力条件下型煤超声波波速变化及其落锤冲击破坏瞬变电磁信号特征。结果表明:制备型煤的颗粒度和成型压力共同影响了型煤的强度,成型压力越大、型煤强度越大、超声波波速越大;型煤锤击破坏瞬变电磁信号具有全方位、脉冲式特征;相同颗粒度和冲击载荷条件下,型煤强度越大,锤击破坏产生的瞬变电磁信号能量越大。     

神木粉煤成型试验中成型压强和水分的研究

以陕西神木县粉煤为研究对象,以包钢塑性黏土为黏结剂制备型煤,考察了成型压力和加入水分对型煤冷压强度和跌落强度的影响。研究结果表明成型压力过小或过大都会影响型煤的成型质量。     

粒度级配及外加水分对晋城无烟煤成型性影响研究

从煤成型性理论分析入手，分析研究了影响型煤强度的主要因素，尤其是晋城无烟煤作为型煤加工的原料煤，其粒度组成、粒度级配和备煤过程中外加水分对型煤强度的影响。研究结果表明，适宜的成型水分和粒度组成能够使原料密实堆积，进而提高型煤的强度，当晋城无烟煤粒度小于1.5 mm时，型煤的冷热强度最好；当粒度小于3 mm时，情况次之，但综合考虑破碎效率及生产成本后，成型粒度选择小于3 mm较为合适，晋城无烟煤适宜的粒度级配为1.5 mm以下细颗粒，占比在77%左右；适宜的成型水分可提高型煤强度，晋城无烟煤与膨润土黏结剂组合最适宜的成型水分为11%～12%。     

生物质型煤热压成型工艺条件

通过对型煤抗压强度的测定,比较全面地分析了生物质含量、成型压力、成型温度、恒温时间及煤粉粒度等因素对成型效果的影响,并提出了生物质型煤热压成型的推荐工艺参数.最后讨论了生物质与煤粉表面作用及生物质型煤强度的机理.     

生物质型煤技术综述

详细介绍国内外生物质型煤技术的发展现状,分析了生物质型煤的技术特点、成型机理、成型技术、点火特性、燃烧机理、机械强度和固硫特性,并展望了生物质型煤技术今后的发展方向。     

冷压型煤强度影响因素的研究现状及展望

为了便于开展在物理力学性质和吸附性能方面与原煤相似度较高的突出模拟相似材料配比试验研究,对粉煤成型机理以及冷压型煤强度影响因素的研究成果进行了梳理,概括了现有粉煤冷压成型机理,重点分析了粉煤粒度及组成、成型压力、成型水分和粘结剂对冷压型煤强度的影响规律,并在此基础上对煤与瓦斯突出模拟试验型煤制作工艺进行了优化,对后续型煤强度影响因素研究前景进行了展望,为大尺寸突出煤相似模拟材料配比制作及其工艺研究提供参考。     

洁净型煤成型及复合黏结剂的研究

以糊化木薯淀粉、羧甲基淀粉钠、膨润土、腐植酸钠为原料制备复合黏结剂,以冷压成型工艺制备型煤。测试型煤的跌落强度和干强度,并对型煤的制备工艺条件进行优化,获得综合性能最优的黏结剂配方。     

型煤成型影响因素的正交实验分析

影响型煤成型产品强度的因素主要有4种,即黏结剂、成型压强、粒度组成和成型水分,正交试验选定在型煤成型影响因素中。实验的黏结剂为腐殖酸土,且保持不变,通过正交实验设计方法,优化另3种影响因素(成型压强、粒度组成、成型水分)的选择。     

利用煤泥制备生物质型煤的研究

采用正交试验法着重考察了煤泥种类、粘结剂含量及成型压力对生物质型煤机械强度的影响,并对其热稳定性、灰熔融性等性能指标进行了测试。研究表明,粘结剂含量是影响型煤机械强度的主要因素,其次是煤泥种类和成型压力。当以焦作煤泥为原料,粘结剂含量为10%,成型压力为25 MPa时,生物质型煤的跌落强度达94.6%,抗压强度达1182.3 N/个,热稳定性达70.7%,灰熔融性达1315℃。     

Hypercoal制备热压型煤的试验研究

粉煤成型工艺不仅可以解决粉煤利用效率低、环境污染严重的问题,还可以满足某些特定工业生产的原料准备要求。以无黏性的瘦煤为原料,以Hypercoal(HPC)作为黏结剂,利用自制的热压成型设备进行了热压型煤的试验研究,研究中考察了保温时间、温度和HPC添加量对热压型煤抗压强度的影响。研究结果发现:HPC在热压条件下可以显著提高型煤的抗压强度,在不添加HPC的情况下,型煤的抗压强度仅有38~70 N/个,在加入10%的HPC后,型煤的抗压强度可以达到148~227 N/个;当HPC添加量为15%,热压成型温度为400℃,保温时间为15 min时,以30 MPa的压力成型,可以制得抗压强度高达436 N/个的型煤;与糖蜜作为黏结剂制成的冷压型煤相比,热压型煤有着相近的抗压强度,因此,以HPC作为黏结剂制备热压型煤是完全可行的。     

一种新型复合型煤粘结剂的研究

简要介绍了一种新型复合型煤粘结剂及其型煤成型工艺。该粘结剂是由水泥和聚乙烯醇制成，其粘结能力强，材料来源方便，掺量小，成本低，适用于任何煤种。所制的型煤强度高，耐水性好，加工工艺简单，还能固硫减少污染。     

长焰煤制鲁奇气化炉气化型煤生产技术的改进

以义马长焰煤为原料,通过添加改进后的复合粘结剂,并改造型煤生产线的成型和干燥工艺,生产出适用于鲁奇气化炉的气化型煤。结果表明:在采用适合的粘结剂和成型及干燥工艺条件下,生产出型煤的各项指标与无烟煤型煤基本相当,型煤冷强度达到600N/球以上;热强度达到350N/球以上。试烧结果表明:义马长焰煤型煤以20%比例与长焰煤块煤掺烧时,对气化炉工况没有影响。     

高温作用后原煤、型煤力学及声发射特性对比试验研究

利用单轴压缩试验仪器与声发射检测系统对煤样进行单轴压缩声发射试验，分析温度对原煤、型煤力学及声发射特性的影响规律。结果表明：同一温度下，型煤的峰值强度大于原煤,随着试验温度的升高，原煤的峰值强度与损伤强度逐渐降低，峰值应变也随之减小；型煤的峰值强度逐渐增大，但高温处理后型煤的损伤强度较常温相比降低，两者损伤强度数值在应力-应变曲线拐点附近。通过分析煤样不同阶段的声发射特征，相同温度下原煤、型煤的力学与声发射特性相吻合。原煤加载初期声发射计数出现一段“空白期”，随着试验温度的升高，原煤最大振铃计数增大，200℃时达到最大值，型煤最大振铃计数先增大后减小，100℃时达到最大值；应力-时间曲线拐点附近，煤样声发射计数活跃，原煤激增现象明显，且高温处理后的煤样与常温煤样相比，拐点前移；原煤、型煤在加载过程中声发射信号的差异性间接表明了两者结构的差异，对比高温作用后两者力学及声发射特征规律上的不同，更加说明高温作用后原煤内部产生的热应力对结构破坏的剧烈程度。原煤、型煤高温处理后拐点的出现及附近声发射信号激增标志着煤岩内部裂纹大面积产生，据此可对矿井可能发生动力学灾害部位及时采取预防措施。     

影响型煤成型质量的工艺参数研究

采用腐植酸钠、 膨润土和高岭土作为复合型煤黏结剂, 以常温强度、 高温强度和热稳定性作为型煤试样的主要性能检测指标, 考察了原煤粒度组成、 成型水分、 搅拌时间、 干燥温度和干燥时间对型煤性能的影响, 得出了影响型煤质量的最佳工艺参数： 原煤的最佳粒度组成为粒径在0 ~0. 85 mm的占60%左右,0. 85 ~3 mm的占40%左右; 成型水分为12% ~ 14%; 干燥时间为2 h;干燥温度150 ~180 益; 条件允许时, 搅拌时间越长越好, 实际生产中, 取5 min为宜。     

突出煤体变形破坏过程声发射演化特征综合分析

对阳煤新元矿3号突出煤层的原煤和型煤进行载荷控制方式下的变形破坏试验，研究不同类型煤样变形破坏过程中声发射特征及其差异。研究结果表明，煤体破裂过程经历了3个阶段：非裂纹发展阶段、裂纹的稳定发展阶段和非稳定发展阶段。原煤在裂纹的稳定发展阶段及其以后，体应变速率的增大伴随着声发射指标的增大，且体应变的突降伴随着声发射指标的激增。原煤的裂纹非稳定发展阶段出现在峰值应力之前，表现出峰后的脆性变形特征，声发射指标峰值也出现在峰值应力之前；而型煤的裂纹非稳定发展阶段出现在峰值应力以后，表现出峰后塑性流动的延性变形，声发射指标峰值也出现在峰值应力以后。原煤破裂过程中呈现出两种体应变-时间曲线形态，既有较为平滑的曲线形态，也有在裂纹的稳定发展阶段就开始出现短时突降的体应变-时间曲线形态；而型煤仅呈现出平滑的曲线形态。原煤的声发射参数与应力之间总体上呈正相关关系，且在裂纹的非稳定发展阶段或者稳定发展阶段的中期以后，声发射参数具有较高的数值；而型煤声发射参数的演化分为两个阶段，峰前的平静期和峰后的爆发期，由峰前较为稳定的低值跃升到峰后较高水平的最大值，其破坏的声发射参数具有突增性。原煤声发射强度包括平均强度和峰值强度均远大于型煤的声发射强度，这主要是原煤强度较高容易积聚较高的弹性潜能且内部结构相对破碎所致。     

保德矿区煤岩煤质特征及成煤环境研究

保德矿区位于鄂尔多斯盆地东北缘,属于河东煤田,为晋北大型煤炭基地。为了揭示保德矿区不同煤岩煤质的形成环境,利用煤岩煤质等技术参数,分析了煤层镜/惰比、灰分、煤灰组分、硫分等参数指标的变化规律,并结合地层沉积相特征,探讨了保德矿区主采煤层的煤岩煤质特征及成煤环境演变规律。研究结果表明: 矿区内主采煤层物理性质相似,以半亮型煤及半暗型煤为主,显微组分以有机组分为主,无机组分以粘土矿物为主;镜质组反射率相近,煤化程度整体较低。各主采煤层水分含量较低,差别较小;灰分以中～低灰为主,煤灰组分以SiO2、Al2O3为主;挥发分含量较高,以中高～高挥发分为主;硫分含量差别较大,8#煤为低硫煤,10#煤和11#煤属于低中硫煤,13#煤为中高硫煤。保德矿区太原期至山西期成煤环境整体为半咸水海陆过度环境,氧化性逐渐增强,盐度减少,受海水的影响程度逐渐减弱;太原期至山西期主要成煤期经历了一次周期性海侵海退大旋回,侧面揭示了保德矿区海侵成煤（10#煤和11#煤）和海退成煤（8#煤和13#煤）两种成煤模式。     

单轴压缩破坏下分层型煤电阻率响应分析

地层电阻率是地球物理勘探考察的重要参数,不同结构煤体受载破坏过程中电阻率变化特征存在差异。建立受载煤样电阻实时测试实验系统,对所压制未分层及不同厚度、不同强度的2分层型煤试样进行了单轴压缩实验,得出试样破坏过程的力学强度及电阻率变化规律,研究分层界面影响下不同结构型煤的电阻率响应特征。实验结果表明:型煤单轴压缩破坏下的电阻率呈现阶段性变化,未分层试样在压密后存在“U”型变化过程,最低点接近试样应力应变曲线屈服点;不同强度分层试样破坏过程中电阻率曲线先增加后呈现“U”型,破坏后电阻率为初始状态的2~4倍;不同厚度分层试样破坏过程中电阻率表现为先增后减,两分层厚度差异大的试样厚分层破坏更为剧烈,整体表现出的宏观电阻率值更大。分层试样弹性模量及抗压强度均较未分层试样小,峰值应力处的电阻率变化率为1~2,未分层试样则小于0.5;试样两分层厚度及强度越接近,压缩破坏产生的剥离部分越均匀,更容易产生区域“串-并联”现象,破坏后电阻率变化率越大。煤样本身或分层面空隙骨架的挤压破碎会导致煤层电阻率的增加。分层型煤试样破坏后表现出表面剥离,裂隙均匀连通的破坏形式,根据型煤受载破坏过程得出试样存在“纵向裂隙”和“纵向+横向裂隙”影响下电阻率变化数学模型。两分层及贯通界面的裂隙使试样呈“串-并联”形式连通电路,试样整体电阻率与裂隙电阻率及裂隙体积占比呈正相关。对分层型煤单轴压缩规律的描述反映了部分煤矿区地层物探过程中的电学各向异性特征。     

我国型煤技术现状及发展方向

介绍了型煤的技术特点和产品分类,叙述了国内外型煤发展的历程及其现状,重点阐述了国外型煤技术发展的最新动态和国内气化型煤研究所取得的一系列科研成果。针对我国目前型煤应用中的问题,进行了探讨。指出,环保型煤、生物质型煤和低变质程度烟煤气化型煤技术是我国今后型煤技术发展的重要方向。     

工业型煤防水性影响因素的试验研究

型煤的防水性是衡量型煤质量的主要指标之一，提高型煤的防水性是工业型煤技术转化为生产力迫切需要解决的问题。文章采用复合添加剂对晋城、济源、阳城三种无烟煤及加工成的型煤进行防水性测试，得出了添加剂各组分对工业型煤防水性影响的规律。