井筒冻结壁强制解冻技术的研究与实践

针对冻结法凿井后冻结壁面临快速解冻的需求,将强制解冻理论与思想应用到井筒冻结壁快速解冻问题上。以冻结法凿井后的井筒冻结壁为研究对象,分析了井筒冻结壁强制解冻的特点及关键技术,创造性地提出了利用采暖锅炉产生高温热水并与盐水进行热交换,采用“二级循环”模式进行井筒冻结壁快速解冻的方法,对强制解冻参数进行了计算并设计了相应的强制解冻系统。强制解冻监测数据表明,强制解冻系统稳定可靠,且方法因地制宜,经济合理,强制解冻参数计算简便,基本能满足工程需要。     

基于CFD的液固分选流化床数值模拟

利用RNG k-ε湍流模型、VOF(Volume of Faction)多相流模型模拟了液固分选流化床(LSFBS)内外气液两相流场。待气液两相流场稳定后,耦合离散相模型(DPM)模拟了粗煤泥颗粒在LSFBS内部的分选过程。模拟结果能很好地吻合实验结果,其中与试验结果相比所有密度级在重产物中分配率的均方根误差为2.47,预测精煤产率相对误差为2.38%。在此基础上,分析了LSFBS速度场的分布特点;研究了上升水流速度和不同脉动周期、脉动波形的上升水流对分选效果的影响;得到了分选密度和可能偏差与上升水流速度间的函数关系;发现脉动水流分选精度低于均匀上升水流,对于脉动上升水流,最佳脉动周期为1.25 s,最佳波形为矩形。     

陆相盆地古气候变化与环境演化、聚煤作用

为了揭示陆相盆地古气候变化与沉积环境、聚煤作用耦合关系,应用同位素地球化学、煤岩学等理论和方法,进行了柴北缘中侏罗统大煤沟组上段(巴柔期)主采煤层煤岩组分、有机碳同位素组成(δ13CO)及其古气候意义研究。研究煤层(7号和F煤层)δ13CO值平均为-23.9‰,分别变化在-26.7‰~-21.6‰和-25.6‰~-22.9‰。根据沼泽、陆源碎屑体系交替演化特征和煤层有机碳δ13CO值变化规律,将大煤沟组上段划分为8个阶段并对应于1个长周期旋回(C1)和3个短周期旋回(C2)。认为低变质煤δ13CO值在反映古大气CO2同位素组成及其含量变化的同时,还记录了聚煤期(植物生长至泥炭化阶段末)古气候(温度和湿度)的变化:湿暖古气候有利于成煤植物对碳同位素分馏及贫13C腐殖质(镜质组前身)的形成,煤δ13CO值降低;干热古气候不利于植物对碳同位素的分馏,但有利于富集13C的惰质组(丝质体)形成,进而引起煤δ13CO值升高。从煤层δ13CO值所反映的气候变化与陆源碎屑体系废弃、复活及聚煤发生、终止关系角度提出了陆相盆地古气候与沉积环境、聚煤作用关系模型,指出在盆地构造活动、基底沉降较稳定和均匀的煤系沉积过程中,气候变化通过盆地和流域内径流深度(年平均降雨量减去年平均蒸发量)和植被发育演化控制了绝对湖平面变化、沉积物的产生和搬运(供给)速率,进而引起盆地内沼泽、陆源碎屑两种矛盾体系的交替与演化。     

行为经济与自然过程耦合视角下的水资源复杂系统建模研究

在水资源供需矛盾日益严峻的形势下,如何动态刻画变化环境下个体与群体的用水行为响应与系统演化路径,建立有效的适应性管理策略已成为水资源管理者和研究者普遍关注的问题。在梳理了国内外水资源适应性管理模型的研究进展的基础上,以密云水库流域上、下游用水主体的竞争与优化配置建模为例,解析了不同气候条件下农业水资源利用主体的响应行为模式,设计了从微观个体用水行为适应自然变化过程模拟宏观流域系统演化的建模技术路线。提出耦合农村与城市的水资源配置模型框架,系统评估了多智能体建模仿真工具现状,遵循多智能体的ODD协议与粒子群优化算法,构建了气候变化情景下农户自适应用水行为模型,为多智能体模型在人水耦合系统建模、流域尺度的水资源优化配置、适应性管理决策分析提供了借鉴依据。     

18650 型锂离子电池一维热失控传播试验研究

对18650 型锂离子电池在线性水平排列方式下,单体电池和电池组热失控的热量传递、温度变化、烟气变化等进行了研究。将单体锂离子电池热失控过程划分为初始阶段、燃爆阶段和后期燃烧阶段。研究了热失控传播过程,定量分析导热系数k的变化,指出电池距离外部热源越近,越早发生热失控;距离热源较远的电池由于导热系数k 减小,发生热失控的时间变长,燃爆最高温度降低;当距离超长时,热失控传播被阻断。锂离子电池热失控烟气成分主要包含SO2、NO2、CO、HCl 和NH3 等气体,其中,NO2 和SO2 占比较高,分别达到了47%和27%。     

基于CiteSpace的火灾风险评估研究知识图谱分析

为了解火灾风险评估领域的全局概况,对CNKI和Web of Science数据库进行检索,借助CiteSpace软件分析了1999-2020年间的共1250篇文献数据,并绘制了知识图谱.结果表明:火灾风险评估发文量呈稳定上升趋势;高产核心作者是田玉敏和THOMPSON P M;核心机构是中国人民武装警察部队学院(现中国...     

堆积尺寸对秸秆燃烧特性影响的实验研究

摘 要：秸秆是可能引起大规模山火的常见典型可燃物之一,自然堆积状态下秸秆的燃烧过程需要进行深入研究。开展了圆柱体秸秆的燃烧实验,直径分别为60 cm和90 cm,厚度从2.94 cm增加到12.23 cm。对比分析了不同工况下的秸秆燃烧过程,并对秸秆的质量损失速率、火焰温度等燃烧特性参数进行了分析。结果表明：秸秆燃烧过程可分为初始中心燃烧阶段、融合环火阶段、分离环火阶段和衰减熄灭阶段;秸秆的质量损失速率与厚度呈现明显的线性关系,且秸秆直径越大,质量损失速率也越大;火焰温度呈现“快速升高-缓慢降低”的趋势;火焰轴心温度随高度提高而逐渐降低,秸秆表面温度可达800 ℃,在0.9 m处的温度下降至200 ℃。研究结论有助于加深对秸秆火灾发展蔓延过程和特点的理解。     

具缓坡边缘型陆相盆地沉积层序与聚煤模式

为揭示具缓坡边缘型陆相盆地层序发育与聚煤特征,以柴达木盆地北缘团鱼山地区中侏罗统为例,利用岩芯、测井资料对其沉积相、层序地层及聚煤作用进行研究：共识别出河流、三角洲和湖泊3种沉积体系,强制湖退(FR)造成的陆表侵蚀不整合面(SU)及其对应的整合面(CC**)、河流侵蚀面(RES)、初始湖泛面(FFS)、最大湖泛面(MFS)5种层序地层关键界面;将侏罗系含煤地层划分为3个三级层序,分别对应中侏罗统大煤沟组、石门沟组下段和石门沟组上段。提出了具缓坡边缘型陆相盆地层序地层和聚煤模式。结果表明：具缓坡边缘型陆相盆地发育的层序边界与被动大陆边缘盆地I型层序边界相似,煤层主要形成于湖侵体系域中,在三角洲平原环境,厚煤层(M5)发育于靠近最大湖泛面的湖侵体系域末期;在滨浅湖环境,巨厚煤层(M7)形成于靠近初始湖泛面的湖侵体系域的早期。     

爆炸荷载对邻近巷道裂纹群影响规律动焦散试验

为了研究围岩中存在缺陷的既有巷道受邻近巷道爆破振动的影响,采用爆炸加载数字激光动态焦散线试验系统,探究了新巷道爆破开挖对邻近巷道预制裂纹群的影响规律。试验结果表明:爆炸荷载对邻近巷道围岩裂纹群的影响规律与裂纹所在位置、裂纹倾角和与邻近巷道间距L有关;当L45 mm或L65 mm时,巷道左壁预制裂纹与炮孔连线区域出现三角形破坏,但表现形式有所差异;当L增大时,巷道周边与应力波相切或有一定夹角的1号、3号和4号裂纹扩展现象均不明显,而其他裂纹扩展位移基本呈逐渐减少趋势;群裂纹扩展时,动态应力强度因子的变化趋势基本呈现先振荡增大到峰值,后减小,然后再增大到第2个峰值,最后振荡减小到0的规律,且当裂纹最终扩展位移越小时,这种现象越明显,伴随着裂纹呈现出扩展—止裂—快速扩展—止裂的扩展规律。     

基于多物理场耦合的瓦斯抽放半径确定方法

为了确定合理的瓦斯抽放半径,建立了考虑煤的流变特性、渗透率动态变化和吸附特征的渗流-应力耦合模型,对比分析了软硬煤层钻孔孔径变化规律,研究了抽放过程渗透率的动态演化规律,确定了软硬煤层的有效抽放半径,找出了瓦斯抽放半径的影响因素。研究结果表明：由于含瓦斯煤的流变特性,软硬煤层钻孔均会随时间发生缩孔现象,软煤层钻孔在短时间内就可能被堵塞,硬煤层钻孔直径虽有缩小但仍处于稳定状态,并不堵塞瓦斯抽放通道,在确定抽放半径时,应首先分析钻孔的孔径变化规律以确定有效抽放时间;瓦斯抽放过程煤的渗透率会随时间逐渐增大;煤体硬度、埋藏深度、初始瓦斯压力、初始渗透率和钻孔孔径等是影响瓦斯抽放半径的主要因素。