煤矿分布式能源微网智能调控系统

为代替或减少外部电能的消耗,降低整个煤矿的能耗,在煤矿建立了分布式能源智能调控系统。介绍了该系统的组成结构及智能调控原理,其利用数据分析系统,采集煤矿用能端风井加热、采暖、制冷、电力负荷随环境温度变化的历史数据,形成大数据系统。根据历史数据的变化趋势,预判各种用能负荷的走势,再根据供能端的供应能力,合理匹配相应的能源供给方式。数据分析系统向控制系统发出控制指令,以煤矿瓦斯作为主要一次能源,以地热能、太阳能、风能为辅助一次能源;合理分配热能和电能,充分利用煤矿瓦斯气体产热发电。现场实践结果表明,该系统的应用可以实现对煤矿的冷、热、电三联供,最终实现节能减排的目的。     

煤层瓦斯抽采顺层钻孔偏斜规律及原因分析

顺层钻孔抽采煤层瓦斯是矿井常用消突措施之一,但钻孔偏斜造成的消突空白带又给安全生产带来新的隐患。为了查明钻孔偏斜规律及原因,采用赤平投影及MATLAB滤波处理,再结合统计分析的方法,分别建立倾角-进尺、方位角-进尺2种数学模型。研究表明,顺层钻孔轨迹的倾角随钻进深度的增加总体是一个长周期或若干短周期。进尺小于50 m时,钻孔轨迹沿煤层向下偏斜,进尺大于50 m后,钻孔轨迹先向下偏斜,后向上发生偏斜;钻孔轨迹的方位角的变换呈左右摇摆的周期性变化,第1周期起始偏移的方向(向左或向右)总是向着地层的真倾向方向靠近,随进尺深度的增加周期变短。根据分析,造成钻孔偏斜主要原因为岩层产状、施工工艺和孔壁间隙等。     

槽波地震勘探技术在瓦斯富集区探测中的应用研究

为查清糯东煤矿11705工作面内部煤厚变化，并圈出工作面瓦斯治理高风险区域，为工作面安全高效生产提供指导，采用槽波地震透射法对11705工作面进行探测。联合槽波速度解释与能量解释两种方法，辨析透射槽波的质量，将质量差的槽波射线分别绘制在平面图上，采用射线交汇的方法划分工作面的开采风险分布区域。探测成果与实验室中解吸法的瓦斯测定成果进行了对比，结果表明，煤与瓦斯突出矿井槽波速度与瓦斯富集区存在一定相关性，在槽波高速区、波速急剧变化带或高低速相间分布区，瓦斯含量可能较高；被四周高速区所包围的低速区域瓦斯含量较高。上述结论为国内同类型矿井瓦斯富集区探测提供了借鉴。     

采动影响区抽采钻井井身固化及抽采效果考察

为提高地面瓦斯抽采效果,对抽采期间钻井进行了窥视,发现当回采工作面推过地面钻井位置后,钻井井壁迅速破坏,无法充分发挥其应有的瓦斯抽采效应。通过对煤层顶板岩层受采动影响顶板活动过程的分析,优化地面抽采钻井井身结构,在原有的施工工艺上增加三开下筛管,增强钻孔的防护强度,抽采浓度提高了1.54.5倍,抽采纯量提高了1.55倍,工作面回风流和回风隅角瓦斯浓度显著下降,抽采效果明显提高。     

煤层软硬分层吸附瓦斯性能差异性及其对瓦斯赋存的影响

为研究煤层软、硬分层吸附瓦斯性能差异性及其对瓦斯赋存的影响,分析了煤层内软分层的形成机理及结构特征,采集了我国多个煤与瓦斯突出矿井的煤样作为试验对象,应用高压容量法开展了软、硬分层煤样吸附瓦斯性能参数的对比试验,探讨了软煤、硬煤吸附性能的差异性。在此基础上,对煤层软、硬分层吸附瓦斯性能差异性与瓦斯赋存特征之间的关联进行了研究,结果表明:试验煤样软分层的极限吸附量均大于硬分层;随着瓦斯压力的增加,试验煤样软、硬分层瓦斯含量的差值逐渐增大,其曲线的变化特征与Langmuir方程类似,并且软、硬分层瓦斯含量数值的差异主要由吸附量差值构成;煤层软、硬分层吸附瓦斯性能的差异不仅对煤层原始瓦斯赋存特征有着显著的影响,同时还将影响煤巷掘进、瓦斯抽采过程中煤体内瓦斯流场的分布规律,需要根据煤层软、硬分层的组合特点,制订切实有效的瓦斯抽采技术方案。     

印度洋海盆沉积物中稀土的赋存状态及其浸出研究

印度洋海盆沉积物作为重要的稀土资源，已成为保障我国稀土供应的重要途径。为探究利用印度洋海盆沉积物提取稀土的可行性，通过激光粒度分析、化学物相分析、SEM分析等考察了某印度洋海盆沉积 物中稀土元素赋存状态，并采用硫酸为浸出剂，研究硫酸浓度、液固比、浸出温度及时间对稀土浸出率的影响，对最佳条件下获得的浸出液通过氨水中和沉淀净化。结果表明：①沉积物颗粒极细，体积平均粒径仅 4.47 μm，其主要矿物组成为黏土、锰氧化物、石英、长石、云母、绿泥石和石盐，其中稀土主要赋存于磷灰石中，占总稀土比例达73.10%；②在硫酸浓度2 mol/L，液固比7∶1，浸出温度55 ℃，浸出时间120 min的 最佳条件下，主要稀土元素La、Ce、Nd和Y的浸出率分别为80.57%，66.33%，88.42%和93.25%，高价值的重稀土Gd、Dy和Er浸出率分别为92.63%、55.30%和93.17%。③稀土浸出液成分复杂，且稀土含量偏低，仅有100 mg/L左右，采用氨水调节pH值至5.14，可有效去除Al和Fe，但稀土损失率也达到了30.85%。该研究结果对进一步开发利用深海稀土资源具有重要意义。