白云鄂博铁矿大气质量评价研究

应用模糊聚类分析法对白云鄂博铁矿大气质量功能进行评价，分析其变化趋势，得出白云鄂博铁矿的大气质量逐渐恶化，应采取必要措施加以保护。  

经济学视角的能源使用与环境质量关系研究

能源的大量使用导致环境质量的严重恶化,进而导致温室效应等气候变化的发生,利用主流经济学的方法,建立相关模型分析能源使用与环境质量的关系,并试图从理论上论证环境质量改善的关键在于资源生产率的提高。  

煤吸附甲烷结构变形的多尺度特征

通过扫描电镜对细观无烟煤样表面结构进行观测，研究了由结构镜质体与细观裂隙引起的煤体细观结构多尺度非均质特征;对比煤样表面CT扫描测试与分析结果，证实了不同尺度下煤体细观结构非均质特征与密度非均匀分布的一致性，即，在较小尺度下，由于煤中结构镜质体与细观裂隙结构的多样性，煤的细观结构和密度分布非均匀性很强,随着尺度的增大，煤的细观结构非均质特征减弱，密度分布非均匀性也减弱。通过对不同吸附压力下煤吸附甲烷CT扫描的数据进行多尺度三维分割与统计，揭示了煤吸附甲烷后细观结构膨胀/挤压变形与密度分布的相关性随结构尺度变化的规律;在小尺度上，低密度结构容易被挤压，中密度结构膨胀和挤压变形同时存在，高密度结构易于发生膨胀变形。随着煤结构尺度的增大，变形方式与原始结构密度的相关性降低。通过对不同尺度与吸附压力下的煤结构膨胀/挤压变形量、膨胀/挤压变形体积统计与分析，发现在甲烷吸附过程中，煤结构的膨胀变形和挤压变形均随结构尺度的增加而减小。煤的膨胀变形主要受吸附压力和结构尺度的影响，而挤压变形主要受结构尺度的单一因素的影响;煤中挤压变形体积始终小于膨胀变形体积。煤体结构的膨胀变形量与挤压变形量随尺度增加的衰减过程是非同步的，在小尺度下，煤体结构的挤压变形量比膨胀变形量更大，随着尺度增加，挤压变形量衰减速度比膨胀变形量衰减速度更快。研究结果对于煤层气开采过程中的气体渗流特征的多尺度精准动态评提供借鉴。  

煤表面非均匀势阱吸附甲烷特性数值模拟

利用蒙特卡洛方法建立了煤与甲烷吸附动力学的数值模型，并对两种非均匀势阱煤样模型的吸附甲烷过程进行计算，分析其在不同温度与吸附压力下吸附甲烷特性以及吸附热的变化规律。研究表明:非均匀势阱煤样模型等温吸附过程与理想朗格缪尔曲线有明显不同，等压吸附过程可利用负指数规律精确描述。煤样模型势阱深度分布的非均匀特征对煤与甲烷吸附热，以及吸附量对于温度和压力的敏感性均有一定影响。通过对不同吸附压力下吸附速率参数 b 的拟合计算，推导出非均匀势阱等温吸附方程，物理实验验证表明该方程对真实煤样吸附解吸甲烷过程的描述比理想朗格缪尔方程更加精确。  

煤吸附解吸甲烷细观结构变形试验研究

利用扫描电镜与CT扫描相结合的方法，通过对直径为8.5 mm的细观煤样进行不同压力下的吸附解吸甲烷试验，研究其内部细观结构的变形规律。研究表明，煤样是煤基质中含有少量黏土矿物质的天然非均质岩体；吸附解吸甲烷过程中，煤的细观结构变形分为膨胀变形(密度减小)与挤压变形(密度增大)。低吸附压力下，含黏土矿物质区域急剧膨胀，对邻近煤基质形成局部挤压，细观变形程度明显，压力升高后膨胀变形增强，挤压变形减弱；不含黏土矿物质的煤基质区域变形程度较低，近似于均匀变形。解吸后，煤不同区域的变形恢复能力与其非均匀程度有关，非均匀性越强，其变形恢复能力越差。  

温度和应力对砂岩渗透率影响规律研究

岩石的渗透率反映了其通过流体的能力,为了解决砂岩气、页岩气等油气藏开采过程中储层岩石渗透率低,资源开采量少的问题,在太原理工大学自主研发的高温高压真三轴试验机上,模拟研究了页岩气藏储层砂岩在地下深部实际高压状态,探究了真三轴试验状态下砂岩在100～400℃下的渗透率演化规律。研究结果表明:砂岩的渗透率在100～280℃内的渗透率变化为缓慢下降,渗透率为10~(-16)～10~(-17)m~2数量级,渗透率在阈值温度280℃后,砂岩渗透率增大数倍到数10倍,最高增幅达46倍,在温度340℃后渗透率趋于平稳,处于10~(-15)m~2数量级。同时也表明岩石的应力状态对渗透率有直接的影响,相同围压条件下的砂岩,最大主应力大多试件其最大主应力方向上的渗透率在阈值温度前后的增幅越大。  

煤基质扩散系数对煤层气开采影响的数值分析

针对煤层的双重孔隙特性,采用考虑了Fick第一扩散定律和考虑有效应力的渗透率模型对煤层气的开采过程进行研究,探讨了扩散系数对煤层气开采的影响作用。采用不同的扩散系数值(1.2×10-10 m2/s与1.2×10-13 m2/s),通过数值计算,对煤层气的产量演化过程进行分析。计算结果表明:扩散作用主导的煤层气生产过程要远远长于自由相气体主导的煤层气生产过程,具体来说,基质气体压力演化过程的时间尺度(109s)比裂隙气体压力演化的时间尺度(107s)要高两个数量级;在煤层气解吸过程初期,不同的基质扩散系数对产量的影响不明显;在解吸过程后期,两种情况下单位时间内的煤层气产量相差很大,最终可达到三个数量级。