表面活性剂对无烟煤润湿影响实验研究

为了提高无烟煤的润湿性，降低粉尘带来的危害，通过实验分析探究表面活性剂对无烟煤的润湿作用。拟选用10种表面活性剂，为了系统科学地获取无烟煤润湿液的最佳组分，先采用动态接触角实验对试剂进行单体优选。随后采用改良沉降实验对优选出的表面活性剂进行复配实验，得出无烟煤最佳复配润湿液。结果表明：通过改良的沉降实验得出，各试剂单体之间拮抗或协同效果，对无烟煤润湿效果最好的复配润湿液为AEO-9+NP-10(AEO-9的质量分数为0.4%,NP-10的质量分数为0.8%，体积比1∶1)。     

极近距离薄煤层群联合开采常规错距理论 与物理模拟

 伴随着中、厚煤层资源的枯竭,潞安集团下属十几个矿井都将进入下组煤开采。下组煤15–1#和15–3#煤层是以薄煤层群赋存在一起,平均间距为4.4 m,因此提出极近距离薄煤层群联合开采常规错距开采模型,并进行理论和物理模拟试验研究。从理论上给出近距离薄煤层群联合开采下的工作面常规错距计算公式,并进行理论求解。为避免15–1#煤层顶板的周期垮落与15–3#煤层工作面回采时的超前效应相互影响,从安全角度考虑,将错距定为1.3～1.5倍的周期垮落步距,结合试验结果将常规错距定为17.5 m。物理模拟试验结果表明,常规错距下联合开采技术上是可行的。另外分析了工作面上方附近几个测点总是被抬高的原因,并总结了在工作面推进过程中,顶板下沉主要经过两次大的变化,即上、下两煤层工作面回采过程中发生垮落时,尤其是下层煤顶板垮落造成影响较大。     

新型可降解纳米纤维素抑尘剂的制备及特征分析

为治理煤尘污染和减轻煤尘对人体健康的危害,在纳米纤维素(NCC)、丙烯酸(AA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、丙三醇和过硫酸铵的共同作用下,研发出一种具有网状结构的高粘结性、高润湿性和耐风蚀、耐蒸发的新型可降解纳米纤维素抑尘剂,喷洒该抑尘剂后煤尘表面形成完整的平面网状结构,表层煤粒能抵御20m/s的风蚀,能抵抗50℃的蒸发,可有效抑制煤尘飞扬,且对煤质无不良影响。     

利用磁控溅射研究Au-TiO2薄膜的光催化活性

首次通过磁控溅射制备了对齐的Au-TiO2纳米棒阵列,Au-TiO2纳米棒的制备通过直流反应磁控溅射法在室温中进行,之后在500oC的空气中热处理两小时,热处理导致Au-TiO2纳米棒的Au纳米粒子嵌入到锐钛矿相TiO2纳米棒中, 与传统方法制备的纯TiO2纳米棒相比, 这些Au-TiO2纳米棒表现出较低的光致发光强度和较高的光吸收性, 并且对可见光反应强烈. TiO2纳米棒中的Au纳米颗粒能够抑制电荷复合     

大采高采场顶板断裂关键块稳定性分析

以大采高采场基本顶初次断裂对称的关键块为研究对象, 将其视为可变形体,按照严格的变形对应关系,分析回转下沉不同位置的块体变形量与水平力的关系.探索块体结构的平衡－失稳状态转化的临界点,详细分析了关键块在回转下沉过程中,作用在其上的水平力变化规律,给出了水平力与回转下沉角度、块体的块度系数以及上覆载荷和块体自身质量的量化关系式,并且给出了关键块发生滑落失稳和回转失稳时块度系数与回转角度的关系,以及关键块平衡时具有承载能力的范围.与传统近似计算方法所得结论比较,结果表明：按照严格的几何对应关系推导的结果比原来方法计算的水平力大了近1倍;关键块自身平衡作用范围增大.给出了关键块承载能力的回归计算公式,依照此公式可以预测断裂的顶板关键块是否会失稳.     

表面活性剂对无烟煤调控机制

为了降低粉尘对人体的危害,通过分子模拟和试验分析相结合,从宏观和微观双角度,综合地探究表面活性剂对无烟煤的润湿调控机制.采用分子动力学模拟出的空间分布、非键相互作用、氢键作用来比较阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂在无烟煤润湿方面的异同,试验选用的试剂为:(脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚)AEOＧ９、(十 二 烷 基 苯 磺 酸 钠)SDBS、(顺丁烯二酸二异辛酯磺酸盐)快渗 T和(壬基酚聚氧乙烯醚)NPＧ１０.通过动态表面张力试验探究试剂对水的改性效果,采用红外光谱试验探究试剂对无烟煤的改性效果.结果表明:表面活性剂在液固界面定向排列,但阴离子表面活性剂有序性更强.阴离子表面活性剂对静电作用力的提升高于非离子表面活性剂,对氢键作用力的提升低于非离子表面活性剂.试验的４种试剂能大幅度降低水的表面张力,经试剂处理的无烟煤其亲水基团提升,润湿性增强,快渗 T的润湿作用最“温和”.     

晋城无烟煤的分子结构特征分析

利用工业分析、元素分析、核磁共振碳谱(13C-NMR)、高分辨率的透射电镜(HRTEM)、红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对晋城无烟煤进行了分析,对其化学结构获得了较为全面的认识。采用变接触时间和偶极去相方法相结合的13C-NMR技术以及HRTEM检测对其微晶条纹芳核结构进行了统计分类。结果表明:此类煤结构中桥碳比为0.46,平均结构单元分子质量为398,煤中的芳核结构缩合程度较高,芳香层片以苯并蒽,苯并芘以及尺寸更大的芳香环为主。对FTIR与XPS检测结果进行分峰拟合结果表明:芳香环取代度较高。煤中氮含量较少,以有机氮和无机氮的形式存在。煤样中硫主要以有机硫的形式存在,无机硫含量较少。煤中氧含量很少,且主要分布于脂肪烃结构中。煤样脂肪结构中侧链短,且分支度小。利用上述信息,初步构建了晋城无烟煤平均结构单元分子模型,其平均结构单元分子式为C30H22O0.5N0.5,为煤的大尺度分子聚集体结构模型构建提供基础。     

磁控溅射制备的Au-TiO2纳米棒阵列的光降解研究

首次通过磁控溅射制备了对齐的Au-TiO2纳米棒阵列,Au-TiO2纳米棒的制备通过直流反应磁控溅射法在室温中进行,之后在500oC的空气中热处理两小时,热处理导致Au-TiO2纳米棒的Au纳米粒子嵌入到锐钛矿相TiO2纳米棒中, 与传统方法制备的纯TiO2纳米棒相比, 这些Au-TiO2纳米棒表现出较低的光致发光强度和较高的光吸收性, 并且对可见光反应强烈. TiO2纳米棒中的Au纳米颗粒能够抑制电荷复合     

高瓦斯矿井初采前顶板静态预裂技术研究及应用

针对高瓦斯矿井回采时初次来压步距长的问题,提出初采前采用静态破碎剂(SCA)对切眼进行静态预裂处理的技术方案。通过对静态膨胀的原理进行分析后,设计了测试系统和核心组件对SCA 径向膨胀压力和轴向膨胀压力进行了测定。试验结果表明:SCA 的膨胀压力随管径的增大而增大,管径一定时径向膨胀压力高于轴向膨胀压力。设计并自制了一种可搭接防滑定向聚能静态预裂装置,结合 SCA的研究成果在小常煤业30218切眼进行了现场试验。工业试验结果表明:设计的静态预裂装置能够将径向膨胀压力定向聚能,强化了顶板的预裂效果,简化了静态预裂的工艺。通过 UDEC数值模拟和现场钻孔窥视的方法对顶板预裂的效果进行了验证,经过静态预裂处理切眼顶板后,初次来压步距减少10.8m,取得了良好的工业效果,满足安全生产的要求。