焦煤孔隙结构形态的实验研究

利用微焦点显微CT技术和压汞法分别对东曲2号焦煤的孔隙结构进行测试,综合分析两种方法所测结果,从孔隙连通性和尺度两个方面,全面研究了2号焦煤的孔隙结构和形态特征。研究表明:2号焦煤的孔隙率为17.2%,连通的开放孔隙占27.04%,封闭孔隙占72.96%;孔径大于0.64 μm的孔占67.74％,孔径介于0.64 μm和7.50 nm的孔占32.26%,但比表面积占总比表面积的93.4%,煤中微孔径的孔数量很大;大量微孔径孔和封闭孔的存在导致煤体渗透性、连通性很差。东曲2号煤的封闭孔多呈圆形、葫芦形和不规则形,孔隙壁厚,连通团呈镂空的雪片状,相互连通的吼道小且少。     

常规矿井水处理石英砂过滤池研究与数值模拟

用CFD软件fluent建立多孔介质的石英砂过滤池模型,并基于标准k-ε湍流模型对内部流场进行单相流动数值模拟,探究不同入口速度、滤层厚度对滤层流场静压分布、速度分布、过滤压降的影响。     

井下净水站过滤装置液压系统设计与建模仿真研究

对煤矿井下净水站过滤装置进行了研究,介绍了过滤装置结构组成。设计了能使四级过滤装置在不断供水的情况下,实现正向与反向冲洗的液压系统;设计了能使液压马达在缝隙式过滤器和纤维滤料L、R罐冲洗时提供合适转速的液压油路系统。利用AMEsim软件,对所设计的液压系统和液压油路系统进行建模仿真,分析了纤维滤料L、R罐和折叠式过滤器的流量-时间曲线,分析了液压马达转速-时间曲线,结果表明,所设计的液压系统和液压油路系统满足使用要求。     

地应力约束下米级油页岩高温蒸汽压裂与渗流-传热特征

为了探明高温蒸汽原位压裂油页岩的过程与机理,评价高温蒸汽沿着压裂裂缝热解矿层过程中温压时空演变规律,以大尺寸(米级)油页岩作为研究对象,采用实验室物理模拟的方法研究了在地应力约束下油页岩储层在高温蒸汽持续作用下表现的宏观压裂-渗流-传热特性.试验结果显示：高温蒸汽压裂需要克服地层应力和热应力叠加的约束作用,起裂压力值高,可达地应力的2倍;油页岩顶底板致密低渗,可以对压裂矿层起到较好的保温和隔热作用,热解区域完全靠蒸汽的流动规律控制;高温蒸汽沿着压裂裂缝热解矿层过程中,蒸汽压力(最大0.97 MPa)要远低于地层应力(3.82 MPa),当蒸汽沟通注热井和生产井时,二者的压力表现出协同一致的变化特征.在低地应力油页岩原位注热开采过程中,可以采用高温蒸汽压裂技术,压裂后矿层渗流通道良好,在矿层中注入较低压力的蒸汽便可实现大范围热解,通过注热井和生产井的轮换和调控,可以快速控制热解区域的走向.     

微焦点显微CT机在岩石微细观结构中的应用

采用焦点尺寸＜3μm,分辨率0.5 μm,密度分辨率0.3％的显微CT系统,研究岩石微细观结构.研究了煤岩、油页岩、花岗岩在不同温度下的孔裂隙结构和钙芒硝的水溶过程,结果表明:1)随温度的增加,煤体孔隙率、连通团大小呈先增后减变化,逾渗转变发生在230～250℃.2)花岗岩在高温时形成包围花岗岩晶体颗粒的封闭多边形裂纹,裂纹多产生于颗粒之间,有少部分穿晶裂纹,且穿晶裂纹的比例随温度的升高而增大.3)钙芒硝的溶解速度与时间呈反比关系,溶解时间越长,速度越慢.     

不同温度下褐煤裂隙演化的显微CT试验研究

利用显微CT系统直观地研究褐煤从20℃～600℃裂纹的演化扩展过程,对原生裂纹和新生微裂纹的扩展演化进行详细的分析研究。研究结果表明:20℃～100℃,褐煤热破裂程度中等,只有很少的微裂纹产生;100℃～300℃热破裂剧烈,原生裂纹扩展延伸,且产生许多微裂纹,新旧裂纹扩展、延伸、搭接形成裂隙网络;300℃～500℃裂纹的扩展很缓慢;500℃～600℃,裂纹有闭合的趋势。随温度升高,微裂纹易沿层理方向产生于软煤质中,止裂于硬质带边缘,部分垂直层理方向的裂纹会在硬质带边缘分叉后沿层理方向扩展,裂纹沿层理方向的扩展速度远大于垂直层理方向的。     

显微CT试验技术与花岗岩热破裂特征的细观研究

详细介绍太原理工大学与中国工程物理研究院应用电子学研究所共同研制的μCT225kVFCB型高精度显微CT试验系统的结构与工作原理,该试验机的最大功率为320 W,放大倍数为1～400倍,可分辨1～2 μm大小的孔隙及裂隙,为金属及非金属材料的细观试验分析提供了更高精度的试验设备.采用该系统进行花岗岩在常温到500℃高温下的三维细观破裂显微观测,揭示出花岗岩晶体颗粒尺寸为100～300 μm的不规则空间结构体.热作用下,随温度升高,花岗岩的热破裂逐渐演化与发展,200℃时,已可见到极少数很小的微裂纹出现.300℃时,部分裂纹搭接形成较大裂纹,裂纹长度增加10倍左右.500℃时,包围花岗岩晶体颗粒的封闭多边形裂纹几乎全部形成,使花岗岩呈现糜棱状的晶体颗粒结构体,90%以上是沿岩石颗粒周边弱的胶结界面上发生的.仅有极少数热破裂裂纹是穿越岩石颗粒的,其概率在10%以下.     

大柳塔煤矿双沟扇风机房的自动化改造

介绍了大柳塔煤矿双沟扇风机房自动化系统的结构及工作原理。通过应用各种网络技术和 PL C智能控制技术实现扇风机房的“三遥”控制 ,既提高了系统的可靠性 ,又达到了减员增效的目的。     

基于灰色预测的协同加药系统设计与应用

针对选煤厂煤泥水处理过程中药剂添加不合理、工人劳动强度大、自动化程度低等问题,设计了基于PLC的絮凝剂和凝聚剂的自动协同加药系统。此系统通过测定入料流量和入料浓度,利用基于专家系统的前馈控制来控制絮凝剂与凝聚剂的添加量,通过测定溢流浊度并对浊度进行灰色预测经模糊控制器来反馈调节药剂添加量。系统运行后药剂的消耗明显降低、工人劳动强度降低,系统能够有效解决药剂添加滞后性大、溢流浊度稳定性差等问题,具有明显的经济效益。     

压滤机群控与手机移动终端远程控制设计与实现

针对寺河选煤厂尾煤车间压滤机工作过程完全由工人手动操作,现对压滤机进行升级改造。通过主站与从站的控制方式来实现压滤机的自动生产与群控。主站与从站PLC之间,PLC与上位机之间通过Datalin智能网关实现了数据的Wi Fi传输,工程师能对PLC进行远程调控。同时通过Android移动终端经Web Service的方式实现了对远程数据库的访问。测试结果表明压滤机能自动进行工作,同时工作人员通过手机客户端能远程对压滤机进行监测与控制,系统能有效降低工人劳动强度,实现尾煤车间的减人提效。