顶板垮落型冲击地压防治技术研究

以沁和能源集团南凹寺矿为研究对象,针对该矿急倾斜特厚煤层顶板垮落产生冲击地压的问题进行了分析研究,结合其发生机理,提出有效的监测预警方法及防治方案,并进行了实践应用。结果表明,在工作面采用超前顶板预裂爆破、巷帮煤岩体卸压爆破、煤层注水卸压等技术措施,有效消除了巷道内的冲击地压危险,保障了井下生产的安全进行。     

急倾斜煤层开采探讨

急倾斜煤层在我省分布较广,赋存条件复杂,开采矿井数量多,开采难度大,为提高急倾斜煤层开采的回采率,确保开采的安全可靠,根据急倾斜煤层的赋存条件,顶底板特征,煤厚,工作面压力及周边开采情况进行采煤方法的布置,通过选择合理的采煤方法,积极推进采煤工艺改革,提高急倾斜煤层安全开采技术水平,制定有效可行的安全技术措施,保障矿井安全生产。     

浅谈急倾斜煤层开采技术

分析研究高陂煤矿常用的斜坡采煤法工作面布置及开采技术,分析老式急倾斜不稳定煤层的开采方法的布置缺点,提出了合理化的新式开采布置方案,对急倾斜煤层开采具有一定的指导及借鉴意义。     

深井CO2爆破致裂干热岩系统综合效应预评价

CO₂爆破致裂工艺为建造商业化EGS储层提供了新方案,有望突破深层地热能行业发展的技术瓶颈,但目前未见CO₂致裂技术用于干热岩系统的综合性能评价研究。基于此研究不足,借助数学建模定量科学评价其综合性能,解决此技术效果的不确定性和模糊性,填补深井地热系统综合评价体系的空白。考虑到深井CO₂爆破干热岩系统是一个多变、模糊、复杂的非线性系统,该文选取AHP-FCE优化数学模型,AHP对深井爆破干热岩系统复杂问题分层,构建递阶层次结构,通过Matlab将专家的定性判断定量化,进而确定FCE中各层评价指标权重大小,再通过FCE模糊关系合成原理,对多因素影响下的深井CO₂爆破致裂干热岩系统综合评分为83.36,预评价结果为较好,可考虑将CO₂爆破致裂器用于干热岩开采。评定结果可作为深井CO₂爆破致裂干热岩建设过程中的数据支撑,为地热开采工程提供一定的理论依据。     

CO2乳液置换开采天然气水合物研究进展

CO₂置换开采及封存的碳汇是降低我国南海水合物产业化开采成本的重要路径,不仅能保障粤港澳大湾区经济建设所需的能源供给,而且能降低大湾区过量的碳排放,与气态、液态CO₂相比,注入CO₂乳液置换效率更高。综述CO₂乳液在置换开采甲烷水合物中的应用,以及乳液的稳定性问题,讨论CO₂乳液开采南海水合物的优势及难点,并对下一步CO₂乳液法置换开采南海水合物进行分析,为未来天然气水合物开采及同步碳封存提供参考和建议。     

急倾斜煤层开采技术应用难点探析

急倾斜煤层开采难度较大,如果处理不当会引发安全事故。对长壁综放开采工作面布置进行分析,并对井下急倾斜厚煤层综放开采技术管理难点和关键技术进行探讨,可以为相关人员提供参考。     

三轴应力下CO2置换开采天然气水合物实验研究

为模拟海域真实环境,在三轴应力、氯化钠体系以及水合物储层富水状态的条件下,开展针对氯化钠体系、储层初始饱和度以及置换压应力对液态CO₂置换开采海域天然气水合物的实验。研究表明：在三轴应力以及孔隙度约46.70%的条件下,氯化钠体系对CH₄置换效率影响较小,但对CO₂水合物合成表现出抑制作用;储层初始饱和度与CH₄置换效率之间是负相关关系且高的储层含水率更有利于CO₂封存;CH₄置换效率随着置换压应力的增长有一定幅度的提高,置换压应力的增大为CO₂水合物合成提供了高的驱动力,进而提高了CO₂封存效率。     

超临界CO2/R41混合工质在螺旋槽管内冷却流动传热特性的数值研究

为降低超临界CO₂的工作压力并强化传热,在恒热流冷却工况下对螺旋槽管内超临界状态下CO₂和CO₂/R41混合工质的流动传热过程进行了数值模拟,分析了热流密度、质量流速和倾斜角度等因素对流动传热过程的影响。结果表明：相较于超临界CO₂,超临界CO₂/R41混合工质在临界压力差更大的情况下,其最大传热系数提高了7.7%,且传热系数衰减幅度更小;螺旋槽管在高温区的传热系数相较于低温区有明显提升,且热流密度越大,传热系数越大;受浮升力影响,倾斜角度小于0°时传热系数较大,倾斜角度在45°～90°时会发生传热恶化,且倾斜角度为-45°～45°时凹槽处会形成涡旋。     

O2/N2和O2/CO2气氛下煤半焦-生物质的混燃特性及影响因素

为掌握煤半焦与生物质在O₂/N₂和O₂/CO₂条件下的混燃特性及其影响因素,采用全自动物理化学吸附仪获得了煤半焦-生物质混合燃料的孔隙结构,采用热重实验分析了两种燃料的混燃特性和反应动力学,通过多元线性回归法研究了燃料比、比表面积与混燃特性参数之间的关系。结果表明,O₂/N₂气氛下,掺混生物质可改善煤半焦的着火、燃尽及综合燃烧特性;O₂/CO₂气氛下,掺混生物质能改善煤半焦的着火特性,但会延迟其燃尽。混燃的活化能在低温区和高温区有显著差异,生物质掺混比增大,两个温区的活化能都降低;两种气氛下,低温区的活化能相近,但O₂/CO₂气氛下高温区的活化能显著高于O₂/N₂气氛下的。O₂/N₂气氛下孔隙结构对燃烧特性的影响更显著,而O₂/CO₂气氛下...     

急倾斜不稳定煤层条带采煤法瓦斯充分卸压范围的确定

针对南阳庙矿近8年使用条带采煤法安全开采51个条带,没有发生瓦斯事故的工程实际,按照科学实验研究的原则,经煤矿企业同有关科研院校联合,对回采工作面瓦斯等参数现场实测、实验室试验以及数值模拟等多种科研手段,并组织鉴定的基础上,获得了南阳庙矿条带采煤法采场应力分布与瓦斯卸压范围等基本参数,对指导防治煤与瓦斯突出矿井的安全生产具有理论和实践意义.     

急倾斜不隐定煤层条带采煤法瓦斯充分卸压范围的确定

针对南阳庙矿近8年使用条带采煤法安全开采51个条带，没有发生瓦斯事故的工程实际，按照科学实验研究的原则，经煤矿企业同有关科研院校联合，对回采工作面瓦斯等参数现场实测、实验室试验以及数值模拟等多种科研手段，并组织鉴定的基础上，获得了南阳庙矿条带采煤法采场应力分布与瓦斯卸压范围等基本参数，对指导防治煤与瓦斯突出矿井的安全生产具有理论和实践意义。     

水合物法分离CO2工艺研究进展

随着温室效应加剧,CO₂减排行动已迫在眉睫。水合物法分离CO₂工艺作为一种发展前景广阔的新型CO₂分离技术,为CO₂减排提供了一种解决思路。水合物法分离CO₂工艺相比于化学吸收、物理吸附、深冷分离和膜分离等技术具有分离效率高、过程简单无副产物、条件温和的优势,为减缓CO₂排放增加对环境造成的影响提供了一个中短期解决方案,以此为前提将允许人类继续使用化石燃料直至可再生能源技术广泛应用。本文综合分析了国内外的相关文献,介绍了水合物法分离CO₂工艺的基本原理,并比较了水合物法分离CO₂不同工艺的优劣之处,为进一步优化水合物法分离CO₂工艺提供指导。     

注入温度对增强型地热系统性能的影响研究

基于考虑增强型地热系统(EGS)流体损失的三维传热传质数值模型,将热提取速率定义为与注入温度无关的函数,对比分析注入温度对以CO₂为工质的EGS(CO₂-EGS)和以水为工质的EGS(H₂O-EGS)的性能的影响。结果发现:对于CO₂-EGS,较高的注入温度抑制热开采和CO₂损失(即CO₂封存);对于H₂O-EGS,较高的注入温度促进热开采,同时导致较大的水损失。当热提取速率被大部分研究者定义为与注入温度相关的函数时,注入温度对CO₂-EGS和H₂O-EGS的热开采性能的影响将分别被高估和低估。     

复杂型急倾斜煤层的开采技术探析

中国煤炭资源多处于中厚煤层中,伴随煤炭资源的不断开采,矿井深度日渐增加,煤层的开采环境也日渐复杂,其中复杂型急倾斜煤层对开采技术和开采施工工艺水平的要求较为突出。课题基于中国复杂型急倾斜煤层开发工艺的现状,深入分析了现有工艺在实际开采过程中存在的不足,提出了伪倾斜斜坡短臂采煤法,旨在为中国复杂型急倾斜煤层开采工艺的研究提供借鉴。     

一平硐煤矿上保护层保护范围模拟与实验研究

为建立一种适用于一平硐煤矿保护层开采的模拟模型,基于一平硐煤矿工作面实际情况,以现场实测保护范围数据为基准,结合COMSOL Multiphysics软件进行保护层开采模拟,得出现场实测和数值模拟保护开采平均卸压角度分别为69°和60.97°,二者结果基本一致并得到了相互验证,且对二者产生的差异性进行了原因分析,该模型模拟结果对一平硐煤矿保护层开采具备一定的指导意义。     

下吸式固定床的生物质O2/CO2分段气化流程模拟

建立干桦木屑在下吸式固定床气化炉中的Aspen Plus气化模型,该模型预测煤气组成和煤气热值,与文献试验结果吻合良好。利用灵敏度分析模块模拟了氧碳比、CO₂/C对气化结果的影响,并提出O₂/CO₂分段气化流程,对比常规的CO₂气化特征,分析了CO₂/C对气化结果的影响。结果表明,纯氧气化时可获得高H₂和CO浓度的气化气,但其净CO₂排放量较高,氧碳比增加使碳转化率逐渐增加、冷煤气效率先增加后降低;CO₂作为气化剂时,随着CO₂/C的增加,净CO₂排放量逐渐减少,但碳转化率及冷煤气效率大幅降低;与常规CO₂气化相比,O₂/CO₂分段气化在保持低CO₂排放量的同时,可有效增加气化过程中的碳转化率及冷煤气效率。     

二氧化碳捕集技术研究进展

CO₂是造成温室效应的主要气体,如何有效解决CO₂引起的气候问题越来越受到人们的关注。近年来,通过大力发展可再生能源和清洁能源试图从源头上降低碳排放,但由于短期内人类生产生活离不开对能源的消耗,要做到完全脱碳是不现实的。事实上,二氧化碳不仅是一种温室气体,也是一种潜在的碳资源。因此,如何捕集并有效利用CO₂成为业界一直在探索关注的研究方向。通过介绍和分析化学吸收法、多孔固体吸附法、膜分离法、深冷分离法、水合物法和微生物法等各类CO₂捕集技术的研究现状、适用场景和技术发展重点,总结对比不同CO₂捕集方法的优点和局限性,并针对不同技术的未来前景和建议方向进行了展望。以期为CO₂捕集和利用途径提供有益的借鉴和参考,推动CO₂捕集技术实现大规模商业化应用。     

罗家寨气田CO2地质封存数值模拟研究

基于罗家寨嘉陵江组建立三维地质模型,利用FLAC3D-TOUGHREACT模拟评估了CO₂注入地层后的地质压力、储层物性变化和CO₂运移规律等。结果表明,在CO₂注入的10年间,CO₂的注入提高了整个地层压力,高压场以注入井为中心呈现梯度递减向四周扩大。储层的孔渗性随着CO₂的注入逐渐增大,而盖层物性未发生明显变化。CO₂羽流主要在中间储层中运移,未突破上下盖层。此外,通过模拟研究发现嘉陵江组的CO₂总封存量为3.211×10⁷ kg。结果说明嘉陵江组所选层位可有效封存CO₂。     

不同粒径准东煤CO2强化水洗脱钠及燃烧特性研究

为探究不同粒径准东煤经过CO₂强化水洗后的Na脱除率以及燃烧特性的变化,利用连续式水洗装置,以高纯CO₂作为酸源对0.5～1 mm、>1～3 mm、>3～5 mm 3种粒径区间的准东煤样分别进行CO₂强化水洗1 h和6 h,使用X射线荧光光谱仪对试验样品的灰样进行分析,通过实验数据计算获得不同粒径准东煤CO₂强化水洗后的Na脱除率,并结合X-射线衍射分析结果得出其变化规律;然后采用扫描电镜和热重分析仪研究粒径>3～5 mm的煤样和原煤样的燃烧特性。结果表明：经CO₂强化水洗时间越长且粒径越小的准东煤,其Na脱除率就越高;经过CO₂强化水洗后煤样的着火温度和燃尽温度均略低于原煤样,燃烧特性有所提高。     

煤粉富氧燃烧CO2富集特性与NOx生成量模拟预测研究

分析了富氧下的煤粉燃烧特性、CO₂富集特性和NO_x生成特性,并模拟了CO₂富集和NO_x生成量的协同控制趋势。结果表明：与空气燃烧相比,富氧燃烧条件下CO₂富集分布与NO_x体积分数分布是负协同效应;不同O₂/CO₂体积分数比的富氧下,随着O₂体积分数的增加,炉膛出口的CO₂体积分数和NO_x体积分数都先上升到最大值后稍微下降,呈正协同效应,但出现拐点的O₂体积分数不同;CO₂富集到一定程度时,能有效抑制NO_x的生成量;在富氧条件下,可实现炉膛出口的高CO₂富集与低NO_x生成量的协同控制技术。