H2S水溶液对低阶煤孔隙结构影响的实验研究

基于新疆诸多低阶煤矿(井)区煤层、煤系水中硫化氢(H_2S)含量较高的特殊地质现象,以沙尔湖煤矿低阶煤为研究对象,采用样品制备—酸化前高压压汞和场发射扫描电镜实验—H_2S水溶液配置—样品浸泡酸液—酸化后高压压汞和场发射扫描电镜实验的实验步骤,物理模拟了H_2S水溶液与煤岩体的酸化作用过程,对比研究了H_2S水溶液酸化前后低阶煤孔隙结构的变化规律。研究表明:H_2S水溶液酸化后煤样孔隙体积增大,增幅达23.09%,其中大孔体积增幅达66.10%,中孔体积增大4.86%,孔隙连通性明显改善;酸化前后孔隙类型均以开放孔为主,酸化后开放孔体积明显增大,增幅达21.18%;酸化前后总孔比表面积变化不大,微孔和过渡孔的孔比表面积增幅分别为0.42%和1.37%,大孔的孔比表面积增大60.00%;H_2S水溶液酸化后,热力学模型的分形维数减小,表明孔隙表面变平滑,Menger海绵模型的分形维数增大,表明煤样孔隙空间形态及结构变复杂。H_2S水溶液对煤孔隙结构的改善机理主要体现在两个方面:一方面是酸化作用引起碳酸盐岩类矿物与酸液发生溶蚀作用,导致充填于孔隙中的碳酸盐类矿物被溶蚀,从而产生孔隙体积增大的正效应;另一方面是酸化作用导致煤中黏土矿物等膨胀、分散,生成的细小颗粒堵塞孔隙,造成孔隙体积减小的负效应。但总体上溶蚀作用产生的正效应大于堵塞孔隙产生的负效应,从而使得H_2S水溶液酸化后总孔隙体积增大,孔隙连通性得以改善。     

三轴应力对煤层渗透性的影响

在试验的基础上，结合岩石力学知识，探讨了渗透压、围压和轴压对煤层渗透性的影响规律，并对此进行了理论分析。论证了模拟试验对评价煤层渗透性的意义。     

低阶煤矿区H_2S异常成因及防治措施

通过对低阶煤矿区开拓巷道掘进过程中造成H_2S气体异常的地质特征、围岩性质、地下水分布、煤变质程度、原煤硫分等5个方面进行分析,认为该矿H_2S的形成为BSR成因类型。并对H_2S异常区域提出有效的防治措施,对矿井安全生产具有一定指导作用。对于矿区西部的1#煤高硫区和周边的4~#煤高硫区,应高度重视H_2S异常。     

准南低阶煤煤层气储层特性实验研究

新疆拥有的低阶煤占全国总资源量的21.86%,但煤层气开发利用才刚刚起步。对新疆煤层气储层的研究,有利于本区进一步的勘探开发。本次实验选用了煤层气含量较高的准格尔盆地南缘吉木萨尔和阜康的长焰煤,通过对地质资料和相关煤样工业分析,以及扫描电镜和压汞的实验结果进行分析,认为本区储层条件良好适合进一步的勘探开发。     

H2S对混凝土排水管的腐蚀和监控

论述了高楼地下钢筋混凝土排水管内H2S的产生和钢筋混凝土管道相应的防护监控等问题，并研讨了排水管腐蚀的速度、硫化氢浓度与使用年数的关系。     

大佛寺低阶煤瓦斯储层的渗透性及其关键受控因素分析

彬长矿区大佛寺煤矿井田具有丰富的煤层气资源,瓦斯抽采的关键因素为煤层中瓦斯运移的难易程度,即渗透性。通过现场取样、实验室制样并采用煤样渗流实验系统进行测试,分析煤层渗透性大小及其关键受控因素,煤样垂直层理方向瓦斯流动通道与平行层理相比发育较少,水分进入煤体后阻塞瓦斯流动通道,瓦斯在垂直层理方向的运移受其影响更大,渗透率随着煤样含水率增加显著下降,不利于瓦斯抽采。     

重复脉冲强冲击波对肥煤孔隙结构影响的实验研究

利用自行搭建的重复脉冲强冲击波煤体致裂实验平台,以肥煤为研究对象,在2种实验条件下分别对2块煤样进行了重复冲击实验,采集每块煤样在不同冲击次数下的样品,通过扫描电镜、压汞、核磁共振、氦孔隙度和空气渗透率等实验,对煤的孔隙结构和渗透性变化特征进行了研究。结果表明：随冲击次数的增加,整体上煤的孔容、比表面积、孔隙度、孔径分布范围均有增大趋势;大孔和中孔孔容增加显著,孔隙度增幅高达74%,孔径分布范围由最初的分散孤立逐渐变得连续;开放孔增多,孔隙连通性增强,渗透性增加,孔隙结构得以改善。分析认为重复脉冲强冲击波可以有效地改善煤的孔隙结构,提高煤储层的渗透性,有利于煤层气的产出。     

煤矿H_2S治理方法现状与展望

通过对H2S的性质、危害及部分煤矿H2S异常涌出情况的综合分析,探讨了煤矿H2S的成因、赋存条件以及现有治理方法存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

煤矿瓦斯中H2S的成因危害与防治

硫化氢(H2S)是一种剧毒气体,当人吸入浓度1 g/m3的H2S时,数秒钟内会致人死亡。通过分析煤矿瓦斯中H2S异常的成因,提出了预防煤矿H2S危害的措施。     

对煤气H2S化验结果产生失真的分析

通过理论和实验分析了大同煤矿集团公司煤气厂煤气中H2S含量化验结果产生失真的原因,并提出了解决的办法.     

矿井中H_2S综合治理技术

通过加强检测、在巷道内喷洒石灰水、在煤体内注石灰水、及时排出巷道积水、抽排等综合措施,有效的治理了H2S的超标,同时研制出新型H2S稀释剂,从而保障了矿井的安全生产和职工的身心健康。     

Cu—S—H2O系和Zn—S—H2O系E—pH图

运用同时平衡原理绘制并讨论了在不同总铜浓度T（Cu）、总锌浓度T（Zn）以及总硫浓度T（S）下，Cu－S－H2O和Zn－S－H2O系的E－pH图。确定某一固体的稳定区时必须同时考虑该物质与体系中所有其它物质的平衡反应，当体系中所有固态物质的稳定区确定之后，剩下的区域即为溶液相稳定区。在Cu－S－H2O系的E－pH图中，在所研究的条件下没有出现Cu2O（s）的稳定区。对Cu－S－H2O和Zn－S－H2O系而言，在高电势区出现单质硫的稳定区。     

废碱液同时吸收CO2和H2S方法与传质模型的研究

提出并研究了利用工业废碱液对地下气化煤气中CO2和H2S进行同时吸收的新方法。分析了碱液吸收CO2和H2S的基本原理,并建立了碱液吸收CO2和H2S的传质模型,在模型实验和数值模拟的基础上,研究了H2S的存在对碱液吸收CO2的影响,通过研究发现,在适宜的碱液浓度及液气比条件下,CO2的脱除效率可达60％以上,当CO2脱除率为58％,80％或大于90％时,煤气热值可分别提高12．3％,17．7％和20％以上,计算结果表明,数值模拟值与实验值基本一致。     

CO2和H2S在井下环境中共存时对油管钢的腐蚀

阐述了石油天然气中CO2和H2S共同存在时对油管钢联合腐蚀的危害性,分析了CO2和H2S腐蚀的研究方向与发展趋势.重点从理论上探讨了CO2和H2S共存时对油气管材的腐蚀机理及其影响因素,初步发现:当H2S和CO2共同存在时,其机理可能是CO2在液相中与钢先发生作用生成FeCO3,H2S在液相中与FeCO3反应生成了更为稳定的FexSy,在液相中,FexSy吸附层对离子的迁移起到了部分的阻拦作用.CO2和H2S腐蚀影响因素主要包括温度、压力、流速三类,油套管腐蚀的热点将集中在CO2和H2S共存时对油管钢联合腐蚀.     

抗H_2S中毒催化元件的研究

该文系煤炭科学研究院抚顺研究所于1988年研制成功的一项科研成果。文中系统介绍了 KD 型抗 H_2S 中毒元件的机理、技术途径、试验考察及其结果。     

准噶尔盆地南缘富CO2低阶煤层气藏的形成机理研究

准噶尔盆地南缘部分地区低阶煤储层中CO_2的富集,不仅反映了煤层气系统形成和改造过程受多元干预作用,也影响到煤层气资源的品质。为查明该区煤层中富CO_2低阶煤层气藏形成机制,基于煤层气排采井气样,开展了煤层气地球化学研究。结果显示:准南地区煤层甲烷碳、氢同位素整体上偏轻,δ~(13)C_(CH_4)为-6.82%～-4.38%,δ~(13)D_(CH_4)为-29.00%～-30.41%;米泉地区煤层气以生物成因气为主,四工河及玛纳斯地区深部煤层主要发育热成因气,白杨河地区则以混合成因气为主;准南地区煤层气中CO_2浓度差异大,多元地质因素干预明显,二氧化碳碳同位素偏重,δ~(13)C_(CO_2)为-1.54%～2.51%,CO_2来源主要为煤化作用初期热解和微生物成烃伴生。地下水动力条件是决定CO_2富集的关键因素,煤化作用初期生烃阶段产生的CO_2在滞流条件下聚集,微生物作用伴生CO_2在弱径流条件下混入保存;煤层自燃致使烧变岩系发育,进而地表水下渗作用增强所引起的非烃类气体参与煤层气成藏,则符合真正意义上煤层气风氧化作用机制。综合研究认为,差异性地层水溶解消耗作用以及生物成烃改造作用主要影响煤层CO_2的分布特征,煤层气成藏过程中存在的CO_2干预作用形成了封闭滞流原位型、半封闭扰动型以及开放连通型三类煤层气藏,承载着煤层气成因、煤层气藏赋存特征等信息。     

分散剂对低阶煤制备高浓度气化水煤浆的影响

甘肃华亭煤为低阶煤,内水含量高,制浆浓度较低,在气化过程中比煤耗、比氧耗增加,影响煤气化企业的经济效益。文章选择NF水煤浆分散剂(NF)、渭化水煤浆添加剂(WH)、木质素磺酸钠(SL)、日本JM添加剂(JM)等4种水煤浆分散剂,利用红外光谱对4种水煤浆分散剂的有机结构进行表征,考察分散剂对华亭煤的制浆性能的影响。不同水煤浆分散剂对华亭煤具有选择性,WH对华亭煤的制浆效果最好,通过改变分散剂及添加量为0.4%时,华亭煤制浆浓度从61%提高到65%。     

低阶煤表面活性结构对自燃的影响研究

以HM、CY、BN 3种低阶煤样作为考察对象,研究了低阶煤中表面活性结构对自燃的影响,结果表明,在加热初期,越容易自燃的煤,其活性基团都是呈现减少的趋势,活性基团的量出现极大值的温度越低。含氧官能团在影响煤自燃中发挥着重要的作用,羟基与羧基可能是引起煤自燃的导因,亚甲基和醚键都是影响煤自燃的关键基团,而其中脂醚的作用相对最大。     

CaO对陕北低阶煤低温干馏的影响

以延安车村煤、神木河畔煤、子长禾草沟煤以及延安黄陵煤为研究对象,研究加入不同量的Ca O对低温干馏产物煤气、半焦及焦油产率的影响。结果表明:随着Ca O含量的增加,4种煤低温干馏产生的焦油产率减少,煤气量减少,半焦的产率逐渐增加。加入Ca O后半焦表面粗糙凸凹不平有裂纹,导致反应性增加且Ca O可以改善低温热解半焦的性质,使其作为易燃型煤的炭素材料,既可扩大低阶煤的利用途径,又可解决型煤工业由于炭素材料短缺而面临的困难。     

综采面废弃油井影响区域H2S涌出规律及防治措施

针对双马煤矿综采工作面废弃油井影响区域H2S涌出量较大的问题,通过现场考察I0104105工作面过马探31废弃油井期间H2S采动涌出分布规律,提出了以废弃油井地面超前封堵、井下气体超前探测为基础,以采前预注碱性吸收液主动治理和采中中高压喷雾、通风稀释被动治理为主要措施,以降低割煤速度、强化监测和人工检测、加强个体防护等为辅助的综合防治措施。通过现场应用,I0104105工作面H2S涌出浓度有大幅下降,工作面回风巷H2S涌出得到了较好地控制,安全通过了马探31废弃油井影响区域,为类似条件H2S治理提供了示范。