矿区水环境质量评价研究

矿区地下水环境质量评价是矿区地下水保护的重要内容,是合理利用、保护水资源的科学依据,同时水环境质量也成为影响矿区可持续发展的重要因素之一。笔者针对刘桥矿区几个地下含水层的部分水质指标,采用灰色聚类分析方法对其监测数据进行分析,确定矿井水环境质量等级,结果表明矿区地下水环境质量受矿区开采影响严重。其评价结果为今后的矿区水资源保护以及水资源循环利用提供可靠的依据。     

煤炭井下开采清洁生产评价探讨

煤炭资源是不可再生能源，是国民经济发展的重要物质基础，充分有效地开发利用宝贵的资源，提高资源回收利用率，实施循环经济发展模式是煤炭清洁生产的重要内容之一。笔者通过对煤炭生产过程中清洁开采工艺和污染控制技术方面的论述，探讨了煤炭井下开采清洁生产的评价内容和评价考核体系的建立问题。     

煤炭井工开采过程中对地下水环境的保护

介绍了煤炭井工开采对地下水资源的影响,以鄂尔多斯盆地边缘煤矿的开采为例,探讨了煤炭井工开采对地下水资源的保护措施,以期在煤炭建设项目环境影响评价中更好地贯彻执行《环境影响评价技术导则地下水环境》要求,保护地下水资源。     

CAST工艺在矿区污水治理中的应用

为了进一步改善矿区地表水环境质量,针对污水排放特点,研究确定耐冲击负荷强的污水处理技术,提出了采用CAST工艺处理以煤矿生活污水为主,同时收集处理达标排放的工业废水,并采取在主反应区投加组合填料等方式强化处理效果。结果表明：CAST工艺对于小型污水处理厂建设,投资和运转费用低,对原水水质水量的变化有较强的适应能力,出水水质好,污泥量少且易于处置,处理后的水可做杂用水和工业用水,提高了污水综合利用率。     

煤热解过程分析与工艺调控方法

通过煤热解技术获取紧缺的油气资源是低阶煤清洁利用的有效途径之一。针对煤热解工艺存在焦油产率与品质难以控制以及焦油中粉尘含量高等关键技术问题,从煤的热解反应机理出发,详细探讨了热解挥发分二次反应的种类和发生条件以及影响热解过程的主要因素,结合煤热解技术应用,总结了逆向传热与传质所导致的挥发分气相二次反应是焦油产率下降的主要原因;同时,分析了热解过程中煤颗粒破碎机理以及煤热解过程中粉尘的主要来源。在前人研究结果的基础上,提出控制热解挥发分的流动方向从高温区向低温区流动、热解耦合气化以及耦合原位的焦油提质与除尘等方法可以调控煤热解过程,抑制重质焦油生成、提高焦油中轻质组分含量以及减少焦油中的含尘量,从而实现煤的定向热解。     

井下高水率快凝充填材料性能及应用研究

为了提高矿山充填开采的充填率和井下安全施工,以及减少岩层的沉降量,河北省煤科院研发出一种高固水充填材料,在煤矿生产中的各种应用情况进行了仔细的研究,高水率快凝充填材料浆体具有固水率高和良好的抗渗性能,可很好的满足井下充填开采和防治水的需要,并且在井下瓦斯防治、煤层注水封孔以及U型钢支架壁后加固等井下安全及抢险等方面均具有良好的应用效果。     

Modeling of coal swelling induced by water vapor adsorption

Gas adsorption-induced coal swelling is a well-know phenomenon. Coal swelling or shrinkage by adsorption or desorption of water vapor has not been well understood but has significant implications on gas drainage process for underground coal mining and for primary and enhanced coalbed methane production. Decreased matrix moisture content leads to coal shrinkage and thus the change of cleat porosity and permeability under reservoir conditions. Unlike gas adsorption in coal which usually forms a single layer of adsorbed molecules, water vapor adsorption in the coal micropores forms multilayer of adsorbed molecules. In this work, a model has been developed to describe the coal swelling strain with respect to the amount of moisture intake by the coal matrix. The model extended an energy balance approach for gas adsorption-induced coal swelling to water vapor adsorption-induced coal swelling, assuming that only the first layer of adsorbed molecules of the multilayer adsorption changes the surface energy, which thus causes coal to swell. The model is applied to describe the experimental swelling strain data measured on an Australian coal. The results show good agreement between the model and the experimental data.     

煤炭铁路运输过程中的环境污染及防治

煤炭在相当长的时期内仍然是中国最主要的一次能源,由于煤炭资源分布和消费地不均衡,造成了煤炭北煤南运,西煤东调的运输格局。煤炭运输是制约煤炭行业发展的瓶颈。目前,中国煤炭主要运输方式有:水路、公路、铁路。铁路运输是煤炭运输的主要方式。煤炭的铁路运输过程中,扬起的煤尘不仅造成煤炭资源损失,危害人类健康,还会影响铁路运行安全,危害沿线农作物生长。传统的车厢加盖或篷布遮盖防尘法,洒水防尘法已不能满足防尘需要。煤粒表层固化技术防尘法及综合防尘法被证明是最有效的防尘方法。     

综掘高效除尘技术及装备研究与实践

以蒋庄煤矿综掘工作面为例,从提高综掘工作面综合降尘角度出发,利用快速注水技术、封闭式控尘抽尘技术、化学抑尘技术及装备降低综掘工作面煤尘,结果表明,综掘面粉尘治理工作取得了显著效果,掘进工作面全尘、呼尘平均降尘率高达81.7%、78.7%,司机作业处全尘和呼尘的降尘率分别达到了93.2%和92.3%,除尘风机后的沉降效率最高,分别达到了95.4%与94%。数据表明,综掘防尘综合技术的应用大大改善了井下掘进工作面的生产环境,对煤矿安全高效生产起到了积极作用。     

Optimizing the selective flocculation of coal by means of a selective reagent

The need to improve coal enrichment stems from the sharp deterioration in the coal being enriched (increasing ash and moisture content, content of small classes, rock content, etc.), which results from the widespread mechanization of mining operations, the development of high-ash deposits, and dust suppression [1].     

煤热解工艺中挥发分除尘技术的现状分析及建议

针对粉煤热解多联产工艺中热解挥发分除尘的技术难题,阐述了热解挥发分所含粉焦及煤灰颗粒的特性、热解工艺对除尘器的要求,对热解挥发分除尘技术的研究现状进行分析并提出建议,认为煤热解工艺中挥发分除尘技术应该从热解工艺本身出发,采用加氢(催化)热解方式,促进热解气中重质焦油组分裂解,使热解产物轻质化,从而降低煤热解挥发分的除尘难度。此外,可以采用多种除尘设备有机组合的方式并辅以分离前对细小粉尘进行预团聚等手段,强化除尘效果、提高煤热解工艺中挥发分的除尘效率。     

Numerical study on effects of coal properties on spontaneous heating in longwall gob areas

A computational fluid dynamics (CFD) study was conducted to model effects of coal properties on the potential for spontaneous heating in longwall gob (mined-out) areas. A two longwall panel district using a bleeder ventilation system was simulated. The permeability and porosity profiles for the longwall gob were generated from a geotechnical model and were used as inputs for the three-dimensional CFD modeling. The spontaneous heating is modeled as the low-temperature oxidation of coal in the gob using kinetic data obtained from previous laboratory-scale spontaneous combustion studies. Heat generated from coal oxidation is dissipated by convection and conduction, while oxygen and oxidation products are transported by convection and diffusion. Unsteady state simulations were conducted for three different US coals and simulation results were compared with some available test results. The effects of coal surface area and heat of reaction on the spontaneous heating process were also examined.     

小屯煤矿矿井水处理与利用

小屯煤矿矿井水为含悬浮物、高矿化度矿井水,该水采用旋流沉砂、涡流反应絮凝、过滤及高速过滤器和消毒等水处理工序后,水质可达到煤矿消防用水和井下洒水的要求,并全部进行回用,实现了矿井水的资源化利用。     

中低温煤焦油脱水剂的复配研究

为解决煤焦油在深加工时水分导致管道和法兰爆裂的问题,考察了脱水剂复配比例、脱水剂投加量、脱水温度、搅拌时间对脱水效果的影响,复配出可将中低温煤焦油含水率降至3%以下的脱水剂。研究发现:较优的试验条件是脱水剂I和J的复配比例为2∶3,脱水剂添加量为5×10~(-4),脱水温度为60℃,搅拌时间为1 h。将脱水后的煤焦油送检测机构检测,结果显示复配出的脱水剂不但对煤焦油品质没有影响,而且有很好的脱水能力和脱盐能力。     

煤层注水技术在综放面防尘中的应用

针对放顶煤技术开采过程中会产生大量粉尘的问题,通过工程实例,对煤层注水在综放工作面降尘中的作用进行研究探讨,并在实践中证明该方法可有效减少回采过程中呼吸性粉尘和总粉尘含量,为类似情况提供了借鉴依据。     

兴隆庄煤矿下组煤开采水文地质条件分析及突水防治措施

分析了兴隆庄煤矿下组煤的水文地质条件及充水因素,利用突水系数法分析了矿区下组煤开采时受十四灰、奥灰水的影响程度。综合考虑矿区内含水层的水文地质特征,根据煤层赋存条件,介绍了兴隆庄煤矿治理突水的方法,研究结果为矿区下组煤开采治理方案的制定及下一步水害防治措施的选择提供了科学依据。     

直冷式乏风热泵系统在小保当煤矿的应用分析

为实现煤矿企业清洁能源供热,针对煤矿生产矿井排出的乏风余热,采用目前国际先进的直冷式深焓取热乏风热泵系统供热技术替代传统的锅炉供热,解决我国北方煤矿企业冬季有防冻要求的进风井口供热需求。本文以小保当煤矿矿井乏风余热供热系统项目为例,阐述了直冷式深焓取热乏风热泵系统的间壁式（间接换式）乏风换热、乏风取热机组集尘及结霜原理;采用乏风取热机组清洗除尘和防结霜除霜解决方法,并与天然气锅炉、电锅炉两种供热方案进行对比,分析计算了三种方案的项目投资和系统运行费用,论述了各方案的优势和不足。分析表明,煤矿企业采用矿井乏风余热资源,利用直冷式深焓取热乏风热泵供热系统替代传统锅炉供热,技术可行,且具有更好的经济效益和应用效果。     

新型起泡剂对望峰岗选煤厂煤样的实验研究

浮选药剂能扩大煤和其他矿物质的表面差异,从而改善和强化煤泥浮选过程。浮选药剂的种类和用量对浮选效果起着极其重要的作用。以望峰岗选煤厂煤泥为研究对象,选用1号、2号2种新型起泡剂对其进行单元浮选实验,经过不同实验研究,对比考察了其浮选效果,从而证明了新型浮选药剂提高精煤产率、降低精煤灰分的优良性能。     

神东矿区矿井水井下处理就地复用关键技术研究

针对矿井水地面处理的缺点,结合神东矿区的实际情况,研究了一种新型的矿井水井下处理技术,并分析了该技术的特点。运行结果表明：该技术处理效果显著,出水铁含量为0．1mg／L、锰含量为0．0033mg／L、悬浮物为1mg／L和粒度分布峰值在0．3～0．4μm,完全满足井下回用水水质的要求,其低悬浮物含量与低粒度分布对液压支架乳化液配比用水与井下防尘用水具有重要意义。