贵州省打磨冲煤矿煤质特征研究

对贵州省煤炭资源进行科学的煤质特征评价,以有效提高其资源利用率。以打磨冲煤矿已钻井实验测试资料为基础,从煤矿主采煤层煤岩特征、煤的化学性质及工艺性能等方面开展分析研究,并对煤的工业用途进行科学评价。研究表明:打磨冲煤矿主采煤层煤岩成分以暗煤、亮煤为主,煤岩类型主要为半亮型煤、半暗型煤;具有中灰、低挥发分、高硫、低磷等性质以及高热值、高-中等结渣性和中等可选的工艺性能;初步认为区内灰分及硫分与煤层埋深关系很小;原煤硫分以6号下层及15号煤层较高,分析认为该煤层沉积期可能为海侵时期,带入了较多无机硫,进而形成较其它煤层硫分含量较高的特征。综合分析认为,区内煤炭资源主要可用作民用煤、动力用煤以及气化用煤,以6号、16号煤最为优质。     

低温氮吸附法和高压吸附甲烷法研究煤的吸附能力

选取几组不同变质程度的煤样(无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、褐煤),在液氮温度下,通过测试煤样在气体饱和蒸气压力范围内对N2的吸附过程及吸附量,绘制低温氮吸附下的Langmuir吸附曲线综合图;同时,对煤样进行高压等温吸附甲烷试验。结果表明,这几组不同变质程度煤低温氮吸附的能力依次为:无烟煤>肥煤>瘦煤>褐煤>贫煤>焦煤,高压吸附甲烷的能力为:贫煤>无烟煤>褐煤>肥煤>瘦煤>焦煤。经过比较分析,在高压条件下,二者的吸附量是有差别的。     

煤与瓦斯突出地质控制机理探讨

在综合考察国内外煤与瓦斯突出研究基础上,从瓦斯地质角度深入分析构造煤体、高压瓦斯和构造作用等影响突出发生的关键因素,初步提出以瓦斯突出煤体为核心的煤与瓦斯突出地质控制机理。认为地质构造控制着煤层瓦斯的赋存和构造煤分层破坏程度以及厚度分布,控制着煤与瓦斯突出;煤与瓦斯突出动力现象是一定规模的瓦斯突出煤体在临近采掘工作面煤壁时,卸载引起煤体拉张向深部扩展破坏,煤层透气性高倍增加,同时煤体内大量瓦斯因降压而快速解吸,靠近煤壁的煤体内瞬间形成高动能的气、煤颗粒混合体,类似点爆炸药包,造成煤层严重崩塌破坏,发生煤与瓦斯突出。以郑煤集团大平煤矿“10·20”特大型煤与瓦斯突出为基础,进行地质控制煤与瓦斯突出实例分析,结合新疆自治区煤矿瓦斯地质特征揭示了瓦斯突出煤体发育和分布规律。     

高灰熔点烟煤的分质利用技术研究

以河南平顶山矿区拥有气煤、肥煤、焦煤到无烟煤的多煤种为例,通过对不同煤层煤样的分析,发现主炼焦煤灰分低、结焦性好,非炼焦煤种硫分高、灰熔融性高,提出了优先生产炼焦精煤用于焦化工业,扩大中国炼焦煤资源;高硫和高灰分烟煤采用水冷壁气流床气化生产合成气;中煤、煤泥、矸石以及劣质煤,用于循环流化床燃烧发电;粉煤灰用来生产建材的煤炭分质利用路线,为煤炭清洁高效利用提供实施案例。     

义桥煤矿含煤地层对比及煤质特征分析

为了研究义桥煤矿含煤地层对比及煤质特征,综合利用钻探、地震解释、测井及煤质化验成果资料。研究表明标志层、沉积特征、地震解释进行煤岩层对比可靠,3上煤层为局部可采的不稳定中厚煤层,煤类为气煤;3下煤层为大部可采的较稳定厚煤层,煤类为气煤、1/3焦煤;16煤层为局部可采的不稳定薄煤层,煤类为气煤、1/3焦煤。     

中国煤炭开发利用现状与发展洁净煤技术

我国煤炭产量和消费量都占世界第一，是世界上少数几个以煤为主要能源的国家。我国煤矿众多，特别是近三分之二的县有小煤矿。煤炭开发对矿区乃至整个环境造成了严重的污染，因此，必须重视煤炭开发对整个环境的影响。我国煤炭消费结构呈多元化的格局，煤炭热效率低，污染严重，因此，必须针对多元化的终端用户发展适用的洁净煤技术。发展具有我国特点的洁净煤技术要体现环境与发展统一，社会效益与经济效益并重，提高效率与控制污染要贯穿在煤炭开发与利用的全过程；要针对多元化的终端用户开发适用的技术；要把发展洁净煤技术与节能和改变煤炭单一产品结构结合起来。洁净煤技术可包括四个领域：煤炭加工，煤炭转化；燃烧及后处理，煤炭开发利用中污染的控制。     

黔西比德－三塘盆地煤层群发育特征及其控气特殊性

黔西比德－三塘盆地煤层群发育,具有特殊的控气特征。基于17个钻孔和4个探槽的煤层数据及11个勘查区600多个煤芯解吸资料,以0.3m作为单一煤层厚度的统计下限,采用煤层层数、煤层间距、煤层总厚度来表征煤层群的特征,探讨了各参数之间的相关关系,及煤层层数等值线、煤层间距等值线与煤层甲烷含量等值线之间的空间叠置特征。结果显示：煤层层数越多,煤层间距就越小,煤层厚度就越大,它们之间具有很好的乘幂关系。同时,发现煤层层数等值线、煤层间距等值线与煤层甲烷含量等值线分布在空间上高度吻合;在煤层甲烷富集区,甲烷浓度高的区域煤层层数最多,煤层间距最小。由此进一步说明,在煤层群发育区,煤层间距小、砂泥比低、整体煤岩封闭性好导致的煤层之间“叠加”封闭,是煤层气保存的有利条件。     

环境规制与煤炭行业就业、煤矿安全的互动关系研究

基于我国环境保护力度加强对煤炭行业造成冲击的背景,运用脉冲响应函数和方差分解探究环境规制与煤炭行业就业、煤矿安全三者之间的互动关系。环境规制短期内会抑制煤炭产业就业,从长远看能拉动煤炭产业就业;反之,前期就业的增加会提高政府环境规制强度,后期随着劳动力的升级会降低政府环境规制强度。环境规制有助于煤矿安全状况好转,但是煤矿安全状况好转反向影响环境规制动力不足。煤矿安全状况好转能拉动煤炭行业就业,反之,煤炭行业就业也正向影响煤矿安全。环境规制受煤炭行业就业情况影响最大;煤炭行业就业受煤矿安全状况影响最大;煤矿安全受煤炭行业就业影响最大。     

高压射流式水煤浆的制备与应用

为提高水煤浆浆体稳定性, 基于煤炭颗粒的微观孔洞和裂隙理论, 提出了高压射流式水煤浆制浆工艺。 射流式水煤浆制浆工艺技术具有以下优点：淤适应制浆的煤种广泛;于水煤浆中平均煤炭颗粒度可控性好;盂制浆过程中分散剂用量少, 且不需使用稳定剂;榆水煤浆稳定性好;虞与传统水煤浆相比, 同煤种同浓度的水煤浆其黏度较低, 在同煤种相同水煤浆黏度下, 可制备出更高浓度的水煤浆;愚改善了煤种与添加剂的配伍关系;舆与传统水煤浆制浆工艺相比, 射流式水煤浆制浆工艺节能20%;余适合长时间仓储或长距离输送。 经存放试验及燃烧验证, 高压射流式水煤浆细化装置及其成套设备生产的射流式水煤浆在存放2年后未产生硬性沉淀, 且燃烧稳定, 灰烬呈灰白色, 无结焦现象, 应用效果良好。     

分散剂影响煤粉采出效果的实验研究

为了研究井筒中煤粉在排采过程中的产出规律,促进地层产出煤粉的有效排出,利用自主研发的CBM-WS型高压煤储层井筒模拟装置进行了模拟实验来探索井筒中煤粉采出的影响因素。实验结果表明,井筒中煤粉颗粒受地层中煤粉产出、排采速度和煤粉分散情况等因素的影响。当排采速度较低时,井筒中采出煤粉颗粒粒度<20 μm,大部分粒度40～100 μm的煤粉颗粒没有采出;随着排采速度的增加,采出煤粉数量显著增加,粒度也明显增大;在流体速度达到临界流速,煤粉采出量趋于稳定。加入FYXF-30分散剂后,能够将进入井筒中的较大颗粒煤粉分散并采出。     

煤炭资源城市创新生态健康度的生态位测算及对行业的协同集聚影响

本文以煤炭资源城市作为研究对象，基于自然生态系统的概念和煤炭城市的特性，从创新生物群落和创新环境群落两个方面构建了煤炭资源城市创新生态健康度评价指标体系。采用生态位宽度和重叠度模型测算了2015年—2019年山西省域内5座煤炭资源城市的创新生态健康度且进行了划分，之后运用M估计和中介效应模型研究不同类型的煤炭资源城市创新生态健康度对煤炭行业和煤炭装备制造业协同集聚的影响及煤炭企业的创新驱动效应。研究得出，5座煤炭资源城市分别为“创新多样型”、“创新专长型”和“创新追随型”，不同类型的煤炭资源城市对行业的协同集聚均有正向促进作用。其中，煤炭企业技术创新能力在“创新多样型”城市中所发挥的技术创新有正向显著性。建议，推动煤炭资源城市向“创新平衡型”城市变迁，缩小城市之间的差距；提升煤炭企业技术创新能力，稳固推进煤炭行业和煤炭装备制造业的协同集聚。     

近年选煤技术综合评述

对1998年以来选煤技术的发展进行了评述。指出选煤技术的发展状况主要表现为:原煤入选比例继续提高,选煤厂规模及选煤装备趋向大型化;重介质选煤比例迅速上升,重介质旋流器选煤技术发展迅速;传统选煤方法及设备的分选效果得到提高;研究开发细粒煤的新选煤方法取得丰硕成果;模块化成为选煤厂建设的新模式;选煤生产过程自动控制和全厂自动化水平迈上新台阶。     

保德矿区煤岩煤质特征及成煤环境研究

保德矿区位于鄂尔多斯盆地东北缘,属于河东煤田,为晋北大型煤炭基地。为了揭示保德矿区不同煤岩煤质的形成环境,利用煤岩煤质等技术参数,分析了煤层镜/惰比、灰分、煤灰组分、硫分等参数指标的变化规律,并结合地层沉积相特征,探讨了保德矿区主采煤层的煤岩煤质特征及成煤环境演变规律。研究结果表明: 矿区内主采煤层物理性质相似,以半亮型煤及半暗型煤为主,显微组分以有机组分为主,无机组分以粘土矿物为主;镜质组反射率相近,煤化程度整体较低。各主采煤层水分含量较低,差别较小;灰分以中～低灰为主,煤灰组分以SiO2、Al2O3为主;挥发分含量较高,以中高～高挥发分为主;硫分含量差别较大,8#煤为低硫煤,10#煤和11#煤属于低中硫煤,13#煤为中高硫煤。保德矿区太原期至山西期成煤环境整体为半咸水海陆过度环境,氧化性逐渐增强,盐度减少,受海水的影响程度逐渐减弱;太原期至山西期主要成煤期经历了一次周期性海侵海退大旋回,侧面揭示了保德矿区海侵成煤（10#煤和11#煤）和海退成煤（8#煤和13#煤）两种成煤模式。     

煤岩破碎失效概率的可靠性分析及分级应用

将煤岩破碎现象视为失效概率问题,在应用Hoek-Brown准则建立煤岩破碎预测模型的基础上,结合可靠性方法定义煤岩完整可靠度指标,并提出了煤岩破碎失效概率的计算方法。根据煤岩破碎失效概率大小将破碎程度划分为破碎(A级)、较强破碎(B级)、较弱破碎(C级)、未破碎(D级)4个等级,并确定煤岩破碎分级标准;利用该方法分析了沁水盆地ZS-P4井井筒方向的煤岩破碎程度,并讨论了煤岩破碎失效概率与影响因素的变化关系。结果表明,ZS-P4井煤岩破碎失效概率在0.6~1.0,其分布形态呈顶底部煤层高、中部低的趋势;811.4~812.0 m煤岩破碎失效概率为1(A级),与该段煤层严重破碎实验现象吻合较好;煤岩破碎失效概率随着水平主应力差值的增大、单轴抗压强度的降低呈非线性增长趋势。     

青藏高原北部煤系赋存的板块构造控制

青藏高原北部（青南地区）构造背景复杂,从石炭纪至侏罗纪均有煤系沉积,煤炭资源较丰富,板块构造格局是控制其形成和分布的主要因素。系统研究该地区煤系的形成演化和区域构造的关系,有助于揭示青藏高原北部煤系资源赋存的规律,服务煤系资源的综合勘查和评价。通过对青藏高原北部区域构造背景及煤系特征的分析,结合野外地质调查工作,总结了研究区煤系分布在空间和时间上的特征,建立了煤系形成的两大类3级共9种构造-沉积模式,并详述了各模式煤系的特征。据此,以不同成煤时代的煤系为研究对象,进一步分析了其成煤作用与盆地构造演化的关系和各时期成煤盆地的构造演化模式,以及区域构造对煤系的后期改造作用。初步探讨了青藏高原北部区域板块构造对煤系赋存的影响。     

瓦斯煤粉耦合体系着火实验研究

为研究煤矿井下瓦斯、煤粉、空气3成分体系的着火特性,在改进的粉尘云最低着火温度测试装置(G-G furnace)内,选取4种煤样进行瓦斯与煤粉耦合条件下的引燃实验研究。 实验结果表明：当有煤粉存在时,瓦斯-煤粉-空气3成分耦合体系的最低着火温度（MIT）均低于瓦斯、煤粉的最低着火温度,且煤粉粒径越小、煤粉挥发分越大,耦合体系的最低着火温度下降的越多。D50≈25 μm的1号煤样使得耦合体系的着火温度比瓦斯低340 ℃,比煤粉低110 ℃。说明煤矿井下电气设备按纯的甲烷气体进行防爆温度设计和选型,若不考虑煤粉的影响,具有引燃瓦斯-煤粉-空气3成分耦合体系的风险,需加以完善和改进。     

煤尘润湿性的实验研究

为了探索煤尘润湿性快速测定和表征方法,在分析5种具有代表性煤尘的煤质特征基础上,采用Nicolet Magna IR750傅里叶变换红外光谱仪,测定了这5种煤尘的表面官能团。根据煤尘润湿性测定结果,通过数值计算,建立了煤尘润湿性与煤质参数和煤尘表面官能团间的关系,得出煤尘的有机大分子结构（以固定碳为代表）以及表面官能团,尤其是煤尘表面的无机矿物质官能团（以石英Si-O-Si为代表）,决定和影响着煤尘的润湿性质。结果表明,可以通过煤尘的煤质特征以及FTIR分析,结合煤质数据以及表面官能团数据,快速进行煤尘的润湿性测定和表征。     

沁水盆地煤可磨性及其对煤层气排采的影响

为研究高阶煤地区煤可磨性特征,解决煤层气井煤粉伤害问题,采用哈氏可磨性指数测定仪对来自山西沁水盆地的11个矿的煤样品进行可磨性指数（K_HGI）测定,并通过工业分析、煤岩组分测试发现同为高阶煤但可磨性差异较大。分析发现挥发分有利于煤可磨性,水分、灰分、固定碳均会使可磨性变差,其中水分的影响最大;煤变质程度越高煤可磨性越差,惰质组可磨性较镜质组好,原因在于惰质组在研磨过程中充当硬质“介质”的作用。以煤可磨性为切入点,阐述了煤层气井煤粉产出机理。煤层气井钻井遇煤段,产生钻屑的量及粒度与煤的可磨性正相关;水力压裂产生的煤粉量也与可磨性相关;排采过程中,由于排采流体的冲刷磨蚀,导致煤粉产出,可磨性是煤粉产出量的控制因素之一。可通过工业分析和煤岩组分分析,判定煤层井是否易于产出煤粉,为防控煤粉、制定合理排采工作制度及煤层气井开发可行性分析提供依据。     

综放采场顶煤破坏影响因素的数值试验研究

针对公乌素地区16号煤层实际情况,运用正交试验方法和FLAC3D软件对顶煤破坏影响规律进行研究,得到对工作面控顶区内顶煤破坏影响因素的主次排序:埋深>煤单轴抗压强度>工作面长度>支架支撑力>煤厚。     

端帮开采煤柱应力分布动态演化过程研究

为了解决目前露天煤矿端帮探入式开采工艺中，留设煤柱应力随时间和空间位置不同，分布特征与规律不明确的问题，以源通长富露天煤矿为研究对象，采用理论研究与FLAC3D数值模拟相结合的研究方法，分析采深与煤柱宽度对临界载荷影响、单侧煤壁与支撑煤柱的应力动态分布、区段内煤柱应力分布特征与永久煤柱的应力分布特征，得出相关规律。研究结果表明：随采深的增加，临界载荷呈类似于幂函数逐步降低，初采50m以内减弱较为迅速|随着煤柱宽度的增加，临界载荷呈类似于指数型函数关系增加|单侧煤壁处于工作面侧向支承压力增高区内|支撑煤柱前方出现应力集中，应力分布呈现“驼峰”型|区段开采结束后，区段间内的煤柱应力随采深的增加，应力呈逐渐减低|永久煤柱在开采过程中应力分布呈现“峰型”趋势，煤柱中部存在弹性核区。