山区开采地表动态移动变形规律

我国约有1/3的煤矿位于山区,开采造成的山区地表移动变形与平原地区有较大区别。为探究山区开采地表移动变形的时空特征,揭示山区开采地表动态移动变形规律,首先通过分析山区地表移动变形特征,确定了山区开采滑移影响函数,并应用叠加原理构建了顾及山区地形与平原因素的山区地表移动变形预计模型;然后结合Knothe时间函数,推导了山区开采地表动态移动变形预计公式;最后分析了正坡、反坡2种模型的地表动态移动变形规律。采用山西某矿的现场实测数据对山区地表移动变形预计模型进行了验证,取得了较好的一致性。山区开采地表动态移动变形规律的分析,为最大限度确保矿区地表建(构)筑物免于地表动态移动变形破坏提供了技术依据。

工作面推进速度对地表移动变形的影响研究

为了探究工作面推进速度对地表移动变形的影响,利用开采沉陷概率积分预计模型,并结合克诺特(Knothe)时间影响函数,对同一地质采矿条件下不同推进速度(2m/d和5m/d)时的地表移动变形情况进行分析研究,研究结果表明,推进速度与地表移动曲线的动态峰值成反比,即提高推进速度能够降低开采对地表的破坏,但无法降低开采对工作面切眼与终采线上方地表的破坏,研究结果对矿区开采沉陷防治具有重要的指导意义。

煤层气在多孔介质填充管线反应器中的水合实验研究

针对目前传统方式(低温液化、变压吸附、膜分离等)对低浓度煤层气增浓工业化应用的不适用性问题,提出通过合成水合物的方式实现低浓度煤层气中CH4的富集。但该技术的实现需要解决煤层气水合物合成过程中合成速率慢、储气密度低两个问题。借鉴日本对管线式反应器的试验结果与目前理论与实验研究所得出的THF与SDS分别对水合物合成相平衡条件、储气密度、合成速率的最佳促进浓度配比和多孔介质的加入对水合物合成促进作用的研究成果,以5×10-10m沸石分子筛填充管线反应器作为水合界面,研究了摩尔分数17%THF+质量分数300×10-6SDS理论最佳促进体系下的水合物合成速率变化与工业化实现指标。实验结果表明:随着压力的升高,整体管线反应速率加快,合成速率峰值沿反应管线前移;水合驱动力的升高可有效提高水合物储气效率,且过压驱动力对水合储气的影响强于过冷驱动力;284 K/1.5 MPa条件下利用一次反应后多孔介质进行二次合成,达到相同储气量时,反应时间仅为一次合成的10%;随着水合时间的延长,284 K/1.8 MPa条件下水合单位耗气达到了67.25 m L/m L,配合二次合成对水合时间的缩短效应,可大大提高水合物合成的储气速率与储气密度。

基于Knothe模型的山区开采地表动态下沉预计方法

随着地下煤层的开采,其上覆岩层在重力作用下将产生变形、移动和破坏,岩层内部所产生的移动变形也逐渐传递至地表,引起地表的移动变形。山西大部分可采煤层均位于山区,因此对山区开采沉陷的动态预计研究是必要的,以Knothe时间函数为基础,结合山区滑移影响函数,建立了基于Knothe时间函数的山区开采沉陷的动态预计公式,可预计地表某一点在某一时刻的动态下沉值,并采用山西某矿区的实测地表移动观测资料进行验证。结果表明:预计与实测下沉曲线具有较好的一致性。

低浓度煤层瓦斯水合物分离工艺功耗分析

针对我国煤层瓦斯抽采浓度低与传统提纯方式分离系数低的问题,以太原理工大学自行水合物提纯实验数据为依据,提出一种低浓度煤层瓦斯水合物分离工艺,并依据热力学方程对其经济性进行分析。结果表明:在常压0.1 MPa、293 K初始条件下,1 MPa、278 K工作条件下,每提纯产出1 m^3纯CH_4只耗电0.77 k W·h,以工业电价折合为0.56元,具有良好的工业化推广经济基础。