硫化氢对不同煤级煤甲烷吸附影响效应研究

为探究H_(2)S在不同煤级煤体中对CH_(4)吸附特性的影响效应,利用分子模拟构建肥煤、瘦煤及贫煤3种不同煤级的复杂煤大分子结构模型,并探究H_(2)S对煤体孔隙的影响作用以及H_(2)S在煤中的吸附特性,分析不同煤级煤体中H_(2)S对CH_(4)饱和吸附量的影响作用。结果显示:煤体表面积与孔隙体积与煤变质程度有关,由大到小依次为肥煤、瘦煤、贫煤;在煤体吸附H_(2)S过程中,煤体表面及孔隙为H_(2)S提供吸附场所,且H_(2)S对贫煤孔隙率影响较为明显;在同温同压条件下,H_(2)S在同一煤体中的吸附热约为CH_(4)的1.5倍,在对CH_(4)及H_(2)S的双组分气体吸附中,煤体对H_(2)S的吸附能力大于CH_(4);煤体H_(2)S质量分数在0~1.5%变化区间内,贫煤的Langmuir吸附常数a降幅高达77.4%,肥煤及瘦煤分别为31.1%及32.6%,表明H_(2)S质量分数的变化对贫煤的甲烷吸附能力影响更显著,肥煤及瘦煤次之。

采空区遗煤吸附电厂烟气中CO_(2)影响因素研究

利用采空区煤岩的吸附特性封存CO_(2),不仅可以降低碳捕集与分离成本,还能实现防治采空区遗煤自燃的目的。采用常温常压吸附试验、ASAP比表面积和孔径分析试验,探究了孔隙结构、矿物质含量和含水率对煤吸附CO_(2)特性的影响,拟合了影响煤吸附CO_(2)因素的定量关系方程,并通过随机森林算法计算了各影响因素的重要性权重。结果表明:大南湖(DNH)矿、鹤岗(HG)矿、同忻(TX)矿区3种煤的孔径分布规律基本一致,孔径范围在0.5~0.7 nm和0.8~0.9 nm内的孔数量较多,在0.7~0.8 nm的孔数量较少;微孔数量是导致3种煤对CO_(2)吸附能力差异的根本原因。常温常压条件下,煤对CO_(2)的饱和吸附量随比表面积的增加而增大,随矿物质含量和含水率的增加而减小,且煤的微孔数量越多,矿物质含量和含水率对吸附量的影响越显著。煤在达到临界含水率后,由于水分子阻碍了CO_(2)分子的流通通道,导致CO_(2)分子无法进入煤内部的孔隙中,CO_(2)饱和吸附量逐渐趋于稳定。比表面积对吸附量的影响程度最大,含水率与孔体积次之,矿物质含量最弱,且比表面积与含水率的重要性权重之和可达75.1%,远高于其他两个因素。依据拟合方程,可通过测定煤的比表面积、矿物质含量和含水率,推测煤对CO_(2)的饱和吸附量,为采空区遗煤吸附封存CO_(2)提供理论依据。

基于响应面法的次氯酸钠脱硫实验参数优化

为研究NaClO质量分数、NaOH质量分数、反应温度和煤粒径对NaClO脱硫的影响,以脱硫率为响应值,通过Design Expert软件设计和优化了NaClO脱硫实验。利用Box-Behnken实验设计方案,建立脱硫率与各因素之间的预测模型。通过建模检验、残差分析、方差分析,等高线与响应面分析,一方面证明了模型可靠性,另一方面分析了各变量之间的交互影响关系。运用响应面优化法对NaClO脱硫中反应参数进行了优化。结果表明:在实验设计方案建立的预测模型中二次模型可靠性高,且偏差最小,拟合度好;得到煤的脱硫率关于NaClO质量分数、NaOH质量分数、反应温度以及煤粒径的二次多项回归方程,通过残差分析证明二次模型的可靠性良好;二次模型的方差分析与响应曲面分析结果相一致,即单因素对脱硫率的影响程度由大到小依次为:NaOH质量分数、NaClO质量分数、煤粒径、反应温度;各因素交互作用对脱硫率影响程度中,NaOH质量分数与煤粒径最为显著,反应温度与煤粒径最低;通过提高NaClO质量分数、NaOH质量分数以及反应温度,降低煤粒径均可提升煤的脱硫率,但NaOH质量分数和反应温度过高会影响水解速度从而抑制煤的脱硫率;通过响应面分析法的预测与实际实验验证,当NaClO质量分数为6.98%、NaOH质量分数为10.34%、反应温度为36.24℃、煤粒径为120μm时,实验效果最佳,脱硫率可达34.42%。

不同阻化剂对煤自燃影响的实验研究

为验证"阻化剂对不同的煤样具有选择性,不同的阻化剂对不同煤样的阻化效果不同"这一推论,采用STA449C型-TG/DAT综合热重分析仪对神东矿区六个煤矿不同层位和不同工作面的9个煤样添加阻化剂后的活化能变化规律进行实验研究为研究阻化剂和不同阻化剂对煤自燃过程的影响,结果表明,以着火活化能确定煤自燃阻化效果具有规律性。比较不添加阻化剂与添加阻化剂实验煤样各燃烧阶段的活化能可以看出,添加阻化剂后失水活化能与燃烧活化能降低,着火活化能增大,说明阻化剂在煤的整个燃烧阶段并不是全过程起阻化作用,而是一个催化-阻化-催化过程。在失水阶段起催化作用,在着火阶段起阻化作用,在燃烧阶段起催化作用。这对于应用阻化剂的选择具有实际的参考价值和指导意义。

环境教育对人类可持续发展的重要作用

环境教育是人类社会进步的一个重要标志 ,随着环境问题的不断涌现 ,保护环境的教育日益受到世界各国人民的高度重视。通过环境教育 ,进一步认识环境问题与人类可持续发展的关系 ,阐明环境教育在人类社会发展中的地位和作用 ,培养人们环境保护意识 ,并养成一种积极的有责任的行为 。

用故障树分析煤矿瓦斯爆炸引起的伤亡事故

通过对４９起煤矿瓦斯爆炸典型案例进行的统计，运用故障树分析（ＦＴＡ）．找出了事故发生的可能途径．提出了预防事故的对策表。

用层次分析法进行煤矿安全投资决策

应用层次分析法（ＡＨＰ）原理，提出了分配煤矿安全投资的一种新方法，并结合实例，获得分配煤矿安全投资的合理比例。

采场自然发火模拟计算的数学模型及其解法

当采空区内有自然发火时,将产生大量有害气体,使得采场气体成分发生变化,本文根据采空区内有害气体的运移规律,研究采场气体压力、一氧化碳等火灾气体浓度分布,预测采空区自然发火位置。本模拟研究将采场(包括工作面和采空区)作为一个系统,利用弥散动力学和渗流理论,建立采场气体运移的数学模型,采用有限元方法在电子计算机上进行解算,并可对计算结果进行处理和分析。同实测数据或直接物理实验相比,不仅容易实现,而且能提供比物理实验更详细的实验数据。

采空区注砂防灭火最佳砂墙长度的确定

计算机模拟方法是研究和分析多孔介质(采空区)中流体流动的有效方法,它在电子计算机上通过解算描述流体流动的微分方程进行数值模拟。本文通过实例求解根据弥散动力学和渗流理论建立的采场气体运移的数学模型,采用有限元方法在电子计算机上进行解算,利用所测得的实际数据反求系统的内部参数,对采场瓦斯、一氧化碳等有害气体的流动过程和浓度进行了数值模拟,求出最佳防火墙长度。

矿井环境风流换热的小密度差近似方程

从守恒原理出发,在考虑温度、压力变化引起空气密度变化的条件下,采用小密度差近似的方法,建立了风流热量交换的数学模型。为研究矿井内风流流动及热量交换过程,分析风流在矿井作业空间复杂的湍流与回流特征,研究风流速度场与温度场相互耦合使用奠定了基础。

用关联矩阵求解最小割集方法

将关联矩阵引入到事故树分析中,通过对关联矩阵的运算,得出求解最小割(径)集的简便算法,为计算机辅助事故树分析的程设计提供新的途径.

回采工作面温度场分布规律的数值模拟

从守恒原理出发 ,导出了描述矿井回采工作面风流紊流流动和温度分布的微分方程 .通过对矿内风流流动及热力过程的理论分析和现场实测 ,系统地开展矿内风流流场和风流温度场的分布规律及其耦合作用机理的理论分析研究 ,通过数值模拟 ,初步得出了矿井回采工作面风流温度与各种参数的变化规律 :回采工作面风流温度随风速提高呈负幂函数规律降低 ,随入风流温度升高呈线性升高 。

煤的自燃倾向性新分类方法

应用热重分析仪实验研究了神东矿区不同层位和不同工作面煤的自燃特性,结果表明:煤氧化燃烧过程分为3个阶段,即升温失水失重阶段、升温增重氧化阶段、升温燃烧失重阶段.对应3个阶段的活化能分别为失水活化能、着火活化能和燃烧活化能.着火活化能是指从增重开始到增重结束转为失重的拐点处阶段的活化能,以煤的着火活化能判定煤炭的自燃难易程度的新方法.着火活化能越小煤样越容易自燃,着火活化能越大煤样越不易自燃.

掘进巷道风流温度分布规律的数值模拟

根据紊流状态下的守恒原理 ,导出了描述掘进巷道风流紊流流动和温度分布的微分方程。通过对矿内风流流动及热力过程的理论分析及现场实测 ,系统地开展矿内风流流场和风流温度场的分布规律及其耦合作用机理的理论分析与研究 ,并利用PHOENICS程序进行数值模拟 ,初步得出了矿井掘进巷道风流温度与各种参数的变化规律。掘进巷道风流温度随风速提高呈负幂函数规律降低 ,随入风流温度升高而线性升高。

煤炭自燃生成标志气体的红外光谱分析

针对煤自燃氧化过程中生成的生产物能够判断煤自燃的反应过程和机理以及在不同温度下生成的标志性气体可以判断煤自燃的严重程度的问题,采用红外光谱手段对神东矿区6个煤矿不同层位和不同工作面的12个煤样进行了研究。研究结果表明,煤氧化燃烧过程是分阶段进行的,分为失水阶段、氧化阶段、着火燃烧阶段。各阶段的标志气体不一样:失水阶段以H2O吸收峰为主、氧化阶段C2H4、CH4出现显现峰、着火燃烧阶段出现C2H4、CH4强峰。确定煤样在不同温度下生成标志气体的规律,对预测煤的自燃发火具有重要的理论和实际意义。

井巷围岩与风流的不稳定换热

通过对矿内风流与巷壁换热过程的理论分析,得出了围岩与风流的不稳定对流换热系数的解析式、理论解和实用式,导出了风流温度变化和围岩调热圈的计算方法。通过兖州东滩矿4306运顺掘进巷道风流与围岩换热的进行现场实测和分析计算,得出了掘进巷道围岩调热圈与掘进时间呈平方跟关系变化、不稳定换热系数随掘进时间呈负幂指数变化的规律。

基于L-MBP神经网络的煤自然发火期预测

针对不同矿井、矿井不同工作面预测煤自然发火期的难题,采用具有较好收敛性的L-M(Levernberg-Marquardt)BP算法的神经网络,开发出煤自然发火期预测仿真系统软件。根据煤自燃的内因和外因影响因素,在东北矿区各自燃采场收集了152个样本训练数据,并应用于该软件训练、预测其结果误差<10%。在神东矿区进行预测时,预测结果与实际情况吻合较好,为制定预防采场自然发火的技术措施提供了可靠的技术参数。

神东矿区煤炭自燃标志气体的红外光谱分析

针对煤氧化自燃过程生成的气体产物能够判断煤自燃的反应过程和机理以及在不同温度下生成的标志性气体可以判断煤自燃的严重程度的问题,采用红外光谱实验手段对神东矿区6个煤矿不同层位和不同工作面的12个煤样进行了研究。确定了煤样在不同温度下生成标志气体的规律及CO气体浓度随温度变化的规律,对预测预报煤的自然发火具有重要的理论和实际意义。

智能型PI在永磁同步电梯门机驱动器中的应用

为改善门机系统的调速性能,提出一种与专家系统相结合的单神经元PI控制算法。该智能PI调节器设计简单,对被控对象模型依赖较小,通过在线边学习边控制的方式自动对PI参数优化,解决了传统固定参数PI控制的不足,实现了电梯门机永磁同步系统对不同转动惯量的适应性的控制要求。仿真试验结果表明,基于这种调节器的调速系统无论重门轻门,其响应速度较快、超调量较小、调节时间较短、具有较强的跟踪能力和良好的鲁棒性,其控制性能优于常规固定PI控制。

基于活化能指标的煤自燃阻化剂实验研究

运用热重分析手段对几种阻化剂进行了实验研究,运用化学反应动力学方程计算得到了原煤样与阻化煤样的活化能。实验和计算结果表明,同种阻化剂对不同的煤样具有选择性,不同的阻化剂对相同煤样的阻化效果不同。为此提出基于煤的着火活化能确定煤自燃阻化效果的定量计算方法,对选择煤自燃阻化剂具有重要的理论与实际意义。