山西阳煤二矿无烟煤元素赋存特征的XPS研究

认识煤中主要元素的赋存特征,是构建煤大分子结构的基础。本文采用工业分析、元素分析以及X射线电子能谱解析山西阳煤二矿无烟煤碳、氢、氧、氮和硫的赋存特征。结果表明:山西阳煤二矿无烟煤中碳的主要赋存形式为芳香碳和脂肪碳,碳碳单键的含量最高占82.34%,碳氧键的含量次之,占11.01%,碳氢键占6.17%,说明无烟煤存在一定的烷基侧链,羧基含量最低仅占0.48%。醚基氧和羟基氧占氧元素的82.51%,羰基占13.67%,羧基占3.82%。氮元素主要以吡咯氮和吡啶氮等有机氮形式存在,其中大部分存在于煤分子边缘,吡咯氮由于其芳香共轭体系的稳定性含量最多,占氮元素的41.28%,吡啶氮含量次之占25.24%,质子化吡啶含量占17.36%,主要镶嵌于芳香结构的内部,氮氧化物含量最少,占16.12%;硫元素存在形式以有机硫为主,无机硫为辅,分别占硫元素的74.03%和25.97%。有机硫中噻吩类硫含量最多占硫元素总量的35.34%,砜和亚砜占32.30%,无机硫占25.97%,硫醇和硫醚占6.39%。

采矿工程的采矿技术及施工安全的研究与探讨

采矿施工危险性很高,容易受到许多不稳定因素的影响。叙述了采矿技术的特点及其应用,分析了采矿过程中存在的安全隐患,提出了采矿施工过程中的安全措施。

低渗透性煤层均匀水力压裂增透技术研究

针对井下煤层裂缝数量少且分布不均匀问题,提出了均匀水力压裂增透技术,即预先对煤层进行深孔爆破作业,制造出大量预裂缝,再运用水力压裂技术进行增透。基于流体力学与岩石损伤力学,分析了预裂缝存在前提下水力压裂增透机理及均匀水力压裂原理。运用ABAQUS模拟软件首先模拟了传统水力压裂主裂缝随注水水压的发育情况,并对不同注水水压条件下水力压裂裂缝与深孔预裂裂缝相交程度进行模拟。同时在马堡煤矿15号煤层二采区15205工作面开展工业试验,并且选取现场煤样进行扫描电镜试验,在宏观和微观上对比均匀水力压裂与传统水力压裂增透效果。结果表明:水力压裂裂缝与预裂缝的相交程度受注水水压影响,在水压p=24 MPa时充分相交;运用均匀水力压裂增透技术后,煤层透气性显著提高,试验组观测孔的初始瓦斯涌出量是对照组的3.19倍,瓦斯含量的衰减强度降低了71.6%;与传统水力压裂技术相比,煤体经过均匀水力压裂技术增透后,裂纹数量更多且分布均匀,煤体损伤程度大。模拟与工业试验的结果均证明:均匀水力压裂增透技术能极大地提高煤层透气性,提高瓦斯抽采效率,与传统水力压裂相比增透效果更佳。