瓦斯缓释剂作用下多因素对解吸瓦斯峰值浓度分布影响研究

为防范煤矿瓦斯事故,实现瓦斯高效精准抽采,在井下局部高浓度瓦斯区域喷淋瓦斯缓释剂成为防控瓦斯超限的重要手段之一。依据煤矿掘进工作面搭建相似比模型,利用自主研制的多因素影响煤体瓦斯解吸喷淋试验台,研究了喷淋瓦斯缓释剂下不同因素影响解吸瓦斯峰值浓度分布的规律,分析了APG溶液质量分数、雾化压力、煤样粒径、平衡压力、环境温度、空气流量等因素对解吸瓦斯峰值浓度分布的影响,利用Pearson相关系数法得到了喷淋瓦斯缓释剂后各因素与不同区域瓦斯峰值浓度的相关性。结果表明:APG溶液质量分数小于0.10%时,瓦斯峰值浓度随APG质量分数增加迅速下降,超过0.10%时下降率减小。缓释剂作用下,瓦斯峰值浓度与雾化压力、煤样粒径分别呈负线性和负指数关系,瓦斯峰值浓度随雾化压力与煤样粒径的增大而降低,煤样粒径为5~10 mm时瓦斯下降率最大;瓦斯峰值浓度与平衡压力、环境温度分别呈线性和指数函数关系,瓦斯峰值浓度随平衡压力与环境温度的升高而增加,环境温度为35℃时瓦斯峰值浓度增长率最高。在工作面模型中心,瓦斯峰值浓度随空气流量升高而迅速降低,工作面拐角处瓦斯峰值浓度也随空气流量增大而降低,并在超过12.7×10^(-3)m^(3)/s时瓦斯峰值浓度降低速率减小。在多因素共同作用下,瓦斯峰值浓度相较于单一因素降低了4.3%~8.0%。利用相关系数法计算得到影响进风口上下拐角、出风口上下拐角和模型中心的瓦斯峰值浓度最大因素分别为雾化压力、雾化压力、平衡压力、环境温度、平衡压力。

大数据视域下新疆煤炭资源信息共享系统建设研究

为了实现国家“碳达峰、碳中和”两大目标,提高新疆地区煤炭资源信息化建设水平,提出了大数据视域下的新疆煤炭资源信息共享系统建设方案。分析了新疆地区煤矿运营环境以及大数据平台技术,提出了集群式部署以及IaaS、SaaS、PaaS三种云计算服务方式相融合的系统架构方案,运用MySQL关系型数据管理系统以及B/S模式Web应用系统设计实现了新疆煤炭信息共享系统中数据库管理、信息交换共享、一张图可视化、门户系统、后台管理五大子系统,构建了用户“一站式”的煤炭资源管理、煤炭信息共享的服务系统。结果表明,集群式部署方式、分布式系统架构适合新疆煤炭行业整体运营需求,平台的多源数据融合与可视化数据展示与分析功能可为新疆煤炭行业提供现代化的信息服务,间接促进了新疆双碳目标的实现,推动了新疆煤炭从“传统煤炭”向“智慧煤炭”转变。

表面活性剂泡沫性能对煤中瓦斯缓释影响试验研究

煤炭资源开采过程中,与煤伴生的瓦斯异常涌出可能会导致严重的瓦斯超限,引发煤矿瓦斯灾害或温室效应等问题。已有诸多研究表明煤层注表面活性剂溶液是有效且重要的治理瓦斯手段之一。表面活性剂与气体混合易产生稳定泡沫,关于泡沫性能对瓦斯解吸影响相关研究较少,本文研究表面活性剂泡沫性能对甲烷气体缓释规律的影响。选取十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和烷基糖苷(APG0810)2种表面活性剂进行试验,测定溶液表面张力、黏度、发泡性、稳定性及泡沫形态。利用自行研制的试验装置开展表面活性剂泡沫性能对甲烷气体缓释效应影响的试验研究。试验结果表明:随着表面活性剂质量分数增加,液体表面张力起初降低幅度较大,发泡率有明显升高现象,稳泡性也逐渐增强。接近临界胶束浓度时降低幅度减缓,发泡性和稳泡性升高趋势变得平缓。表面活性剂质量分数为0.15%时,在注入空气后SDBS和APG0810发泡高度分别为44 mm和40 mm,且SDBS泡沫半衰期最大为786.5 s。溶液泡沫发泡率和半衰期与其对甲烷缓释效应相关度较大,相同质量分数下SDBS对甲烷的缓释效果普遍优于APG0810,表面活性剂溶液质量分数0.15%时,10 min内APG0810和SDBS对瓦斯缓释率分别约为37.4%和12.7%,2 h内SDBS对瓦斯缓释率仍有约50.84%。研究为探究表面活性剂抑制煤中甲烷解吸及其机理提供一个新的角度,可为矿井瓦斯防治,煤炭绿色开采提供一定的理论支撑。