干旱半干旱区退化草地土壤水分变化及其对降雨时间格局的响应

降雨是干旱半干旱地区的主要水分来源,降雨量、降雨时长和降雨强度等共同影响降雨入渗,进而影响降雨对地表下不同土层的补充。研究干旱半干旱区退化草地生态系统不同土层土壤水分对不同量级降雨时间格局的动态响应变化,对于揭示水土关键要素、草地荒漠化防止及应对气候变化的影响均具有重要意义,基于2018年连续对锡林郭勒盟正镶白旗额里图牧场的降雨及地表下5,15,30,60,100 cm的土壤体积含水率数据的观测,探讨了各土层土壤水分变化及其对降雨事件大小的响应。结果表明:对于干旱半干旱区草地而言,降雨可以显著影响5-60 cm的土层土壤水分;随着土层加深,相同降雨过程引起的土壤水分增量呈降低趋势,0-10,10-20 cm土层土壤水分增量明显,小于3,6,20,50 mm的降雨不能到达地表以下5,15,30,60 cm土层;高降雨强度、降雨前较高的土壤含水率有利于雨水的下渗,5-60 cm土层的土壤水分增量与降雨强度、土壤初始含水率以及二者交互作用均呈显著或极显著线性关系,100 cm土层的土壤水分增量与降雨强度、土壤初始含水率以及二者交互作用均无显著线性关系,且30,60 cm土层土壤水分增量只在无雨日间隔极短且降雨量很大的情况下有明显波动。

小麦储藏安全水分的研究

对储粮安全水分、真菌生长临界水分、储粮水分迁移进行了研究。研究发现,在常规条件下,储粮安全水分(MC)与真菌生长临界水分(mc)和储粮中水分迁移最大增量值(Δmc)有关,当MC+Δmc≤mc时,储粮是安全的,否则,是不安全的。并由此可得出储粮安全水分临界值MC=mc-Δmc。通过这个理论计算公式,以我国北方小麦储藏为例,进行了我国北方小麦储藏安全水分的初步研究。试验结果表明,小麦真菌生长临界水分为14.0%,水分迁移最大增量值为1.0%,我国北方小麦储藏安全水分临界值在13.0%左右。

分段式注水对湿润半径影响的试验研究

针对掘进工作面一段式封孔器动压注水时封孔长度短、容易跑水的现状,提出了分段式注水方法。通过在不同注水压力、不同注水段数、不同注水顺序条件下的试验,了解了分段式注水提高煤体的湿润效果,并确立由外向里的注水方式,增大了煤体的湿润半径和煤体含水率,能有效地降低掘进作业时的粉尘浓度。

基于预设随机裂隙的煤层注水数值模拟研究

为研究煤体内大量不规则裂隙对煤层注水效果的影响,通过MATLAB编程实现裂隙的随机分布,结合COMSOL软件进行煤层注水过程中渗流压力场、速度场与水分增量的数值模拟。研究结果表明:与注水孔相交裂隙的附近区域内,水压可达3.03 MPa,此类裂隙可延伸压力场的作用范围;随煤体内水分运移范围的逐渐扩大,平均渗流速度降低,48h后约为6.59mm·s^(-1),整体渗流速度趋向均衡;未与注水孔相交的裂隙同样可提升注水效果,且毛细作用力对提升煤体润湿效果的影响高于水压对提升煤体润湿效果的影响。

三维预设原生裂隙下的煤层低压注水数值模拟研究

为研究煤层注水过程中,煤体内大量原生裂隙对水分运移过程及润湿效果的影响,采用COMSOL Multiphysics软件模拟注水过程中的渗流压力场、速度场与水分增量,并通过MATLAB编程建立煤体内大量三维原生裂隙的随机分布模型。研究结果表明:注水工作进行约60h后,煤体内各处水分渗流速度趋向一致且保持相对稳定;水分增量场与渗流压力场、渗流速度场在注水前期的分布基本一致;随着大量原生裂隙被水分浸润,裂隙在起到储水作用的同时,也加速了附近煤体的润湿速度;但可见若原生裂隙未与注水孔相交连通,其加快煤体润湿速度的效果有限。

河东矿1106回采工作面煤层注水技术研究

论述了河东矿1106回采工作面煤层注水工艺,选取进回风巷及回采工作面上多个测点进行了测定,从煤层水分增量和降尘率两个方面进行了粉尘的测定数据分析。分析结果为进回风巷各测点煤层水分增量大于1%,工作面4个测尘点的降尘率均在80%以上。

大伙房水库集雨区水量平衡的研究

对大伙房水库集雨区的水量平衡分量——降水量、蒸散量、径流量和土壤水分增量进行了初步研究,在此基础上总结出水量平衡的特点。

基于DSC测试的含水煤自燃规律实验研究

为了有效防治吕家坨5424Z采煤工作面煤自燃,通过采取差示扫描量热技术(DSC),分析了不同含水量对煤样吸、放热参数的影响规律。研究表明:煤样水分增量在1%~9%范围内,其热流差零值点温度在230~250℃之间,其对应温度普遍较高,说明煤样的放热整体出现较晚,不易发生自燃现象。但煤样水分增量在1%~4%时,吸收峰峰值温度较低,且吸热速率此时达到最值,则这一水分段煤样较其他实验水分段易发生自燃现象;煤样水分增量在6%~9%时,其曲线斜率较大,较其它含水量煤样而言,该区间内的煤样放热速率较高。

煤层注水技术应用与效果分析

针对蒋庄煤矿3上907综采工作面粉尘浓度高,煤质硬的现状,为了降低3上907综采工作面的粉尘浓度,采用动静压混合式注水方法对3上907综采工作面进行注水降尘设计,并优化注水钻孔技术参数,增加注水钻孔的成孔率和钻进长度,进一步提高了注水效果。结果表明:当钻孔长度为60 m,导向孔与注水孔间距为6 m,注水压力为5~15 MPa时,注水后工作面90 m范围内,走向钻孔周围14.6 m范围内水分增量平均达到1.6%以上;且工作面采煤机司机、采煤机下风侧、移架区等高浓度粉尘作业工序处降尘率分别为70.5%、71.2%以及67.1%,除尘效果显著。

马兰矿12504综采工作面煤层注水降尘技术研究与应用

为优化12504综采工作面的回采作业环境,基于工作面的地质条件和煤层注水降尘机理,具体进行工作面降尘方案的设计,并对注水方案中钻孔布置方式、单孔注水量、注水压力和封孔方式等进行具体分析设计,在工作面注水方案实施前后,分别对工作面不同位置的粉尘浓度进行测定对比分析,并分析煤体水分增量。结果表明:注水方案实施后,工作面煤体内水分增幅大于1%,全尘浓度和呼尘浓度分别下降26.78%和24.00%,降尘效果显著。

荒漠灌丛树干茎流及其入渗、再分配特征

运用铝箔收集法测定了荒漠灌木柠条(Caragana korshinskii Kom.)树干茎流;利用时域反射仪连续测量土壤剖面水分含量,分析树干茎流影响下柠条根际区水分入渗与再分配过程。结果表明,柠条灌丛产生树干茎流需要2.2mm的前期降雨量,树干茎流占降雨量的7.9%,平均汇流率是89.8。土壤表层含水率对降雨过程响应明显;当降雨量达到6mm时,树干茎流有利于增加根际区土壤水分增量,补充深层土壤水分,对荒漠植被在干旱条件下存活起着重要作用。

唐口煤矿2307工作面煤层高压注水工艺实践

基于唐口煤矿主采工作面3#煤层注水困难的问题,对2307工作面原有的注水方案和施工系统进行了改进。通过对注水点进行采样,观察其水分增量及润湿范围可得出最优的注水压力为20 MPa。通过对降尘效率的考察,得出煤层注水和喷雾降尘的联合降尘措施可以使呼吸性粉尘降尘率达80%。同时通过对矿压情况的监测,可以看出煤层注水使煤体应力得到有效控制,大大降低了2307工作面冲击的危险性,保证了2307工作面的安全回采。