晋城无烟煤气化技术发展研究

基于持续增长的无烟煤产量与日渐萎缩的无烟煤化工利用量之间的矛盾正成为困扰集团公司可持续发展的现状,研究了晋城无烟煤矿业集团所属矿区煤炭资源的煤质特性,尤其是用于化工所表现的"五高四低"的特征;根据气化技术的分类,分别探讨了晋城无烟煤对不同气化技术的适应性。结果表明:晋城无烟块煤鲁奇气化、晋城无烟末煤JE炉气化,能够适应煤化工产业未来发展趋势,同时可以提高晋城无烟煤化工利用量。

晋城无烟煤对干粉煤气流床气化技术的适应性研究

为了研究晋城无烟煤对干粉煤气流床气化技术的适应性,结合粉煤加压气化技术对原料煤的要求,分别从晋城无烟煤水分、挥发分、灰分、硫分、发热量、化学活性、灰熔融性、灰渣的粘温特性等方面进行比对析,结果认为晋城无烟煤可以适应干粉煤气流床气化技术;但要控制其灰质量分数在（18±2）%,硫分小于3%,并添加2%--3%的石灰石,或掺配一定比例的低灰熔点煤。

晋城无烟煤对气流床气化技术的适应性探究

全面剖析了晋城无烟煤的气化特性,并结合气流床气化的特点,对当前成熟的航天炉技术、科林炉技术、东方炉技术和正在示范的多喷嘴分级给氧气化技术进行了适应性探究;结果表明:现有气流床气化技术需优化改进才能适应晋城无烟煤,多喷嘴分级给氧气流床气化技术针对高灰、高灰熔点煤所开发,对晋城无烟煤具有很好的适应性。

无烟煤微生物成气中间代谢产物组成及其转化

研究了煤生物成气过程中中间产物的变化规律与成气过程的相互关系。以10 kg沁水盆地山西寺河矿的无烟煤为底物,以寺河矿区煤层气井口出水为菌源,进行了煤生物成气模拟实验,利用气相色谱-质谱联用对不同成气阶段发酵液中间产物进行了分析。实验发现煤生物成气有2个主要的产气周期,芳香环、杂环化合物和苯衍生物在反应初期转化为VFA等,发生在第1个产气周期;而长链烷烃的生成有2个高峰期,分别对应2个产气周期。根据煤生物成气模拟实验中间代谢产物的实验结果,进一步选取乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠、己酸为底物,仍以同一煤层气井口出水为菌源,进行产气实验模拟,结果显示乙酸、丙酸、丁酸可以产气,而己酸则对成气呈现抑制作用。以底物计算甲烷产生效率为丁酸>丙酸≈乙酸,丁酸约为乙酸和丙酸的4倍;而以碳数计算时甲烷产生效率则为丁酸>乙酸>丙酸,丁酸约为乙酸的2倍,说明不同的有机酸产甲烷时可能存在有机酸碳数奇偶性的差异。以上结果表明,VFA和长链烷烃在煤生物成气中发挥着重要的作用,而有关煤生物成气中VFA和长链烷烃的生成和转化以及其对成气的影响尚需进一步研究。

沁水盆地南部无烟煤大分子结构模型及其含甲烷力学性质

受地质因素影响的煤体结构能够影响煤层气井的产气能力,且在实际地质条件下,煤储层往往含有甲烷,使得含甲烷煤体的力学性质与储层压裂改造的效果密切相关。通过工业分析、元素分析、核磁共振碳谱(13 C-NMR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段测试和分析了山西沁水盆地寺河矿无烟煤的元素组成、原子比和官能团类型与分布等分子结构特征,构建了其大分子结构模型,模型的碳含量和密度与实测值具有较好的一致性。采用蒙特卡洛法模拟计算了甲烷在无烟煤中的吸附量、吸附位和吸附热,得到了甲烷在无烟煤中的吸附构型。结果表明:甲烷在无烟煤中的饱和吸附量为22.4个/晶胞,Langmuir压力为1.12 MPa,无烟煤模型中的芳香碳、吡啶型氮和吡咯型氮以及羧基是甲烷分子主要吸附位,等温吸附热随吸附压力的升高呈对数下降,说明甲烷在低压力时率先占据无烟煤表面的高能吸附位;甲烷在无烟煤中的吸附热介于22.65~25.00 kJ/mol,远小于42 kJ/mol,属于物理吸附。采用分子动力学方法对无烟煤的含气力学性质进行了模拟,定量研究了含气量对无烟煤的体积模量、杨氏模量、剪切模量和泊松比的影响。结果表明,无烟煤的体积模量、杨氏模量和剪切模量等随着含气量的增大呈对数规律降低,而泊松比随吸附量的增大呈线性增大;与不含甲烷的无烟煤相比,体积模量、杨氏模量和剪切模量最高降低了38.5%,24.4%和27.1%,表明吸附甲烷能够显著降低无烟煤的力学强度,其机理为无烟煤的体积和膨胀率随吸附量的增加呈指数增大,使得无烟煤基质之间的相互作用力降低,进而导致无烟煤的强度降低,抵抗变形的能力减弱。无烟煤的范德华能在吸附甲烷的过程中降幅最大,说明范德华能是保持煤体结构和力学性质稳定的主导因素。

NaOH预处理对无烟煤生物甲烷转化的影响

选用浓度为0.01、0.1、0.3 mol/L的NaOH溶液对无烟煤进行预处理,通过检测不同浓度NaOH预处理所得残煤、滤液及其混合物的生物甲烷产量,研究NaOH预处理对无烟煤生物甲烷转化的影响。结果显示,高浓度NaOH预处理可以显著提高固体煤的产气量;不同浓度处理后的滤液也有生物甲烷的产生,说明NaOH作用于煤结构,使小分子有机物溶出;煤与滤液产气之和显著大于混合条件下产气量,在工程实际运用中,可考虑先抽出煤层预处理后产生的液体,然后注入微生物以提高产气量。

航天炉全烧高硫、高灰分、高灰熔点劣质无烟煤的研究

晋煤集团天溪公司航天炉全烧高硫、高灰分、高灰熔点(“三高”)劣质无烟煤研究项目依托晋煤集团启动的天溪公司造气工艺技术改造项目,用两台φ3.2 m的航天炉替代天溪公司原有的7台灰熔聚流化床气化炉;同时,对变换系统、低温甲醇洗系统、空分系统及公用工程进行相应的配套改造;改造后,系统达到设计产能,航天炉系统已实现长周期稳定运行;通过自主实施航天炉系统全烧“三高”劣质无烟煤的针对性改造40余项,进一步提高了装置产能,延长了气化炉的运行周期,降低了装置消耗,实现了“三高”劣质无烟煤的洁净化利用。

循环流化床锅炉烧无烟煤技术改造探讨

阐述了循环流化床锅炉的特点、行业分布、发展趋势,分析了企业的锅炉现状和锅炉改烧无烟煤可能存在的问题,并提出了改造方案和设想。

晋城煤业集团瓦斯抽采监测网络系统的建设与应用

介绍了晋城煤业集团公司瓦斯抽采监测信息网络系统的组成、软件和硬件的设计、传输方法和现场应用,实现了对矿井瓦斯抽采泵站实时运行情况、浓度情况的监控,对异常测点、危险管段的分析和诊断为抽采达标评价提供参考,为优化抽采方案提供依据,从而提高瓦斯抽采效率,保障矿井安全高效生产,取得了良好的效果。

晋城煤业集团竞争战略类型的选择

通过对竞争战略类型的分析，针对企业实际，提出了晋城煤业集团应采取的竞争战略——差异化战略以及实施差异化战略的途径。

晋城煤业集团科技活动情况对比分析研究

对晋城煤业集团科技人才队伍建设、科技经费的投入和企业专利产出等方面与全国大中型企业的平均水平进行了对比分析,更清楚地认识了企业科技活动在全国所处的水平,发现了企业在科技活动方面取得的成绩,也发现了企业的差距和不足,并指出了企业今后科技活动应该改进的地方。

晋城地区无烟块煤市场趋势探讨

无烟块煤是无烟煤产业的重要利润来源。无烟块煤的主要下游市场是化工行业,随着煤化工技术的进步,无烟块煤在化工行业的市场份额快速下滑。本文主要分析了晋城地区无烟块煤市场面临的形势,对未来化工市场进行预测。

晋城煤业集团科技创新能力分析

利用科技统计对晋城煤业集团在科技创新中的优势和劣势进行了分析,并进一步提出了对策及改进措施。

晋城煤业集团ISO10015教育培训管理体系通过确认

2006年2月3日，从中国检验认证集团质量认证公司传来喜讯：山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司职教中心作为实施主体的ISO10015教育培训管理体系顺利通过由中国检验认证集团质量认证公司组织的外部确认。晋煤集团推行的ISO10015教育培训管理体系，为国际教育培训标准，该体系的建立尚属山西省首家，煤炭行业第一家，同时也是教育培训覆盖面最广的一家。

山西大型国有煤炭企业集团财务控制模式的选择

本文介绍了财务控制的三种一般模式的特征及各自的优缺点，并分析了影响企业集团选择财务控制模式的内外部因素，在此基础上结合山西煤炭产业环境的基本背景，对山西大型国有煤炭企业集团选择财务控制模式的选择进行了深入的分析与探究。

晋城矿区煤与煤层气共采研究进展及急需研究的基本问题

晋城矿区是我国最大的无烟煤生产矿区,自投产以来,受制于矿井煤层高瓦斯含量,常规井下抽采难以满足矿井安全高效生产的需要。晋煤集团通过探索地面抽采技术、井下抽采技术和地面与井下联合抽采技术,形成了"采煤采气一体化"的立体抽采模式,称为"晋城模式",并在国内推广应用,取得了好的效果。基于晋城矿区实际,提出了煤与煤层气共采的基本概念,分析了煤与煤层气共采研究现状,介绍了"采煤采气一体化"的煤矿瓦斯治理模式、地面抽采关键技术和井下抽采关键技术,并提出了今后一段时间内的努力方向和急需研究的几个基本问题。

晋城矿区典型区煤层气地面抽采效果分析

地面抽采煤层气被认为是降低煤层瓦斯含量、解决煤矿安全问题的有效途径,地面抽采效果得到煤矿企业的普遍关注,但一直缺乏工程验证。以晋城寺河矿东五盘区为研究区,其煤层气地面抽采效果评价主要基于两个方面,首先将区块内14口参数检验井的现今含气量数据与原位含气量进行了对比,评价了含气量实际降低情况;其次运用煤储层数值模拟软件(CBM-SIM),通过对141口气井近7 a生产数据的历史拟合、参数修正,开展产能预测,预测了含气量随抽采时间变化规律和未来10 a、15 a的抽采效果。研究结果表明煤矿区地面煤层气抽采可以有效降低煤层瓦斯含量,通过近7 a的地面抽采,寺河矿东五盘区煤层含气量由23 m3/t降至10.51 m3/t,下降幅度平均为55%;通过储层数值模拟得出,抽采7 a、10 a和15 a后3号煤层剩余含气量分别为10.07,7.31,4.35 m3/t,降低幅度分别达57%,69%和82%。

晋城矿区煤体结构及其测井响应特征研究

煤体结构是影响煤层气开发效果的重要因素,准确评价煤体结构是煤层气勘探开发研究的一个关键问题。根据煤体破裂的程度,参照《防治煤与瓦斯突出细则》中煤的破坏类型划分方案,将煤体结构划分为完整结构、块裂结构、碎裂结构、碎粒结构和糜棱结构,前两者为原生结构煤;后三者为构造煤。以沁水盆地南部晋城矿区典型矿井为对象,分析了不同煤体结构的测井响应特征。研究发现:随着煤体破碎程度的增高,井径、声波时差、补偿中子、自然电位值和自然伽马响应逐渐增强,电阻率、密度响应逐渐减弱;原生结构煤的自然伽马、自然电位、补偿中子、井径和声波时响应较弱,电阻率和密度响应较强,构造煤反之。

晋城矿区厚煤层瓦斯抽采技术与实践

为了更好地提高煤层瓦斯抽采效率,在分析晋城煤业集团瓦斯抽采情况的基础上,对高瓦斯厚煤层的抽采方式进行了总结。主要的有效抽采方法有:对本煤层和采空区抽放必须采用双系统;对采掘工作面采取区域递进式瓦斯抽采模式,并采取多种瓦斯抽采工艺。

山西省典型煤炭国家规划矿区煤层气储层物性对比

基于晋城、阳泉、西山、离柳四大国家煤炭规划矿区煤田基础数据、试井数据等对比,评价了煤层气的主要储层物性。研究结果显示:晋城和离柳矿区煤层气较为富集,渗透性较好,阳泉矿区和西山矿区煤层含气量较低,渗透性较差。储层压力统计结果显示,晋城、阳泉、西山矿区储层一般欠压,离柳矿区储层压力状态为正常,同时各矿区多煤层流体系统具有差异性。煤系地层地下水封闭指数计算结果显示:离柳矿区封闭指数最高,西山矿区封闭指数最低,显示出较为开放的流体系统,不利于煤层气的富集保存。各矿区储层物性差异性,决定了煤与煤层气协调开发"三区联动"的时间参数和空间参数需要作适当调整。