煤化工企业知识产权管理体系的构建研究

根据煤化工企业的现状和发展趋势,分析日益突显的知识产权管理问题。从构建知识产权管理组织机构、完善识产权管理制度、建立知识产权战略体系、宣贯企业知识产权文化等四个方面阐述了构建知识产权管理体系的方法,并强调了知识产权管理中人员培训和检查与改进的重要性。

地应力对破裂压力和水力裂缝影响的试验研究

为研究水力压裂时地应力对破裂压力和水力裂缝的影响规律,采用水力压裂试验系统,以相似材料作为研究对象,进行了水力压裂物理模拟试验,并借助煤岩断面三维扫描系统、位移计提取了水力裂缝信息。试验结果表明,随着主应力差的增大,破裂压力逐渐降低,破裂时间也逐渐缩短;随着主应力差的增大,破裂面的表面积逐渐增加,破裂面变得逐渐粗糙;围压相近时水力裂缝易出现转向、分叉,压裂液的动力效应越明显;水力裂缝张开度随着主应力差的增大而逐渐减小。研究结果可为水力压裂试验的进一步研究、裂缝网络系统的建立提供参考。

瓦斯抽采过程中钻孔位置对煤层参数演化影响的试验研究

利用自主研发的"多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统",开展了煤层非均布应力状态下不同钻孔位置条件的煤层瓦斯抽采物理模拟试验,以探讨抽采过程中的瓦斯流动特性及钻孔位置的影响规律和作用机制。对结果进行分析表明:抽采过程中瓦斯压力降低先快后慢,变化形式符合weibull分布函数,温度变化趋势与瓦斯压力基本一致;与钻孔距离越近,瓦斯压力和温度降低越快,瓦斯压力梯度也越大,相反,瓦斯压力梯度则越小;应力集中区对煤层瓦斯流动有一定的屏障作用,不利于气体流动和抽采效率的提高,而渗透系数较高的卸压区有利于瓦斯气体的流动;对拟合所得的Weibull参数分析发现,钻孔位置对瓦斯抽采效率有明显影响,卸压区抽采时位置参数和尺度参数都相对较小,标示着较大的瓦斯压力降低速度和较好地抽采效果,且抽采量也是最大,因此认为采用单一钻孔时,卸压区抽采是相对优化的方式,研究结果对煤层瓦斯抽采提供了参考。

煤岩水力压裂起裂压力和裂缝扩展机制实验研究

为了研究煤岩水力压裂的起裂压力和水力压裂裂缝扩展规律,采用型煤试样,利用自主研发的水力压裂实验系统,参照现场压裂施工制定了"施加三向应力–顶部注水"的煤岩水力压裂物理模拟实验方案并开展了水力压裂实验,分析了不同条件下泵注压力和水力压裂裂缝。实验结果表明:压裂液泵注排量越大,起裂压力越大。三向应力满足最大水平主应力σH>垂向应力σv>最小水平主应力σh,水力压裂裂缝沿着垂直于σh的方向扩展。σv和σh一定,随着σH的增大,煤岩起裂压力先增大后减小,水力压裂裂缝扩展路径越平直。当σH远大于σv和σh时,水力压裂裂缝扩展路径越复杂,分叉缝角度越大。研究结果可为煤岩水力压裂理论的完善提供一定的参考和借鉴。

天然裂缝对煤岩体水力裂缝扩展影响研究

为了研究煤岩体中天然裂缝的存在对水力压裂裂缝延伸及形态的影响,以人工预制裂缝相似材料试件为研究对象,采用室内模拟实验设备,通过注入定排量压裂液,在分析压裂曲线的基础上,研究了天然裂缝对水力裂缝起裂及裂缝形态的影响特征。研究表明,天然裂缝的存在降低了煤岩体的起裂压力,水力裂缝形态呈现3种情况:水力裂缝沿着天然裂缝面延伸;水力裂缝遇到天然裂缝后停止延伸;水力裂缝绕过天然裂缝接着延伸。本研究对煤层气(瓦斯)抽采影响范围的确定及产量预测具有一定的理论指导意义。

煤矿隐伏断层递进导升突水的临界判据及物理模拟研究

为解决煤层底板隐伏断层突水的难题,以递进导升及断裂力学原理为基础,建立了断层递进导升简化断裂力学模型,推导了递进导升突水临界力学解析式和断层到底板破坏区的最小安全距离,然后利用相似材料模拟实验研究底板隐伏断层递进导升过程。实验结果表明:底板隐伏断层在采动影响下,尖端的应力发生了集中,应力强度因子增加,当其超过临界值时,即发生扩展,导升高度增加,随机应力得以释放;随着工作面的推进,应力再次集中,强度因子再次增加,当其再次达到临界值时,导升高度再次升高,达到底板破坏区的最小安全距离发生突水,递进导升突水强度随初始导水高度的增加而增加、随岩层强度降低而增强。隐伏断层初始发育自然导升高度越大,其递进导升破坏越强烈,导致沟通煤层底板更易发生突水现象。

基于不同应力的水力裂缝形态试验研究

为了研究压裂后的水力裂缝形态,以相似材料成型的试件为压裂对象,利用水力压裂装置,开展了不同应力条件下的水力压裂试验。研究结果表明:二维应力条件下,水力压裂形成单一裂缝的概率大于复杂裂缝的概率;裂缝形态的复杂性与试验应力有关,当三向应力(最大水平主应力、垂直应力、最小水平主应力)的值相差较大时,容易形成单一裂缝形态;当三向应力中有2个值相近,且均与第3个应力相差较大,则容易形成复杂裂缝形态;复杂裂缝形态中的分支缝与最大水平主应力存在不同的夹角,但均沿平行于最大水平主应力的方向扩展;在同一应力条件下,不同试件压裂产生的裂缝形态也不尽相同,与试件的均质性、压裂液的流动路径、破裂面的特征有关。

煤岩缝网改造关键因素分析及应用研究

为提高低渗煤层瓦斯抽采效率,在分析页岩气"缝网压裂"基础上,提出了煤矿井下煤岩储层缝网压裂的技术思路。通过分析影响缝网形成的关键因素,采用Mshale模拟水力压裂脆性指数-泊松比-单一水力裂缝体积三者关系,判断天然裂缝发生张性断裂和剪切断裂的力学条件,试验模拟不同地应力差水力裂缝特征。研究表明:在注入量一定条件下,随着脆性指数增加,单一水力裂缝体积减小,水力裂缝数量增加;随着主应力差的增大,试样破裂面表面积增加且渐为粗糙,裂缝张开度减小;水力裂缝和天然裂缝相交角越小,水力裂缝越易沿天然裂缝剪切破坏;主应力差较小时,水力裂缝易出现转向、分叉等。在鹤壁中泰矿业有限公司进行了缝网压裂试验,压裂有效面积达21 666 m2,钻孔日抽采量是缝网压裂前的13倍,是常规水力压裂的2.6倍,采用CYT探测了水平剖面和垂直剖面视电阻率的变化,证实了水力压裂缝网的存在。

改性氧化石墨烯对环氧树脂基复合材料热膨胀系数影响的研究

环氧树脂(EP)热膨胀系数(CTE)为65×10^(-6)℃^(-1),碳纤维(CF)CTE为-12×10^(-6)℃^(-1),因此降低EP的CTE是提高碳纤维增强环氧树脂(CF/EP)复合材料低温使用性能的关键。采用氧化石墨烯(GO)和四氧化三铁改性氧化石墨烯(Fe_3O_4-GO)修饰EP,研究了GO及Fe_3O_4-GO对EP基体CTE的影响。结果表明:由于Fe_3O_4-GO表面的官能团可与EP基体形成共价键,从而加强了与EP基体的界面作用;相对于纯EP,GO和Fe_3O_4-GO改性EP的玻璃化转变温度(Tg)分别升高了3.71℃和5.74℃;相对于纯EP,GO和Fe_3O_4-GO改性EP在Tg下的CTE值分别降低了23.77%和33.61%,但在Tg上的CTE值均高于纯EP。

新型聚氨酯聚脲煤矿加固材料的研究

与传统化学加固材料相比,新型聚氨酯/聚脲加固材料既有聚氨酯材料的强度高,膨胀性及密封性好的特点,又具有聚脲材料物理化学性能稳定,反应时对水分、湿气不敏感的特点。所制备的加固材料的最低抗压强度为64.3 MPa,最低抗剪切强度为22.5 MPa,最低抗拉强度为27.5 MPa,可以同时满足煤体加固和岩体加固的要求。

基于放矿理论的软煤水力冲孔孔洞形态特征研究

为了研究软煤水力冲孔孔洞形态特征,借鉴放矿理论中的Bergmark-Roos方程,建立了与水力冲孔散体煤岩重力、煤岩摩擦力、水作用力等因素相关的水力冲孔出煤过程中煤岩运移的轨迹方程,并推导了水力冲孔孔洞特征方程;借助MATLAB软件绘制出冲孔孔洞形态为类椭球体,并用数学积分推导了煤体积和水力冲孔孔洞直径计算公式;选取新田煤矿水力冲孔出煤数据进行拟合验证,相关性系数为0.931 4,误差平方和为0.28,并在中马村矿揭煤过程中发现孔洞充填体多为类椭球形状。由此表明,采用Bergmark-Roos方程确定水力冲孔孔洞形态及孔洞直径等参数是准确可行的,能有效指导水力冲孔相关数值模拟及现场应用。

破碎围岩浅深孔配合加固注浆工艺研究与应用

为了消除深部构造应力大破碎顶板冒落危险性,以焦作矿区下属某矿巷道注浆加固支护为研究背景,根据内外结构耦合平衡支护原理,研究并试验网格式注浅深注浆孔配合注浆方式,达到浅部注浆孔形成加固圈,深部注浆孔锚索锚固稳定岩层注浆工艺。

新型聚氨酯聚脲瓦斯抽采封孔材料的研究

与传统化学封孔材料相比,开发的新型聚氨酯聚脲封孔材料具有力学强度高及尺寸稳定性好的优点。并在焦作煤业九里山矿14141运输巷进行工程试验,结果表明,在相同条件下,与采用聚氨酯加高水充填甲、乙料封孔对比,采用聚氨酯聚脲封孔材料进行封孔,平均瓦斯抽采浓度较高,瓦斯浓度大于50%的孔比率较大,封孔效果好。

水滑石材料再水合性能的研究

采用共沉淀法制备了碳酸根型和硝酸根型镁铝水滑石材料,同时制备了2种类型的钡掺杂水滑石,研究了以上4种水滑石材料焙烧后混合氧化物的再水合性能以及钡离子存在对水滑石再水合性能的影响,发现硝酸根型水滑石较碳酸根型水滑石难重构,并对重构能力的区别进行了探讨;钡掺杂的硝酸根型水滑石实际引入的钡很少,表现出和硝酸根型水滑石相同的衍射峰,但材料的再水合性能降低。

煤矿应急救援系统协同研究

在分析煤矿应急救援系统协同特征的基础上,借鉴社会网络理论建立了煤矿应急救援系统协同模型,并通过计算度数中心度、网络密度、单元协同熵、系统协同熵来获得应急救援系统协同状况。实例应用结果表明,将社会网络分析法应用到煤矿应急救援系统中,实现了对煤矿应急救援系统协同状态的定量分析和评价,对提高煤矿应急救援系统效能具有指导意义。

类保护层抽采瓦斯机理及模式研究

针对当前我国软煤层存在着钻进难、护孔难、增透难等问题,提出了在煤层顶/底板施工抽采钻孔的类保护层抽采瓦斯方法。通过岩体加载试验,研究了岩石的应力—渗透率—时间之间的定性关系,分析了岩石的破裂压力;探讨了软、硬煤层在类保护层开采模式下瓦斯的运移产出机理;构建了类保护层钻孔采前、采中、采后抽采模式。通过在鹤壁中泰矿业公司进行类保护层单孔抽采试验并使用CYT技术进行强化范围探测,结果表明,类保护层抽采钻孔单孔强化范围可达1601m2,在抽采计量的近5个月内,单孔抽采纯量平均328m3/d,最大661m3/d。

煤基乙二醇产品精制实验研究

采用活性炭液相静态吸附法对煤基乙二醇产品进行精制,研究活性炭改性方法以及原料来源对煤基乙二醇紫外透光率和产品色度的影响,结果表明木质炭和椰壳炭组合改性吸附后,煤基乙二醇产品品质明显提升,效果优于催化加氢。在此基础上研究放置时间和测试过程中参比水的影响。

草酸酯催化加氢制乙二醇研究进展

合成气经草酸酯催化加氢法是制备乙二醇工艺中最具有竞争力的新工艺。它以草酸酯的合成和加氢为核心,实现合成气到乙二醇的生产过程。重点论述了国内在草酸酯加氢制乙二醇催化剂领域的研究进展,以及乙二醇产业的工程化现状。

水力冲孔物理模拟试验及其卸压增透效果研究

为了研究水力冲孔卸压增透机理,以有效解决单一松软低渗煤层抽采困难的问题,利用自主研发的水力冲孔物理模拟试验系统,开展了不同转速条件下的水力冲孔试验,并对比冲孔前后煤层瓦斯抽采过程中瓦斯压力演化规律,分析冲孔作用对煤层瓦斯抽采达标范围的影响。研究结果表明:随冲孔转速提高,冲孔出煤量、冲孔孔洞等效半径及冲孔卸压半径增大,导致相同抽采时间条件下抽采达标范围增大;冲孔卸压半径在地应力较大的方向较大,在地应力较小的方向较小,冲孔卸压半径为冲孔孔洞等效半径的1.6~2.0倍;在冲孔卸压半径以内,抽采初期瓦斯压力下降速率明显提高,在冲孔卸压半径以外,抽采初期瓦斯压力下降速率影响不明显,抽采一段时间后,瓦斯压力下降速率明显提高;瓦斯抽采达标区域形状与冲孔卸压范围形状相似,在垂直于钻孔截面上近似为椭圆。

环己酮绿色氧化制备ε-己内酯的研究进展

ε-己内酯是一种新型聚酯单体,其聚酯具有良好的生物相容性和生物降解性,被广泛应用于生物医学工程、降解塑料等领域。在ε-己内酯的众多制备方法中,环己酮绿色氧化制备ε-己内酯越来越受到人们的关注。本文从氧气和过氧化氢为氧化剂的共氧化和非共氧化体系方面,综述了近年来环己酮绿色氧化制备ε-己内酯的研究进展,从催化剂和副产物处理等方面介绍了各工艺的优缺点,分析了工业化现状和发展趋势,指出以H_2O_2为氧化剂的非共氧化法来合成ε-己内酯是目前最经济、最具发展潜力的合成方法,应该重点研究此方法中涉及的高效稳定的催化剂、反应过程中的高效除水技术。同时展望了使用氧气共氧化法的副产物循环路线和合成ε-己内酯的最理想发展方向应该是分子氧无共氧化剂直接氧化法。