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期刊信息/Journal information
煤炭科学技术
煤炭科学技术

王金华

月刊

0253-2336

cst410@china.com

010-84262920 84262926

100013

北京和平里青年沟路5号

煤炭科学技术/Journal Coal Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>该刊为实用性的技术类刊物。辟有技术经验、实验研究、问题探讨、专家论坛、新产品、科技信息等栏目。是全国优秀期刊之一，第二届全国科技期刊评比获二等奖。读者对象为有关专业的科研生产设计教学管理等单位的工作者。
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    永磁驱动技术及其在矿山装备领域的应用现状

    张磊鲍久圣葛世荣杨小林...
    275-284页
    查看更多>>摘要：矿山装备多运行在重载、潮湿、隔爆等极端工况环境下,传统的矿山装备驱动系统通常采用交流异步电机驱动技术,为实现矿山的连续化生产,设备经常运行在低效工作区间,智能化程度低,存在着严重的电能浪费.随着电力电子技术与现代电气传动控制技术的发展,永磁驱动技术作为一种利用高效永磁同步电机驱动负载的绿色智能化驱动技术,已经在电动汽车、轨道运输与自动化生产等多个领域得到了应用,但目前在矿山装备领域的应用相对较少,具有广阔发展前景.首先,通过与传统的交流与直流电机对比,介绍了永磁驱动最常用的3种电机:永磁同步电机、永磁无刷直流电机、永磁直线电机的结构特点及应用现状;其次,根据矿山装备运行工况特点,对永磁电机常用的3种变频调速技术进行了分析比较,突出了永磁驱动技术应用于矿山装备领域的优越性.在此基础上,着重分析了永磁驱动技术在矿山采掘装备、矿井运输装备、矿井提升装备上的应用和研究现状,指出针对采掘装备截割部与刮板输送机所处的重载、突变负载等需要低转速大转矩运行的工况,可发展永磁半直驱系统;针对带式输送机所处重载工况和输送带摩擦传动特点,可应用"永磁直驱+永磁张紧"的全永磁智能型驱动系统;为适应超深矿井提升载荷和提升深度的不断增加,可发展"钢丝绳+永磁直线电机"复合驱动的新型矿井提升系统.最后,对矿山装备领域永磁驱动技术的研究重点与发展方向进行了展望,认为面向矿山极端工况大力发展高可靠性永磁驱动技术、基于高效永磁驱动技术开发智能化矿山装备是该领域未来的主要发展方向.

    永磁驱动技术永磁电机电机控制矿井采掘装备矿山运输提升

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    高温-热学参数耦合效应下地下气化围岩温度场扩展模拟研究

    刘潇鹏郭广礼董志勇郭超...
    285-294页
    查看更多>>摘要：煤炭地下气化过程中产生的高温改变了燃空区围岩的热学参数,从而影响燃空区围岩温度场的传播.目前缺乏针对高温-热学参数耦合效应下的煤炭地下气化围岩温度场扩展规律的研究,造成气化过程中温度场扩展的反演计算相对失真,限制了多场耦合条件下地下气化采场围岩控制技术的发展,亟待开展相关研究.利用Fish语言对FLAC3D自带的热传导模型进行改进,建立了高温-热学参数耦合效应下温度场研究的数值模拟方法,并将其应用于煤炭地下气化围岩温度场扩展的研究中,取得以下成果:高温极大改变了煤炭热学参数的分布,同时热学参数的分布的变化也改变了温度场的扩展规律,高温与热学参数具有双向耦合特征;煤炭地下气化围岩温度场扩展经历了3个阶段,煤层燃烧过程中的高温扩展阶段,对流散热过程中的冷却扩展阶段,气化完成后不与外界产生热交换的稳定扩展阶段,热学参数的耦合作用改变了煤炭地下围岩温度场的分布,高温扩展阶段结束后温度场在顶板传播范围为3.2 m,两侧煤壁6.5 m,底板1.3 m.冷却扩展阶段温度场在顶板传播范围为12.2 m,两侧煤壁7 m,底板5.5 m;气化完成后温度场在燃空区围岩内部持续传播,继续影响燃空区围岩的长期稳定性.

    煤炭地下气化高温-热学参数耦合温度场分布围岩温度场

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    西部矿区高矿化度矿井水膜蒸馏处理技术

    卞伟李井峰顾大钊郭强...
    295-300页
    查看更多>>摘要：西部煤矿矿井水有相当比例为高矿化度矿井水,典型的处理工艺产品水符合再生水要求,但存在前期投资高、工艺复杂、处理成本高等问题.统计数据显示,西部7个大型煤炭基地太阳能和地热资源均属于丰富或较丰富.为实现高矿化度矿井水大规模低成本的处理,可充分利用西部太阳能、地热能和工业余热丰富的优势,采用膜蒸馏技术进行处理.其优势主要体现在:可利用低成本热源、浓缩倍数高、工艺流程短、产水水质好、膜污染(润湿)程度轻等.深入阐述了膜蒸馏与太阳能和地热能的结合工艺,指出太阳能膜蒸馏可用于反渗透浓水的地面深度浓缩;地热膜蒸馏则可直接在井下处理高矿化度矿井水,产水回用井下或地面,浓水井下封存,可大幅降低矿井水"零排放"的成本.以宁东地区100 t/h矿井水处理规模为例,分别测算了太阳能膜蒸馏所需的光热面积和地热膜蒸馏所需的换热器长度.结果显示反渗透串联膜蒸馏处理100 m3/h矿井水所需的光热面积约为8257 m2,可充分利用处理站和蓄水池顶部空间,基本做到不新增占地.地热膜蒸馏井下直接处理100 m3/h矿井水所需的换热器长度约为9435 m,所需的PTFE中空纤维疏水膜面积为8333～12500 m2,采煤工作面上覆层或下伏层的广袤岩土可满足地热膜蒸馏所需的换热空间.

    西部矿区高矿化度矿井水膜蒸馏膜污染

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    改性褐煤吸附酸性矿山废水中Cu2+、Zn2+的试验研究

    狄军贞李明伟王显军杨逾...
    301-307页
    查看更多>>摘要：针对酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)中的Cu2+、Zn2+含量高,褐煤吸附能力有限等问题,以褐煤为原材料,采用球红假单胞菌对褐煤进行改性制备微生物改性褐煤,探究褐煤和微生物改性褐煤对AMD中Cu2+、Zn2+的吸附特性和吸附稳定性.同时,利用SEM、BET和FTIR等手段,揭示褐煤、微生物改性褐煤对Cu2+、Zn2+的吸附机理.结果表明,与褐煤相比,微生物改性褐煤对Cu2+、Zn2+的吸附去除率均提高15％以上;且微生物改性褐煤对Cu2+、Zn2+的吸附饱和容量分别为22.625 mg/g和21.825 mg/g,较原褐煤分别提高了20.66％和19.92％;脱附试验表明,褐煤及改性褐煤对金属离子的吸附具有较高的稳定性.褐煤、微生物改性褐煤对Cu2+和Zn2+的吸附均符合准二级动力学模型,说明吸附过程为化学吸附,主要为离子交换作用;褐煤、微生物改性褐煤吸附Cu2+、Zn2+两种金属离子的等温线均属于Langmuir模型,吸附符合单分子层吸附过程.由SEM、BET和FTIR测试可知,褐煤经球红假单胞菌改性后表面结构遭到破坏,比表面积大幅增加,部分官能团溶解导致褐煤表面孔隙增加;同时,褐煤分子结构发生改变,含有CC的烯烃及环状烃中的主链、支链断裂、褐煤中—CHO和CO等含氧官能团会出现分解,从而产生较小的羟基类和醇基类等小分子有机物,—OH、—COOH等含氧官能团大量增加,吸附点位增多,提高了褐煤的吸附能力.

    褐煤改性褐煤酸性矿山废水吸附动力学吸附等温线SEM分析BET分析FTIR分析

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    排矸方式对矸石山稳定性的研究

    李建华陈涛杨木林
    308-315页
    查看更多>>摘要：为探究排矸方式对矸石山稳定性影响规律,提出有利于提高矸石山稳定性效果的矸石排弃方法.首先依据矸石来源进行分类,通过对矸石试样单轴压缩力学试验测试,分析其力学性质的特征及产生该特征的原因,进而针对李家壕矸石山建立模型,利用数值模拟软件GeoStudio中的SIGMA/W模块和SLOP E/W模块进行父子项分析,采用模拟软件的有限元计算方法分析矸石山内部的应力分布状态,根据应力重分布状态,结合极限平衡法对力学参数折减,得出采煤工作面矸石在不同排弃方式条件下对矸石山整体稳定性的影响规律,并对采煤工作面矸石在不同排矸方式与不同埋深两种耦合条件下,得出矸石山的稳定性变化规律,最终提出有利于矸石山稳定性的排矸方式.结果表明:矿井生产过程中根据矸石来源不同可分为采煤工作面矸石和掘进工作面矸石,这两类矸石的强度存在差异,采煤工作面矸石强度明显弱于掘进工作面矸石强度,试验表明掘进工作面矸石试样的平均单轴抗压强度是采煤工作面矸石试样的1.6倍;不同排矸方式下采煤工作面矸石排弃后坡顶线位置相同,且剖面上排矸面积相同条件下,平铺式、倾倒式排矸方式相比均一参数矸石山稳定性系数,分别降低了16.4％和29.0％,平铺式排矸更有利于矸石山的稳定性;采煤工作面矸石采用平铺式排矸时,其埋深的变化对矸石山稳定性影响较小,深度为0时稳定性系数为1.56,降低7.9％,深度为5 m时稳定性系数为1.53,降低9.6％;而采用倾倒式排矸时,埋深的变化对矸石山稳定性影响较大,深度为0时稳定性系数为1.09,降低35.3％,深度为5 m时稳定性系数为1.07,降低36.5％,且危险滑动面常贯穿采煤工作面矸石层.

    矸石山应力分布稳定性系数排矸方式数值模拟

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