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期刊信息/Journal information
能源与环保
能源与环保

王春林

月刊

1003-0506

zzmttg@163.com

0371-67575989

450001

郑州市高新技术产业开发区枫杨街17号

能源与环保/Journal China Energy and Environmental Protection北大核心CSTPCD
查看更多>>《中州煤炭》重点刊登介绍煤炭生产新技术、新工艺、新经验、新产品的文章和信息，兼容经营管理。面向煤炭系统和相关行业的工程技术人员、管理干部、技术工人和大专院校师生。本刊为双月刊，彩色封面，国际标准大16开本，112页，月下旬出版，自办发行。每期定价10元，全年6期60元。
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    定向长钻孔瓦斯压力直接测定装置研究与应用

    赵伟张文康聂济刚王涛...
    60-64页
    查看更多>>摘要：准确测定煤层瓦斯压力,是煤矿制订防治瓦斯措施的依据.对于瓦斯含量整体偏小、局部富集的煤层,采取在煤层底板施工巷道布置穿层钻孔测压的方法,巷道施工费用高、时间长.针对该问题,研制了长钻孔定点密封测压装置,提出了利用定向钻机在煤层施工定向多分支长钻孔,在分支孔内安装密封测压装置进行定点测压的方法,并在陈四楼煤矿开展现场工程试验,测定300 m定向多分支钻孔不同位置的瓦斯压力.结果表明,研制的测压装置结构合理、自动化程度高、性能可靠,利用本装置测定的瓦斯压力与底板巷道同一位置穿层钻孔的测定值相吻合,更接近煤层瓦斯压力实际值,为区域预测煤与瓦斯突出危险性提供了科学、准确的基础资料.

    瓦斯压力定向长钻孔密封测压装置

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    王庄煤矿煤层裂隙识别及钻孔优化设计

    张凯陶柱
    65-69,76页
    查看更多>>摘要：为更高效、精确判识煤层裂隙优势方位,促进瓦斯抽采效果,以王庄煤矿91-105工作面为试验对象,运用地质构造应力理论和Matlab软件并基于三维裂隙张量理论,对煤层裂隙渗透优势方位进行定量分析及主渗方向判定.结果表明,王庄煤矿91-105工作面煤层裂隙的走向主要为NEE和NW,工作面倾向裂隙的优势方位主要是134°、193°和241°;理论计算工作面4个地质单元的主渗方向依次为 343.75°、62.14°、283.84°、40.84°,渗透张量分别为 0.238 6 ×10-7、0.350 3 ×10-7、0.122 6×10-7、0.168 7×10-7 μm2;依据判识优势方向对工作面钻孔优化角度后,单个钻孔抽采纯量提高了 2.96倍,有效提高钻孔抽采流量及浓度.试验结果为煤层抽采钻孔渗透率优势方位确定提供了一种钻孔优化设计方案.

    煤层渗透性优势方位图像识别钻孔优化

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    填料水泥导热性能实验及对U型地热井取热影响的数值模拟研究

    齐治虎姬玉平王迪徐影...
    70-76页
    查看更多>>摘要：地层与井筒之间的导热性能是以热传导为主的U型地热井技术取得成功应用的关键因素之一.针对U型地热井如何提升固井水泥的导热性能问题,采用室内实验和数值模拟方法研究了导热填料对固井水泥导热性能和取热效果的影响.研究结果表明,石墨相比于实验所用其他填料而言具有更好的提升固井水泥导热性能的潜力;随着石墨掺入比例的增加,固井水泥的导热系数近似线性增加,而抗压强度近似线性下降;高掺入比例的石墨固井水泥能显著提高工作介质在U型井水平段入口处的温度,但由于U型井换热主要发生在较长的水平段上,从长期运行来看过高的掺入比例并不能显著提高取热效果,建议固井材料中石墨掺入比例控制在10％左右.研究结果对U型地热井固井水泥导热填料类型筛选和掺入参数确定具有重要意义.

    U型地热井固井水泥导热性能室内实验数值模拟取热效果

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    采空区充水活化及覆岩变形规律试验研究

    杨志强周彭元刘超王启庆...
    77-83页
    查看更多>>摘要：为了研究充水情况下老采空区"活化"机理及覆岩运动规律,基于相似理论制作了采空区相似材料模型,通过人工注水的方式模拟采空区垮落带浸水状态,进行了煤层开采及充水条件下覆岩沉降变形观测,对采空区充水后上覆岩层变形规律、覆岩破坏形式进行研究.结果表明,煤层被开采后,自下而上会产生垮落带、断裂带和弯曲下沉带,采动破坏岩石会支撑上覆岩体,使得采空区边界存在空洞区域;煤层开采后的老采空区存在大量空洞、空隙,充水后采空区覆岩会发生"活化",垮落带破碎岩石进一步压实,离层裂隙中间区域的压密程度高于两侧,随着充水时间延长,覆岩裂隙逐渐拓展,且采空区充水第一次观测时沉降量较大,之后岩层沉降量变化有减小趋势;采空区充水后垮落带上方岩层沉降量最大,覆岩越靠近地表,采空区充水对覆岩影响程度越小.

    采空区相似材料模型充水活化覆岩变形

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    地震超前探测技术在煤矿中的应用研究

    陈坤
    84-88页
    查看更多>>摘要：采用新一代高速、高分辨矿井地震仪在某矿掘进面进行超前探测研究.由于采空区、断层等地质异常破坏了煤层的完整性,与原煤(未开采煤层)相比会表现出不同的物理性质,主要体现在介质的密度和地震波的传播速度这2方面,针对这一物理现象可利用地震波法进行煤矿地震勘探研究.煤层巷道地震超前探测技术是利用在煤层内部激发的地震波遇到异常反射体(如断层、陷落柱、巷道和采空区等)时产生的反射波,对反射波反射点进行反射归位可得到异常反射体的反射面,根据反射面的走向判断反射体特别是断层的走向等信息.利用地震超前探测技术原理,根据反射时距曲线的负视速度特征,采用了线性Radon变换技术进行上下行波分离,从而来提取反射波信息进行解释.对巷道前方异常的钻探验证表明,钻探结果与物探探测成果吻合.

    超前探测采空区地震波负视速度线性变换

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    陆域吹填段地面沉降及管道应力响应特征研究

    张树中唐骏琪房晓燕何振楠...
    89-94页
    查看更多>>摘要：沿海地区陆域吹填段易发生不均匀沉降,软土地基上敷设管道易发生应力集中进而引发事故.基于有限元法建立天津南港工业园区三维沉降模型,使用固体力学方程以及摩尔—库仑准则表征管土相互作用机制,对地面沉降情况以及新管道敷设和投产时管道的应力响应特征进行研究.研究结果表明,人工填海区域的不均匀沉降程度与填土物性以及海相沉积层表面不平整的天然泥面具有显著的相关性.新管道投产后,已建管道顶部及底部应力下降了约2 MPa,但相邻侧等效应力增长了约4.5 MPa,并行敷设管道的相邻一侧管壁所受的应力较大.研究结果有助于认清研究区域沉降趋势,为软土地基管道应力监测方案制定提供了科学依据.

    有限元LNG管道数值模拟沉降量预测非均匀沉降

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    松宜地区煤矿酸性废水(AMD)形成机制研究

    屈晓明李磊易双成贾乾明...
    95-102页
    查看更多>>摘要：松宜矿区煤炭开采历史悠久,矿区内各煤矿均已陆续停产闭坑.在煤矿长期开采过程中,山体内部形成了大面积采空区,严重破坏了区内原始水文、工程、环境地质条件,致使在现有地质条件中产生了 一系列新的环境问题,主要表现为废弃煤矿的酸性废水污染.2017年,松宜地区尖岩河煤矿发生了酸水污染事件,对当地环境产生了严重影响.为进一步研究煤矿酸性废水的形成机理,通过调查松宜矿区的水文地质条件,岩层的含水性、地下水补径排特征、地表水、地下水动态变化特征,以及对水化学形成机制、水动力学形成机制、污染成因、时序污染模式等进行相关分析,同时对该区域内的地表水进行了取样化验.结果表明,煤矿酸性废水的排放是研究区地表水体污染的主要原因,而水质混合试验又说明串层污染是研究区域内煤矿酸性废水形成的重要因素.从水文地质、环境化学等方面对煤矿酸性废水的形成机制进行探索,研究可为其他煤矿剖析提供借鉴.

    尖岩河煤矿酸性废水水文地质形成机制

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    北京房山煤矿区土壤重金属元素地球化学分布特征及源解析

    王秋月冯辉杜丽娜
    103-111,117页
    查看更多>>摘要：房山煤矿区有百年的煤矿开采历史,可能会对周边生态环境造成污染.为了评估房山煤矿区土壤环境状况,在房山周口店地区选取了最具代表性的矿区作为研究区域,采集196件表层土样和40件深层土样,对土样中重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn的含量进行了测试分析.运用数理统计、聚类分析、因子分析、空间分布分析相结合的方法研究了房山煤矿区土壤重金属元素的表层和深层分布特征,并对其来源进行了探讨.结果表明,研究区内重金属元素平均值普遍高于北京市区域背景值,Hg元素尤其明显;表层土壤中除Hg、Cd、As外,其他元素分布较均匀;除Pb、Zn元素外,其他元素在深层土壤中的富集系数普遍大于表层土壤;通过相关性分析和聚类分析可知,Cr和Ni,Hg和Pb、Cd和Zn的来源可能相同.土壤母质和自然成土过程可能是影响土壤中Cr和Ni元素分布特征的主要原因,工业矿业活动可能是Cd和Zn元素含量偏高的原因,地质背景叠加人类活动可能是影响Hg和Pb元素分布的原因;从空间分布情况来看,水平方向上研究区北部的重金属元素含量较南部整体偏高,Hg和Pb、Cr和Ni、Zn和Cd元素的空间分布特征较相似.纵向上,As、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni等元素含量差异不大,随着深度的增加含量逐渐增加,在黏土层位出现峰值;而Hg和Cd两项元素,则呈现出明显的表聚性.

    周口店煤矿区土壤重金属地球化学分布特征来源解析

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    致密砂岩储层支撑剂优选研究——以临兴神府区块为例

    何美琪李亭赵佳乐李少明...
    112-117页
    查看更多>>摘要：为了降低水力压裂对致密砂岩储层进行改造的成本,更好地释放临兴神府区块储层产能,首先采用HXDL-2C支撑剂长期导流能力评价系统装置开展了支撑剂导流能力评价实验,主要研究了闭合压力、铺砂浓度、石英砂粒径和不同粒径组合、石英砂和陶粒组合比例对支撑裂缝导流能力的影响,然后结合文中提出的支撑剂优选原则和数值模拟研究来指导临兴神府区块太2段储层在压裂施工时进行的支撑剂优选工作.结果表明,闭合压力的增加会导致支撑剂导流能力减小;闭合压力一定时,导流能力随铺砂浓度增加而增大;不同粒径支撑剂组合,导流能力随小粒径支撑剂比例的增加而减小;石英砂和陶粒支撑剂组合,随陶粒所占比例的增加导流能力增大.在以上研究基础上,优选出石英砂(20/40目)∶陶粒(20/40 目)=1∶1的组合比例在铺砂浓度为4 kg/m2的条件下进行太2段储层压裂施工时,增产效果较好.

    致密砂岩储层水力压裂导流能力数值模拟支撑剂优选

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    重庆地区二叠系龙潭组煤系地层非常规气地质特征分析

    宋文燕梁仲杨靖王维星...
    118-125,131页
    查看更多>>摘要：为探索重庆地区二叠系龙潭组煤系地层非常规气地质特征,基于区内煤田勘查、煤层(系)气勘查取得的地质资料及测试数据,对二叠系龙潭组煤系地层煤储层、暗色泥页岩储层、致密砂岩储层基本特征进行分析总结.研究表明,区内煤储层具有煤体结构以碎裂—块状为主、埋深中等、孔隙不发育、低孔低渗、含气量高的特点;暗色泥页岩储层具有低脆性、单层厚度薄、孔隙不发育、低孔低渗、含气量一般的特点;致密砂岩储层具有单层厚度薄、孔隙不发育、低孔低渗、含气性一般的特点.若考虑组合开发,具备一定的开发前景.

    二叠系龙潭组煤系地层非常规气地质特征

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