国家自然科学基金(50874077)
- 作品数：18 被引量：173H指数：8
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- 相关机构：太原理工大学山西工程技术学院山西农业大学更多>>
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- 相关领域：矿业工程化学工程天文地球建筑科学更多>>
- 长焰煤热解过程中孔隙结构演化特征研究被引量：13
- 2010年
- 随着煤热解温度的升高,煤孔隙结构和数量发生剧烈变化。为研究其变化规律,以长焰煤为研究对象,应用压汞法分别对300℃～600℃常规热解和600℃高温蒸气热解固体产物的孔隙结构参数进行测定和分析,计算不同热解温度下的孔隙分形维数,详细比较2种不同的热解方式下固体产物的孔隙特性。研究结果表明:(1)常规热解条件下,总孔隙体积和孔隙率随温度的演化表现为:黑岱沟煤先减小后增大,温度高于500℃后增长的速率较大,而子长煤先增大后减小再增大,增长速率最大的区段是300℃～400℃;比表面积随温度的演化表现为:黑岱沟煤一直增加,而子长煤持续减小。(2)常规热解条件下,长焰煤孔隙体积分布以中孔和大孔为主,温度超过300℃时,大孔占绝大多数;而比表面积的分布以微孔和过渡孔为主。(3)高温蒸气热解条件下,长焰煤热解固态产物的孔隙体积分布以中孔和大孔为主,大孔占主导地位,子长煤表现更为明显,大孔比例达99.91%;孔隙比表面积分布表现为:黑岱沟煤以微孔和过渡孔为主,而子长煤以大孔为主。(4)高温蒸气热解固体产物表现出更为优良的渗透性能,与注入惰性气体相比,注入高温蒸气是煤层原位热解工艺实施的最佳方法。在煤层原位热解工艺实施过程中,该研究可为煤体孔隙结构随温度变化问题提供科学依据和理论指导。
- 王毅赵阳升冯增朝
- 关键词：采矿工程长焰煤热解孔隙结构压汞法
- 瘦煤热破裂规律显微CT试验被引量：19
- 2010年
- 由太原理工大学和中国工程物理研究院应用电子学研究所共同研制的μCT225kvFCB型高精度(μm级)CT试验分析系统,对7mm瘦煤从18℃到600℃高温下的热破裂过程进行了显微观测和分析,发现瘦煤在100℃时有微裂隙出现;200℃时煤样中裂隙长度增加了30%左右;当温度达到300℃时煤样中有大量裂隙和孔隙产生并贯通,热破裂阈值在300℃附近;400℃到500℃时裂隙进一步扩展连通产生裂隙带;600℃时煤样中裂隙长度减小,同时产生了很多新的裂隙和孔隙;随温度的升高,7mm瘦煤的裂隙发展规律为:微裂纹的出现、发展、贯通,最后裂纹继续发展;煤样的最大裂隙长度具有随着温度的升高先减小后增加最后减小的规律;煤样的孔裂隙率从常温到500℃具有先降低后增加再降低到600℃达到最大的特点。
- 于艳梅胡耀青梁卫国孟巧荣冯增朝余传涛
- 关键词：瘦煤热破裂裂隙
- 微焦点显微CT在煤岩热解中的应用被引量：7
- 2013年
- 详细介绍了μ225 kV微焦点显微CT试验系统的结构及功能,该试验系统的焦点尺寸<3μm,分辨率达到0.5μm,密度分辨率达到0.3%,是目前国内较为先进的显微CT系统,为岩石的微细观研究提供了先进的试验设备。利用该试验系统详细地研究了煤岩在不同温度下孔隙裂隙结构的演化发展过程,研究结果表明:无烟煤在常温～600℃的热解过程中,孔隙结构参数先增加后减小,100～200℃孔隙结构变化最剧烈,小孔和大孔都增加,煤体连通性增加;500～600℃孔隙率、比表面积减小,连通性下降;无烟煤在常温～600℃的热解过程中,在200℃集中产生了大量裂隙,裂隙分维数最大,随温度的升高,裂隙分维数不断减小,裂隙以"扩展—搭接—连通"为主。
- 孟巧荣赵阳升胡耀青
- 关键词：CT煤岩热解孔隙裂隙
- 褐煤热变形特性的实验研究被引量：2
- 2010年
- 利用高温热解渗透仪,对褐煤的热变形特性进行了实验研究。测定了常温与50℃时三维应力作用下的变形特性及弹性模量;同时测定了不同温度段褐煤的流变特性。研究得出,一定围压作用下,在200℃与400℃时,褐煤出现相对的热膨胀;随着温度的升高,褐煤产生流变的时间在缩短,蠕变量在减少。在整个热解过程中,其体积总体上是缩减的。这些结论为煤的地下原位热解或气化的现场实施提供了一些科学的基础数据。
- 杨洋韩德虎于艳梅胡耀青
- 关键词：热解褐煤流变特性
- 微焦点显微CT机在岩石微细观结构中的应用被引量：1
- 2013年
- 采用焦点尺寸〈3μm，分辨率0．5μm，密度分辨率0．3%的显微CT系统，研究岩石微细观结构。研究了煤岩、油页岩、花岗岩在不同温度下的孔裂隙结构和钙芒硝的水溶过程，结果表明：1）随温度的增加，煤体孔隙率、连通团大小呈先增后减变化，逾渗转变发生在230～250℃。2）花岗岩在高温时形成包围花岗岩晶体颗粒的封闭多边形裂纹，裂纹多产生于颗粒之间，有少部分穿晶裂纹，且穿晶裂纹的比例随温度的升高而增大。3）钙芒硝的溶解速度与时间呈反比关系，溶解时间越长，速度越慢。
- 陈玉莲杨桢孟巧荣胡耀青
- 关键词：岩石花岗岩钙芒硝
- 基于400m埋深煤层对CO_2和CH_4吸附差异性的实验研究被引量：1
- 2010年
- 通过MDS-200型三轴渗透仪模拟实际埋深煤层的煤对CO2和(CH4)的单向吸附特性实验,得出同等条件下的吸附过程中CO2的压力变化速率要比CH4快,但是总的变化趋势是接近相似的,2种气体吸附量随时间变化曲线基本都回归于方程y=y0+A1(1-exp(-x/t1))+A2(1-exp(-x/t2)),只是系数不同而已。这些特点对于研究注CO2提高煤层气回收率具有很强的参考价值,进一步验证了注气提高煤层气回收率的理论上的可行性。
- 杨涛杨栋黄静静赵静
- 块状长焰煤高温蒸气热解的试验研究被引量：1
- 2010年
- 应用太原理工大学高温蒸气热解试验系统,以高温过热水蒸气为热源介质对块状长焰煤进行加热,针对热解的产气规律、产气性质等热解特性做了实验研究。得出了块状长焰煤在受热过程中的产气量具有温度阶段性,450℃到500℃是热解气体产气的最佳温度段;对于产气性质而言,CO2的体积分数相对比较高,且随着温度的升高体积分数变化不大;CH4,CO的体积分数随着温度升高而下降;H2的体积分数随着温度升高持续增加,它对热解气体的热值贡献最大;两个碳原子以上的烃类气体体积分数很少;从4个取样点所取样品计算出的热值看,525℃的气样热值可达到水煤气的热值水平,425℃时气样热值可达到焦炉煤气的热值水平。
- 王毅赵阳升冯增朝杨栋胡耀青
- 关键词：热解产气规律热值
- 温度对褐煤渗透特性影响的试验研究被引量：36
- 2010年
- 采用太原理工大学采矿工艺研究所研制的煤(岩)MDS200三轴渗透试验机,在不同应力、不同温度条件下,对内蒙乌盟矿区褐煤进行热渗透试验研究。研究结果表明:随着煤层埋藏深度的增加,即体积应力的增加,褐煤渗透率总体上是呈下降趋势;在温度和体积应力不变的情况下,褐煤随着孔隙压力的增大,渗透率呈先下降,再增大的趋势,其临界点为2MPa左右;在体积应力和孔隙压力不变的情况下,随着温度的升高(100℃以内),褐煤的渗透率呈先下降,再急剧增大,再减小的趋势,渗透率的极低点温度为50℃左右,极高点温度80℃左右;当温度小于50℃时,随着孔隙压力的增大,渗透率呈下降趋势,当温度高于50℃时,随着孔隙压力的增大,渗透率呈上升趋势。
- 胡耀青赵阳升杨栋康志勤
- 关键词：岩石力学渗透率温度孔隙压力
- 不同温度下褐煤裂隙演化的显微CT试验研究被引量：23
- 2010年
- 利用显微CT系统直观地研究褐煤从20℃～600℃裂纹的演化扩展过程,对原生裂纹和新生微裂纹的扩展演化进行详细的分析研究。研究结果表明:20℃～100℃,褐煤热破裂程度中等,只有很少的微裂纹产生;100℃～300℃热破裂剧烈,原生裂纹扩展延伸,且产生许多微裂纹,新旧裂纹扩展、延伸、搭接形成裂隙网络;300℃～500℃裂纹的扩展很缓慢;500℃～600℃,裂纹有闭合的趋势。随温度升高,微裂纹易沿层理方向产生于软煤质中,止裂于硬质带边缘,部分垂直层理方向的裂纹会在硬质带边缘分叉后沿层理方向扩展,裂纹沿层理方向的扩展速度远大于垂直层理方向的。
- 孟巧荣赵阳升于艳梅胡耀青
- 关键词：采矿工程褐煤热破裂
- 单轴应力状态下贫瘦煤热解产气规律的实验研究被引量：1
- 2010年
- 应用太原理工大学块煤热解试验系统对单轴应力状态下贫瘦煤热解的产气规律做了研究。得出如下结论:热解气体产量随着温度的增加是不断增加的,但每个温度段增加的总量有所不同,310℃时最大;由热解气体产生的趋势分析可知,热解气体的产生并不是一直在增加,存在热解气体产生的瓶颈问题,突破瓶颈热解气体产量会有所增长;平均产气速率也存在温度瓶颈问题,但从产气速率的角度而言,280℃和310℃是这个煤样工业应用阶段应该关注的温度段。
- 王毅赵阳升冯增朝
- 关键词：应力状态贫瘦煤热解产气规律
