一、大隆矿一起煤炭自燃火灾的处理(论文文献综述)
梁隆超[1](2020)在《西南喀斯特煤矿区汞的表生环境地球化学研究》文中认为中国煤炭资源丰富,开采量和使用量均占世界首位。汞是煤中普遍伴生的有害微量元素之一,煤中的汞是环境中汞的一个重要来源。长期大规模煤矿开采活动产生大量的煤矿渣和酸性矿山废水,对煤矿区环境中汞的生物地球化学循环有着重要的影响作用。贵州省是西南典型的喀斯特地形地貌发育地区,素有“江南煤海”之称,煤矿多数分布在喀斯特山区。受低温热液成矿的影响,境内煤中的汞含量普遍偏高,导致煤矿区环境汞污染问题突出,然而针对喀斯特煤矿区酸性条件下汞的环境行为、甲基汞的产生及其生物效应等方面的研究鲜见报道。论文选取贵州省境内喀斯特区5个典型煤矿(兴仁交乐、安龙戈塘、安顺轿子山、兴仁潘家庄和织金珠藏)为研究对象,对煤矿区表生环境中汞和甲基汞的污染进行系统调查,了解煤矿开采活动导致周边环境中汞的污染水平,探讨在酸性环境下汞的甲基化特征,弄清煤矿区汞在周边环境介质中的迁移和形态之间的转化,并初步评估煤矿区居民的汞暴露水平及健康风险。论文主要研究结果如下:1.典型喀斯特煤矿区环境介质中汞的含量及分布煤中的汞含量介于10-473μg·kg-1之间,平均165±92μg·kg-1,高于全国煤中汞的平均值100μg·kg-1。煤矸石中的汞含量范围41-34800μg·kg-1,平均为3565±6594μg·kg-1。酸性废水中的总汞含量介于0.13-86ng·L-1,平均值为10.4±15.8ng·L-1;甲基汞含量浓度范围介于0.008-1.21ng·L-1,平均值0.17±0.16ng·L-1。沉积物中的汞含量范围变化较大,介于0.15-19mg·kg-1之间,甲基汞含量范围0.056-7.8μg·kg-1,平均值为1.5±1.9μg·kg-1。表层土壤总汞浓度范围98.67-1801.06μg·kg-1,平均值为499.93±320.53μg·kg-1,甲基汞含量范围0.36-50.64μg·kg-1,平均值为4.24±5.26μg·kg-1。苔藓中总汞含量范围35-1373μg·kg-1,采集于酸性废水边的花状湿地藓汞含量显着偏高。不同煤矿区环境介质中汞含量差异显着。兴交乐矿区煤矸石中汞含量最高,可高达34.8mg·kg-1,均值为11mg·kg-1;安龙煤矿区酸性废水中总汞含量平均值26.1±23.7ng·L-1,最大值可达86ng·L-1,远高于天然水体中总汞含量。交乐、安龙煤矿区煤矸石中高含量的汞,导致沉积物和土壤及水体中汞含量的增加。表层土壤总汞含量整体表现为交乐>安龙>安顺>潘家庄>织金,与背景区土壤中的总汞和甲基汞含量相比较,煤矿区土壤总汞与甲基汞存在不同程度的累积,尤其是土壤中甲基汞含量,甚至超过了汞矿区。受土壤中高含量总汞和甲基汞影响,交乐煤矿区稻米总汞含量最高可达22μg·kg-1,超过了国家食品安全限值20μg·kg-1,蔬菜可食部分总汞含量超过了国家食品卫生标准值10μg·kg-1。喀斯特煤矿区煤矿活动是矿区周边环境介质中汞的主要来源,环境介质中的汞含量差异受矿区煤、煤矸石中汞含量的影响。2.喀斯特煤矿区表生环境汞的赋存形态及迁移影响因素连续浸提汞形态结果表明,煤矸石中汞主要以强络合态(F4)存在,占总汞含量高达82.5%,其次是胡敏酸态F3(10.1%)、残渣态F5(5.46%)、富里酸态F2(1.6%)和水溶态汞F1(0.37%)。沉积物中汞的赋存形态主要为强络合态F4(49.2%),其次是胡敏酸态F3(25.7%)、残渣态F5(21.7%)、富里酸态F2(3.44%)和水溶态F1(0.057%)。土壤中汞主要以胡敏酸态F3(68.2%)存在,其次是强络合态汞F4(14.7%)、富里酸态汞F2(8.55%)、残渣态汞F5(8.15%)和水溶态汞F1(0.36%)。煤矸石是煤矿区汞的主要来源,当汞被释放进入沉积物和土壤中后,其主要赋存汞形态发生改变,反映了煤矸石中汞被释放进入环境后的迁移转化特征。煤矸石、沉积物和土壤中汞的主要赋存形态显着不同,强络合态汞(F4)从煤矸石到沉积物再到土壤,所占比率呈降低趋势,胡敏酸和富里酸有机结合态汞含量比率显着增加;同时,煤矸石、沉积物和土壤中,胡敏酸态汞(F3)的百分含量与强络合态汞(F4)的百分含量之间存在显着的负相关性(r=-0.99,p<0.0001;r=-0.87,p<0.0001;r=-0.57,p<0.0001)。这一现象表明,煤矿区酸性条件下强络合态汞呈现向有机结合态汞转化的变化趋势,胡敏酸态汞(F3)和富里酸态汞所占比例的增加,暗示了汞的生物可利用性增强。土壤汞含量和有机质含量影响了水稻中汞、甲基汞含量。土壤中与有机质相结合的汞生物可利用性强,迁移性强,土壤总有机质与土壤总汞(r=0.34,p<0.01)及甲基汞(r=0.51,p<0.01)呈现较好的正相关性,土壤总有机质与稻米无机汞(r=0.37,p<0.05)和甲基汞(r=0.59,p<0.01)显着相关,进一步分析发现,稻大米无机汞和甲基汞与土壤胡敏酸呈弱负相关性(r=-0.16,p=0.51;r=-0.26,p=0.27),与富里酸呈现弱正相关(r=0.35,p=0.13;r=0.27,p=0.26),而与土壤非胡敏酸显着正相关(r=0.39,p=0.04;r=0.63,p=0.0027)。尽管有机质易于与汞相结合,但是在煤矿区酸性环境下,亦会影响胡敏酸的赋存方式,有机质中的胡敏酸会结合汞形成络合物,进而阻碍其迁移,亦可阻碍水稻对土壤汞的吸收。然而,煤矿区土壤中高含量的有机质结合了大量的汞,也会增加汞的生物可利用性。这表明有机质的赋存形态影响着汞的生物可利用性。煤矿区较低pH酸性废水影响着矿区汞的迁移和转化。煤矿区受酸性废水的影响,沉积物和土壤中的汞与pH值呈现出负相关,表明低pH值促进了汞的释放。煤矿区酸性废水对汞的迁移转化影响主要有两种形式。一方面,低pH的酸性废水促进了煤矸石、沉积物和土壤中汞的释放;另一方面,酸性废水会影响沉积物和土壤中有机质的赋存形态,不同形态的有机质与汞相结合,进而影响汞的迁移和汞甲基化。3.喀斯特煤矿区环境汞暴露风险评估生态风险评估结果显示,沉积物汞处于极强富集程度,达严重污染水平,土壤Hg存在轻微或中度富集。潜在生态危害指数显示,沉积物中Hg的潜在危害系数为1323,沉积物中汞存在很高风险,5个煤矿区土壤中Hg的潜在危害系数平均值为163,土壤中Hg存在高风险。这些结果表明煤矿活动对周边环境存在影响,煤矿开采产生的尾矿渣,如煤矸石,散落煤,以及煤矿废水等增加了周边土壤中Hg风险程度。健康风险评估结果显示,交乐煤矿区居民头发总汞含量介于297-1485μg·kg-1之间,平均值627±284μg·kg-1,部分发样品总汞已超过美国环境保护署(USEPA)规定的1000μg·kg-1阈值;尿液总汞含量介于0.05-1.42mg·kg-1 Cr之间,均值0.43±0.32mg·kg-1 Cr,低于联合国工业发展组织所制定的5mg·kg-1 Cr阈值。煤矿区儿童通过食用大米造成的无机汞和甲基汞暴露风险高于成人,且存在儿童食用部分大米后甲基汞日均暴露风险值大于甲基汞日均暴露参考标准值,表明煤矿区儿童食用大米存在着潜在的甲基汞暴露风险。煤矿区居民无机汞暴露贡献比例为蔬菜>大米>呼吸>饮水,贡献比例分别为59.26%、38.46%、2.24%、0.04%。甲基汞暴露贡献比例为:大米>蔬菜>饮水>呼吸,其中大米、蔬菜、饮水贡献比例分别为:98.67%、1.31%、0.02%,呼吸大气摄入忽略不计。在煤矿区,无机汞摄入暴露主要是蔬菜和大米,甲基汞食用摄入暴露主要为大米。尽管各煤矿区居民无机汞和甲基汞日均摄入暴露均低于无机汞和甲基汞的参考标准值,但是居民汞暴露风险因子HI为0.78,接近1,暗示存在着潜在的非致癌健康风险。
史全林[2](2019)在《防治煤炭自燃的胶体泡沫理论及特性研究》文中认为采空区煤炭自燃是煤矿重大自然灾害之一,不仅烧毁大量煤炭资源,而且常常诱发瓦斯爆炸等次生灾害,造成严重的人员伤亡和经济损失,是矿井火灾防治的重点与难点。防灭火泡沫材料扩散范围广、堆积性能好,能够有效治理采空区隐蔽区域和高位点的煤炭自然发火,是防治采空区煤自燃极为有效的技术手段。其中,泡沫的保水稳定性是防灭火泡沫技术发展的核心内容,不仅影响了泡沫的灭火降温效果,而且直接决定了泡沫的防灭火作用周期。然而传统水基泡沫、粉煤灰泡沫等存在稳定性差、易破裂失水、防灭火周期短的问题,很大程度上阻碍了泡沫技术在煤矿的推广和应用。为解决上述问题,满足煤矿现场持续防灭火的需求,本文提出了能够长时间保水稳定、具有交联成膜功能的胶体泡沫技术,取得如下成果:研究了泡沫的形成及衰变机理,发明了以发泡剂、稠化剂和有机交联剂为原料的胶体泡沫,研发了胶体泡沫发泡装置。胶体泡沫是在水基泡沫的基础上,通过化学交联作用在水基泡沫液膜内形成三维网络胶体结构,增强了泡沫的保水性和稳定性。利用阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂,复配研制出对盐离子屏蔽效果好、起泡性能优异的发泡剂;基于聚合物X和聚合物H之间的物理协同作用,研制得到稳泡效果显着的稠化剂;优选出在溶液中多级电离、缓慢释放的有机交联剂,在泡沫液膜内连接稠化剂分子形成胶体网络结构,实现高效保水、长期稳定泡沫。针对胶体溶液粘度高、整体性强、不易发泡的难题,提出了利用渐缩式进液通道高速剪切稀化溶液、采用旋流叶片碰撞混合气液、借助多孔介质切割细化泡沫的高粘度溶液发泡方法;基于剪切稀化和旋流碰撞原理,发明了胶体泡沫发泡器,构建了胶体泡沫制备系统,最终得到均匀细腻的胶体泡沫材料。研究了成分配比对泡沫稳定性和发泡倍数的影响,确定了胶体泡沫的有效应用成分区间,揭示了胶体泡沫的保水稳定机制,阐明了防灭火泡沫的交联成膜机理。结果表明,稠化剂和交联剂形成的胶体网络结构显着增强了泡沫稳定性,同时也造成发泡溶液粘度增大、表面张力提高,导致发泡倍数降低;以发泡倍数V>5倍和半衰期T1/2>120h为临界条件,得到胶体泡沫的有效应用成分区间为:稠化剂的浓度范围3.45.5g/L、交联剂的浓度范围2.14.0g/L。当稠化剂浓度为4g/L、交联剂为3g/L、发泡剂为3g/L时,胶体泡沫的发泡倍数为5.8倍、半衰期为122h,此时胶体泡沫的稳定和发泡综合性能最好。泡沫液膜内化学交联反应形成的高保水三维网络胶体结构能够稳定地支撑整个泡沫体系,可以长时间锁住水分、防止体积坍塌,在60h之前无液体析出,使得表层的泡沫液膜相互连接、形成交联致密的整片胶体层,形态稳定地缓慢失水,完全干燥后形成一层完整的覆盖膜。胶体泡沫耐热抗烧性好、对煤的润湿能力强,测试表明胶体泡沫对煤低温氧化的抑制效果比传统水基泡沫显着提高;灭火实验表明,利用胶体泡沫治理着火煤堆时,可将高温火源点完全地覆盖和包裹、快速灭火降温,最终在煤堆表面形成一层胶体隔氧膜,起到持久覆盖隔氧的作用。研究了胶体泡沫的流变特性,建立了防灭火胶体泡沫体系的流变本构方程,掌握了泡沫在多孔介质中的渗流扩散规律。稳态流变实验表明,随着发泡倍数的提高,胶体泡沫体系粘度值逐渐增加,且表现出明显的剪切稀化行为;通过拟合胶体泡沫的剪切应力-剪切速率曲线,发现防灭火胶体泡沫属于假塑性流体,基于幂律定律建立了胶体泡沫的流变本构方程;实验室搭建了泡沫流体的渗流堆积可视化试验模型,开展了胶体泡沫流体在多孔介质中的渗流扩散和高位堆积试验,发现胶体泡沫以管路出口为坐标原点、近似半球形渗流扩散,随着渗流距离的增大,泡沫的渗流驱动力逐渐衰减;在此基础上,基于幂律流体的球面扩散模型,得到胶体泡沫在复杂立体裂隙网络中的扩散半径公式,为泡沫流体在采空区等位置的现场应用提供了理论基础。针对大兴矿岩浆侵入严重、热变质煤层自燃灾害频发、常规防灭火技术效果不佳的问题,提出采用长时间保水稳定、具有成膜隔氧功能的胶体泡沫技术,对岩浆侵入煤层的采空区遗煤进行润湿降温和覆盖隔氧。现场应用表明,胶体泡沫可以充分润湿和覆盖采空区遗煤,有效抑制水分含量低、孔隙充分发育、高氧化活性变质煤的自然发火,对采空区煤自燃的防治效果显着,保障了大兴矿N2-708工作面的安全回采,具有良好的应用前景。该论文有图176幅,表24个,参考文献230篇。
刘厅[3](2019)在《深部裂隙煤体瓦斯抽采过程中的多场耦合机制及其工程响应》文中进行了进一步梳理随着浅部资源的枯竭,我国煤炭开采正逐步向深部延伸。与浅部相比,深部储层具有明显的“三高-两强-一低”的特性。深入研究深部储层的地质力学规律,对于提升深部资源获取能力以及动力灾害防治水平具有重要意义。钻孔瓦斯抽采是防治煤矿瓦斯动力灾害最有效的措施,这一过程受多个物理场交叉耦合影响,尤其是进入深部以后煤体的强塑性及强时效性与采动影响叠加,使这一过程变得更加复杂。本文采用多种研究方法,分析了裂隙煤瓦斯扩散动力学过程,研究了含瓦斯煤渗透率动态演化规律,探讨了弹-塑性变形煤多场耦合机制,得出如下主要结论:构建了裂隙煤体瓦斯扩散动力学试验系统,研究了煤粒瓦斯扩散动力学特性的尺度效应,阐明了地应力和瓦斯压力对裂隙煤体瓦斯扩散的影响机制。结果表明:1)煤样有效扩散系数随时间的增加逐渐降低;2)煤体瓦斯扩散具有明显的尺度效应,该尺度效应的临界值即为煤基质尺寸;3)随着围压的增大和孔隙压力的降低,煤样的扩散系数逐渐降低。提出了煤体多级孔隙结构的概念模型,建立了时间依赖的动态扩散系数模型以及适用于具有多级孔隙结构煤体的扩散动力学模型。结果表明:1)对于煤层气等非常规气的长期开发,需同时考虑体积扩散和表面扩散,而对于煤矿井下钻孔瓦斯抽采,可只考虑游离瓦斯的体积扩散;2)扩散过程中,裂隙煤体基质瓦斯压力变化规律不受煤样尺度的影响,且扩散系数衰减越慢,基质瓦斯压力降低越快。定义了煤基质内膨胀系数,定量揭示了煤基质与裂隙间的相互作用关系,探讨了内膨胀系数的影响因素及其影响机制,构建了考虑基质-裂隙相互作用的煤体渗透率模型。结果表明:1)由于“岩桥”的存在,基质膨胀变形只有部分用于改变裂隙开度,其余部分用于改变煤体体积;2)有效应力及吸附膨胀变形是影响内膨胀系数的本质因素;3)与实验数据的拟合结果表明该渗透率模型能够很好地匹配不同边界条件下的渗透率数据,说明该模型具有广泛的适用性。构建了塑性损伤煤体“等效裂隙煤体”结构模型,揭示了采动过程中煤体裂隙及损伤的动态演化规律,建立了塑性变形煤体渗透率动态演化模型。结果表明:1)采动过程中煤体损伤断裂的过程可视为对原始煤基质分割的过程,采动煤体可等效为基质尺度更小、裂隙数目更多的弹性体;2)“等效裂隙煤体”中裂隙数目与煤体所受偏应力间呈指数关系,偏应力越大,裂隙数目越多;3)渗透率模型与卸围压试验中渗透率演化规律能够较好地匹配,验证了该模型的合理性。构建了同时考虑应力场、扩散场、渗流场、温度场以及煤体非均质性的“热-流-固”多场耦合模型,揭示了非均质煤芯渗透率测试过程中物理场的时空演化规律。结果表明:1)非均质煤体内瓦斯压力等值面存在明显的空间波动性,这与均质条件下存在明显差异;2)随着时间的增加,煤体渗透率逐渐升高,且越靠近出口的位置煤体渗透率越低,实验测得值仅是出口位置的煤体渗透率;3)煤芯内瓦斯压力呈非线性分布,这与渗透率计算公式中瓦斯压力呈线性分布的假设相悖,实验过程中可通过减小进出口压差降低实验误差。构建了“瓦斯-空气”二元气体系统“应力-损伤-扩散-渗流”多场耦合模型,揭示了瓦斯抽采过程中钻孔周围瓦斯及空气流场的时空演化规律,探讨了不同因素对瓦斯抽采效果的影响机制。结果表明:1)采用二维模型计算的瓦斯和空气流场与三维模型计算结果在总体趋势上一致,数值上稍有偏差,但误差在工程可接受范围内,说明该方法可行;2)采动区周围煤体渗透率大幅升高,钻孔瓦斯流量增大,但同时流入钻孔的空气流量也大幅升高,导致钻孔抽采浓度逐渐降低;3)随着封孔长度的增加,钻孔瓦斯流量和漏风量均逐渐降低,但钻孔瓦斯抽采浓度逐渐升高,以可利用的瓦斯浓度20%作为确定封孔长度的标准,则该地质条件下(平煤八矿)钻孔的最优封孔长度约为12 m。揭示了坚硬顶板采场与普通采场应力场、渗透率及瓦斯流场的时空演化规律,阐明了两种条件下采场瓦斯富集及运移机制,提出了“切顶导流-分源治理”瓦斯防治技术。结果表明:1)坚硬顶板采场首采层上覆岩层卸压区及优势瓦斯富集区范围明显小于普通采场;2)通过切除坚硬顶板可促进上覆岩层裂隙带发育,引导瓦斯在裂隙带内富集,解决采空区瓦斯超限及上向穿层钻孔抽采效果差的问题。本文研究结果进一步完善了深部裂隙煤体瓦斯抽采过程中的多场耦合理论,促进了深部矿井瓦斯动力灾害防治技术的进一步发展。
李春辉[4](2019)在《乌达汞环境地球化学和汞同位素组成特征》文中研究指明煤火灾害在我国北方广泛分布,其可能已经成为大气汞的主要来源之一。煤火汞排放还可能导致周边汞环境灾害。对矿区汞环境地球化学的研究,不仅具有较强的环境意义还可能为煤火治理提供新的思路。本文通过对具典型煤火发育区乌达矿区以及其附属的工业园、城区和农田进行系统采样,测试了煤、落尘、煤火海绵体(CFS)等汞含量数据、汞同位素组成、不同区域地表汞交换通量数据、不同介质的汞形态数据、钻孔汞含量数据和不同样品的汞同位素比值,进而探讨了乌达区域汞环境地球化学特征,获得以下认识:乌达煤田9#和10#煤层汞含量范围为0.168-0.243μg·g-1,均值为0.203μg·g-1;乌达煤中矿物主要以黏土矿物为主,如高岭石、伊利石、蒙脱石,其次是石英、方解石、锐钛矿等;通过分析煤中汞含量与主要矿物含量相关性,表明乌达煤中汞主要赋存于黄铁矿,并且与黏土矿物尤其是蒙脱石也存在一定的相关性。乌达煤田、工业园、城区、农田和荒地落尘汞含量均值分别为289 ng·g-1、809 ng·g-1、160 ng·g-1、57 ng·g-1 和48 ng·g-1;地表土汞含量均值分别为 216 ng·g-1、242 ng·g-1、30 ng·g-1和30 ng·g-1。煤火海绵体汞含量范围为751-19800 ng·g-1,均值为9074ng·g-1。通过与中国潮土值和乌达背景值作比较,乌达矿区、工业园和城区汞含量显着富集。通过计算地积累指数(Igeo),工业园落尘汞污染最为严重,中污染及其以上占70.74%,重污染和极重污染均达到7.32%;乌达煤矿区地表土污染程度最为严重,偏中污染程度以上区域达60%。乌达地表汞含量较高区域多分布于矿区煤火下风向,表明乌达地表汞已明显受到煤火汞影响;同时区内出现多个汞含量极值点,表明乌达区整体受矿区煤火汞影响外还受点释放源影响,如氯碱厂、洗煤厂、煤焦化厂等。通过分析落尘和地表土汞含量的相关性,表明煤矿区二者具有相对较低的相关关系,其原因可能为地表土部分汞含量可能直接来源于地下煤火。矿区植被汞含量受煤火汞影响显着,具潜在生态风险。乌达煤矿区地表汞交换通量范围为14-3 18 ng·m-2h-1,均值为90 ng·m-2h-1;其中不同用途地表汞交换通量存在明显差异,如煤火区(99和177 ng·m-2h-1)、无火区(19和32 ng·m-2h-1)、回填区(53 ng·m-2h-1)。居民区地表汞交换通量范围为20-138 ng·m-2h-1,均值为80 ng·m-2h-1;工业园地表汞交换通量范围为2-199 ng·m-2h-1,均值为 71 ng·m-2h-1。通过对煤火区地表汞交换通量异常性分析,并结合矿物、地表汞含量和pH值,表明在煤矿区包括火区、无火区和回填区地表汞通量均存在异常现象。其原因可能为地下煤火汞或煤中汞因煤岩温度升高成为汞蒸气,通过上覆岩层裂隙、微裂隙、孔洞或直接穿透上覆岩层进入大气,继而成为地表汞交换通量的一部分。通过对不同区域地表汞交换通量与自然因素进行相关性分析,地表汞通量值与光照强度、地表温度具较强相关性。对钻孔中汞含量与相关气体,如CO、CO2、CH4等进行相关性分析,显示汞含量与CO、CH4具有较高的相关性,表明钻孔中汞主要来源于地下煤层。通过在不同载气条件,如氩气、氮气、合成空气(25%O2+75%N2)、纯氧对汞形态分析的影响,发现氩气对此次汞形态分析效果较好;乌达煤田9#煤层和10#煤层煤中汞的形态主要为HgS和HgSO4,并有少量的HgCl2和HgO;落尘汞形态主要为HgCl2,其次为HgO和HgSO4;表土中汞形态以HgSO4为主,其次为HgCl2和HgO,部分样品还含有HgS。落尘与地表土汞不同形态含量存在差异,其原因可能为沉汞向土汞转化过程汞形态发生了转变。乌达煤中δ202Hg值范围为-2.87~-1.04‰,均值为-1.97±1.78‰;△199Hg值范围为-0.06~-0.04‰,均值为-0.05±0.01‰。乌达落尘中δ202Hg 值范围为-1.35~-1.25‰,均值为-1.30±0.08‰;A199Hg 值范围为-0.14~-0.12‰,均值为-0.13±0.02‰。乌达地表土中δ202Hg值范围为-1.31~-1.22‰,均值为-1.26±0.08‰;△199Hg值范围为-0.12~-0.10‰,均值为-0.11±0.02‰。乌达海绵体中δ202Hg值范围为-1.66~-1.34‰,均值为-1.49±0.22‰;△199Hg 值范围为-0.04~-0.05‰,均值为-0.05±0.00‰。乌达样品不仅显示显着的质量分馏异常值,还具明显的非质量分馏异常。通过分析对比原煤与海绵体、落尘和地表土汞同位素比值特征,表明CFS与落尘和地表土存在明显差异,两者汞源可能不同,或相同汞源因不同的迁移转化过程导致了不同程度的分馏效应;而落尘与地表土具有近一致的奇数汞同位素异常值,表明两者汞源可能相同。海绵体、落尘和地表土δ202Hg值较9#煤明显具偏负特征,其原因为不仅来自于煤燃煤和被加热过程的汞同位素动力分馏效应,还来自原汞蒸气沿裂隙、孔洞上升过程的地质层析作用引起的分馏效应。此外,落尘汞与地表土δ202Hg值相比,前者明显负偏于后者,其原因可能为落尘汞转变为地表土汞过程发生的光致还原反应。综上所述,本文通过对乌达不同样品进行汞含量分析、地表汞含量分布分析、地表汞交换通量研究、不同介质汞同位素比值分析等较为系统的研究了乌达汞环境地球化学特征,对因煤火可能导致的汞是生态风险有了较为深入的了解。在研究中,归纳了煤火汞的释放通道;提出了地表汞异常的成因机制;得出了个别研究区域地表汞的来源等。
王玉成[5](2018)在《葫芦素煤矿矸石综合利用项目技术经济分析》文中进行了进一步梳理井工煤矿在建设和生产过程中会产生大量的固体废弃物----矸石,由于矸石的传统处理方式----地表堆积会严重影响周边生态环境并带来很大的威胁与危害,加之近年来国家环保政策的不断收紧,对煤矿矸石的深度无害处理提出了更高的要求,因此如何消除矸石带来的危害,并实现矸石利用效益最大化是现代化矿井亟待解决的问题。鄂尔多斯地区作为国家“十三五”规划的煤炭能源主产区,承担着国家基础能源供给的重要任务,综合考虑该地区脆弱的生态环境,无法承受众多煤炭生产企业产生的大量固体废弃物地表堆积带来的环境影响,因此研究大型井工煤矿的矸石综合利用的可行性具有极其重要的现实意义和示范意义。本文以呼吉尔特矿区葫芦素煤矿的矸石综合利用项目为例,通过对目前矸石综合利用现状下各种途径的详细分析,结合矿井矸石的特性分析,选择出适合本矿井的刮板输送机卸矸充填综合利用途径,并充分考虑矿井的实际情况,提出智能高效排矸方案。并从项目的实施必要性、关键技术、组织方案以及经济效益等方面充分论证本项目的可行性。最后得出本项目综合利用途径选取适用,关键技术可行,区域内示范效应显着,经济及社会效益明显的研究结论。本文系统的研究了呼吉尔特矿区适宜采用的矸石利用途径,并针对项目的建设和实施所产生的积极效应进行了详实的论述,为周边乃至鄂尔多斯地区大采深矿井实施类似项目提供了极具参考价值的借鉴。
邵帅[6](2017)在《基于TF1M3D仿真平台的铜川公司西川矿通风改造研究》文中提出矿井通风问题一直以来都存在于各个矿井的每一个发展级段,无论从开拓还是到停产,通风问题与矿井息息相关。因此,先进的科学技术和管理手段需要双管齐下。论文对矿井通风网络风流分配模型和Newton-Raphson算法进行相关学习,列出井下通风体系改造的理论基础部分。通过对铜川公司西川矿现场勘察数据等资料的分析计算,结合铜川公司西川矿的基础数据,以矿井通风阻力测定为标准,利用李宗翔教授编制的矿井灾变通风仿真软件TF1M3D对铜川公司西川矿通风改造拟定方案进行仿真模拟,并提出最佳方案、施工步骤及安全措施。论文在安全性与可靠性、技术性和经济性三个层面对两种方案展开具体分析和比较,最终敲定方案二作为铜川公司西川矿新区建设后的通风改造措施,解答铜川公司西川矿领导提出的是否可通过换通风机不打新井即达到生产要求的疑问。改造后的方案二为1113工作面配风27.04m3/s,2103工作面配风25.62m3/s,方案二中1号风机和2号风机效率分别为0.529、0.909。方案二使二采区与老采区结合成一个独立完整的通风系统,减小二采区回风路线长度,同时多一条避难逃生选择。因此,在对铜川公司西川矿实施方案二通风系统改造后,有效地解决铜川公司西川矿原风机风压不足,效率太低,无法满足新建二采区的通风需求且经济上不合理等问题。论文为铜川公司西川矿通风改造工程提供理论依据和技术保障,其研究成果具有显着的研究意义以及应用价值。
南峰[7](2017)在《赋存CO气体的煤层自燃D-S证据融合预测研究》文中认为我国煤炭自燃灾害非常严重,煤层自燃不仅直接造成资源的浪费,给矿山企业带来巨大的经济损失,而且还严重威胁企业人员的生命安全、破坏矿井设备设施、危害周边自然环境,科学、及时、准确地预测煤层自燃火源对企业安全生产尤为重要。煤自燃预测的一个关键指标是CO气体,但如果煤层本身赋存有CO气体,在开采过程中解吸逸散的CO气体会干扰矿山煤自燃预测预报工作。本文基于上述问题,选取开滦集团下属林南仓矿为研究对象,针对该矿煤层是否赋存有CO气体的争论,通过现场测试和实验室实验证实了煤层赋存有CO气体,分析了CO气体赋存成因的影响因素,并在此基础上提出一种以CO为核心指标,辅以煤温及C3H8、C2H4指标气体,提取监测数据的信息特征,建立以基本信任分配函数(BPA)为基础的煤自燃预测指标体系,运用多源信息融合D-S(Dempster/Shafer)证据理论实现了赋存CO气体的煤层自燃预测。1、采用现场钻孔取气实验、煤样真空解吸实验并运用协整理论求证了煤层赋存有原生CO气体,并从矿井地质结构、煤岩大分子结构、煤岩吸附性能、煤岩渗透性能及煤岩孔隙结构特征等方面分析了其对林南仓矿CO气体赋存成因的影响。2、采用智能煤升温氧化箱,有效模拟矿井自然发火过程,总结分析了气体指标参数与煤温的对应关系,选取CO、C2H4、C3H8为煤自燃预测的标志气体,并基于CO气体浓度变化特征将煤自燃前期划分为赋存气体解吸期、氧化低危险期、氧化中危险期、氧化高危险期、氧化极高危险期5个阶段,利用模糊隶属度(Fuzzy Membership Function)与IS区间集两种方法构建了以基本信任分配函数(BPA)为基础的煤自燃预测指标体系。3、运用多源信息融合D-S证据理论,分别就采煤工作面和采空区进行了煤自燃D-S证据理论融合预测模拟验证,并针对多源信息融合中证据冲突问题,提出了一种基于“相对差异”的证据冲突度量方法。模拟结果显示,本文给出的煤自燃预测方法以特征识别保障了价值信息的有效保留,多源融合增加了预测结果的准确性,同时为适应井下复杂情况提供了有效的决策依据。
张强[8](2016)在《西川矿含原生CO煤层自燃预测方法研究》文中指出矿井火灾是煤矿正常开采过程中的主要灾害形式之一,由于CO气体在煤自燃初期产生较早、产量较大而作为煤自燃预测的主要指标气体,但近些年来,在国内部分矿井,出现高浓度的CO气体并没有伴随煤自燃的现象,一些人认为这部分CO气体是煤成气的一种,即煤层中含有原生CO气体,目前,此观点还没有被有效证实,对于含有原生CO的煤层,CO能否作为煤自燃的指标性气体还需进行深入的研究。本文所研究的西川煤矿也出现过类似现象,研究西川煤矿CO成因类型,探讨新的煤自燃预测方法,对于煤矿安全高效生产有重要意义。本文通过探索低浓度CO和CO2同位素的检测方法,研究了西川煤样在不同气氛(干空和惰性气体)中产物同位素值随温度升高的变化规律。CO同位素测试结果表明,不同反应气氛条件下产物CO的δ18O(氧同位素值)都随温度的升高而逐渐变小,表明煤低温反应并不属于单一反应序列;而且氩气气氛中产物CO的δ18O比空气气氛中的重近9‰,证明了不同反应气氛条件下产物CO的氧原子来源不同。CO2同位素测试结果表明,不同反应气氛条件下产物CO2的δ18O随着温度的升高变化规律较为复杂,在75℃以前变化不明显,75℃以后δ18O有降低—升高—再降低的特征,拐点温度分别为130℃、160℃,尤其是130℃过后,δ18O突然增大,证明此时CO2的氧原子主要来源于煤中,即达到了煤体的干裂温度。通过对西川煤矿1109回风顺槽、1111和1109工作面上隅角和气体中CO的δ18O进行测试(平均为36‰),对比发现现场测试结果与空气气氛中煤氧反应的δ18O差别较大,证明西川矿井的部分CO的氧元素来源于煤中。通过对西川煤矿的地质构造及沉积特征进一步分析认为,西川煤矿原生CO是在变质过程中官能团脱落形成的。西川煤矿4-2煤层顶底板皆为泥岩或泥质粉砂岩,而且煤层中氧元素含量较高,这为原生CO的形成和赋存提供了有利条件。结合西川煤矿实际情况,进一步探讨了预测西川煤自燃的相关方法。认为若在西川煤矿正常开采期间检测到C2H4气体出现,应该引起重视,并连续检测C2H4气体的浓度变化规律,同时开始检测烯烷比、R3值和CO2中同位素值,若出现C2H4气体浓度不断增加,烯烷比超过0.1%,R3值大于10%,CO2中氧同位素值小于-5‰、碳同位素值为小于-19‰,则可以肯定此时煤自燃温度已经达到70℃以上,此时应立刻停止正常生产,采取注氮、采空区注浆等方法阻止煤自燃的发生。
赵瑞元[9](2014)在《大佛寺矿采空区自燃多指标气体早期预报技术研究》文中提出大佛寺煤矿煤层属II类自燃煤层,煤层易于自燃。论文主要针对大佛寺煤矿40110工作面煤体在破碎氧化初期便产生大量CO,CO监测数据经常发生异常,以常规的判断标准无法判断CO异常时采空区内部是否发生自燃现象,因此需要建立一套适合大佛寺煤矿的多指标参数自燃早期预报体系。论文采用西安科技大学XK-VI型自然发火实验台对大佛寺煤样进行自然发火实验,真实模拟大佛寺煤样自燃的过程,分析大佛寺煤样自燃特性参数和实验过程中的多指标气体变化规律,同时结合现场观测数据,初步确立了以CO/CH4、C2H6/CO、CO/CO2、CO/△O2、△CO/△O2、Graham指数等参数为候选的多指标气体预报体系。然后研究分析不同氧浓度对大佛寺多指标气体的影响。分别准备氧浓度为5%、9%、17%、21%的空气,并对大佛寺煤样进行高温数控程序升温实验,从而对候选多指标气体筛分优选,最终研究得出大佛寺煤样升温实验过程中: CO/CH4、C2H6/CO、Graham指数为主的多指标气体参数受风量及氧浓度的变化影响较小。在结合自然发火实验、现场布点检测、高温数控程序升温实验的数据分析基础上,最终确立了以CO/CH4、C2H6/CO、Graham指数为主体的大佛寺煤样多指标气体参数自燃早期预报体系。可为大佛寺煤矿自燃早期预报提供有效地指导意义,提高煤矿安全,防止煤层自燃。
刘静静[10](2014)在《典型煤矿区土壤中烃类化合物的地球化学循环研究》文中研究表明有机烃类污染物如多环芳烃(PAHs)和正构烷烃(n-alkanes)易于在土壤环境中储存,并通过土壤-大气、土壤-水体等交换作用进入其他环境介质中,由于其半挥发性、易于迁移等特性,使其成为全球性污染物质。本论文以典型煤矿区为研究对象,结合多种测试手段和分析方法,对比分析了原煤、矸石、土壤中烃类物质的分布水平及组成特征,探索了采矿区附近土壤中烃类污染物的来源特征及迁移行为。并通过在实验条件下模拟自然条件下含Al矿物对金属离子的吸附过程,阐述了烃类污染物及天然有机质可能参与的地球化学循环过程。通过研究得出:(1)对朱集煤矿10个可采煤层中的n-alkanes组成及有机碳同位素的分析,得出n-alkanes的含量范围从34到481μg/g,山西组煤中短链n-alkanes C9-C25占主导,上石盒子组和下石盒子组煤中长链(n>25)占主导;煤层中的n-alkanes的主峰碳为C11和C17暗示了其沉积环境可能是在淡水和半咸水的环境。姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)的比值变化可以反映煤层受到海进海退事件的影响,并且界定这一事件的范围值为3.20~3.84;煤中有机碳同位素的分馏可能与煤岩组分关系不大,但是显着与沉积环境的变化相关联,体现为相对还原条件下富集轻13C同位素,而在相对氧化条件下富集轻13C同位素。(2)淮北芦岭煤矿区共检测出28种PAHs,总含量(干重)Σ28PAHS从0.35μg/g到6.21μg/g,平均值1.69μg/g。其中16种是USEPA规定的优控PAHs,总含量(干重)Σ16PAHs从0.23μg/g到3.53μg/g之间,平均值为1.00μg/g。土壤中PAHs的浓度水平受到洗煤厂的影响较大,其还随着煤矸石堆逐渐向外迁移。(3)辽宁铁法矿区土壤中16种PAHs记为Σ16PAH,总含量范围为5.1~5642.3ng/g,平均值为1118.3ng/g。共检测到23种n-alkanes (C11-C33),其浓度从0.065μg/g到0.156μg/g,平均浓度为0.102μg/g。采矿区附近的土壤中Σ16PAH水平要明显高于农田区和塌陷湖边土壤。低环PAHs(2-3环)在土壤中向下迁移的能力更强。主成分分析和线性回归的结果表明研究区域土壤中PAHs的四种来源:煤燃烧(49.7%),原煤(19.8%),煤矸石(26.7%)和机动车辆(3.9%)。(4)在系统条件下(pH=7.5, Fe(Ⅱ)=3mM,I=0.01M NaCl),含1wt.%HA包裹的γ-Al2O3矿物和4%wtHA包裹的γ-A12O3矿物吸附Fe(Ⅱ)离子达到平衡后,其吸附率分别为80%和69%,达到平衡的时间为49天,要晚于无包裹体的矿物吸附平衡时间(21天),其吸附率分别为74%和61%。1wt.%和4wt.%的胡敏酸包裹体对Fe(Ⅱ)离子的吸附随着包裹体含量的增加,Fe(Ⅱ)离子摄取量减少,但是吸附达到平衡的时间基本一致。菲对Fe(Ⅱ)离子的吸附影响较弱,反应达到平衡的时间要晚于纯γ-A12O3的吸附平衡,Fe(Ⅱ)离子的吸附率略低于纯γ-Al2O3的吸附,而高于4%的胡敏酸与Fe(Ⅱ)离子同时反应的系统。EXAFS结构的分析发现,在有机质胡敏酸的参与下,Fe(Ⅱ)离子仍然会与Al形成Fe(II)-Al(III)-LDH.
二、大隆矿一起煤炭自燃火灾的处理(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、大隆矿一起煤炭自燃火灾的处理(论文提纲范文)
(1)西南喀斯特煤矿区汞的表生环境地球化学研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 汞的性质及其环境中的分布 |
1.1.1 汞的理化性质及毒性 |
1.1.2 环境中汞的分布 |
1.2 喀斯特煤矿开采与环境问题 |
1.2.1 喀斯特煤矿资源分布 |
1.2.2 喀斯特区域煤的地质特征 |
1.2.3 煤矿活动产生的环境问题 |
1.3 煤矿区汞及其它有害元素的研究现状 |
1.3.1 煤矿区汞的研究 |
1.3.2 煤矿区其它有害元素的研究 |
1.4 选题依据及研究意义 |
1.4.1 选题依据 |
1.4.2 研究意义 |
1.4.3 主要研究内容 |
1.4.4 技术路线 |
第二章 研究区域概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.2 区域喀斯特地质背景 |
2.3 煤矿开采活动 |
第三章 样品采集与分析 |
3.1 样品采集 |
3.1.1 固体非生物样品采集 |
3.1.2 生物样品采集 |
3.1.3 水体及尿液样品采集 |
3.2 样品分析 |
3.2.1 土壤pH、有机质的测定 |
3.2.2 固体非生物样品的测定 |
3.2.3 生物样品的测定 |
3.2.4 水体样品的测定 |
3.3 数据质量控制 |
3.3.1 标准工作曲线 |
3.3.2 空白、平行及标准样品分析 |
第四章 煤矿区环境介质中汞的分布特征及赋存形态 |
4.1 煤中汞的含量与分布 |
4.1.1 煤中汞的含量 |
4.1.2 我国不同地区煤中汞分布 |
4.2 煤矸石中汞的含量及形态 |
4.2.1 煤矸石中汞的含量 |
4.2.2 煤矸石中汞的赋存形态 |
4.3 煤矿区土壤中汞含量特征及分布 |
4.3.1 土壤总汞含量及形态 |
4.3.2 总汞与甲基汞的相关性 |
4.3.3 硫和铁及微量元素 |
4.4 喀斯特煤矿区酸性废水与沉积物中汞分布特征 |
4.4.1 酸性废水总汞、甲基汞含量分布 |
4.4.2 沉积物总汞、甲基汞含量分布 |
4.4.3 沉积物汞的形态 |
4.4.4 沉积物中硫和铁及微量元素 |
4.5 喀斯特煤矿区表生环境汞的生物积累 |
4.5.1 苔藓植物汞含量 |
4.5.2 煤矿区蔬菜汞分布特征 |
4.5.3 煤矿区稻米汞含量 |
4.6 本章小结 |
第五章 喀斯特煤矿区汞的迁移转化影响因素 |
5.1 pH值对汞迁移影响 |
5.1.1 pH与沉积物中汞的相关性 |
5.1.2 pH对土壤中汞的影响 |
5.2 煤矿区介质中有机质对汞迁移影响 |
5.2.1 有机质对沉积物中汞的迁移影响 |
5.2.2 有机质对土壤中汞的迁移影响 |
5.2.3 土壤有机质对稻米中汞的累积影响 |
5.3 硫和铁对土壤及沉积物汞的影响 |
5.3.1 铁和硫对土壤及沉积物汞的影响 |
5.3.2 铁对沉积物汞的影响 |
5.3.3 沉积物中的微量元素 |
5.3.4 土壤中的微量元素 |
5.4 喀斯特煤矿区表生环境中汞的循环演化过程 |
5.4.1 煤矸石、沉积物和土壤矿物成分 |
5.4.2 煤矸石、沉积物和土壤中汞形态变化 |
5.4.3 喀斯特煤矿区表生环境中汞的循环演化 |
5.5 本章小结 |
第六章 喀斯特煤矿区汞污染风险评估 |
6.1 生态风险评价 |
6.1.1 生态风险评价方法 |
6.1.2 土壤生态风险评价 |
6.1.3 沉积物生态风险评价 |
6.2 煤矿区居民汞暴露途径 |
6.2.1 汞暴露途径 |
6.2.2 居民发汞、尿汞含量 |
6.3 煤矿区居民健康风险评价 |
6.3.1 汞暴露量和风险因子的计算 |
6.3.2 风险评价结果 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 问题与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(2)防治煤炭自燃的胶体泡沫理论及特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究目标与内容 |
1.4 研究方法与技术路线 |
2 高稳定性胶体泡沫形成机理 |
2.1 水基泡沫的形成和衰变机理 |
2.2 泡沫气/液界面稳定方法 |
2.3 胶体泡沫形成过程 |
2.4 胶体泡沫液膜稳定机制 |
2.5 本章小结 |
3 胶体泡沫制备实验研究 |
3.1 发泡剂的研制 |
3.2 稠化剂的研制 |
3.3 交联剂的研制 |
3.4 泡沫制备流程及制备系统 |
3.5 胶体泡沫的实验制备 |
3.6 本章小结 |
4 胶体泡沫交联保水及成膜特性研究 |
4.1 泡沫交联过程实验研究 |
4.2 胶体泡沫保水特性 |
4.3 胶体泡沫成膜性能 |
4.4 胶体泡沫覆盖隔氧效果 |
4.5 本章小结 |
5 胶体泡沫防灭火特性研究 |
5.1 胶体泡沫耐热性能 |
5.2 胶体泡沫对煤低温氧化的抑制特性 |
5.3 胶体泡沫对燃烧煤堆的灭火效果 |
5.4 本章小结 |
6 胶体泡沫流变规律及渗流堆积特性研究 |
6.1 物质的流变分类 |
6.2 胶体泡沫稳态流变规律研究 |
6.3 胶体泡沫渗流堆积可视化试验模型 |
6.4 胶体泡沫渗流堆积特性分析 |
6.5 本章小结 |
7 胶体泡沫现场应用研究 |
7.1 矿井概况 |
7.2 岩浆侵入导致大兴矿煤自燃频发 |
7.3 胶体泡沫防治N2-708 工作面采空区煤自燃 |
7.4 本章小结 |
8 总结及展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(3)深部裂隙煤体瓦斯抽采过程中的多场耦合机制及其工程响应(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 存在的主要问题 |
1.4 研究内容及思路 |
1.5 研究进展及成果 |
2 裂隙煤体物理力学性质及多尺度结构特征 |
2.1 煤体物理力学特性 |
2.2 煤体多尺度结构特征 |
2.3 煤体吸附解吸特性及结构控制机理 |
2.4 储藏物性及多场耦合对流体储运的影响机制 |
2.5 本章小结 |
3 裂隙煤体瓦斯扩散动力学机制 |
3.1 煤体瓦斯扩散的尺度效应 |
3.2 边界条件对裂隙煤体瓦斯扩散的影响 |
3.3 时间依赖的煤体瓦斯扩散动力学模型 |
3.4 煤体瓦斯扩散动力学过程数值分析 |
3.5 本章小结 |
4 含瓦斯煤体渗透率动态演化规律 |
4.1 煤基质与裂隙作用规律及建模 |
4.2 弹性变形煤体气固耦合渗流模型 |
4.3 基于塑性变形的气固耦合渗流模型 |
4.4 本章小结 |
5 弹-塑性变形煤多物理场耦合机制 |
5.1 弹性变形煤体多场耦合模型 |
5.2 弹性变形煤多场耦合模型验证及分析 |
5.3 弹性变形煤体物理场时空演化规律 |
5.4 塑性变形煤多场耦合模型 |
5.5 塑性变形煤多场耦合模型验证及分析 |
5.6 塑性变形煤瓦斯抽采过程中的物理场演化 |
5.7 本章小结 |
6 深部坚硬顶板采场瓦斯富集机制及防治方法 |
6.1 工程概况 |
6.2 卸压开采采场多场耦合模型 |
6.3 坚硬顶板采场下部煤层物理场时空演化规律 |
6.4 坚硬顶板采场上覆岩层物理场时空演化规律 |
6.5 坚硬顶板采场瓦斯富集及运移机制 |
6.6 坚硬顶板采场瓦斯高效治理技术 |
6.7 现场应用效果评价 |
6.8 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(4)乌达汞环境地球化学和汞同位素组成特征(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 汞的毒性及生物效应 |
1.2.2 汞释放源研究进展 |
1.2.3 煤中汞研究进展 |
1.2.4 地表汞研究进展 |
1.2.5 地表汞交换通量研究进展 |
1.2.6 汞同位素研究进展 |
1.2.7 存在的问题 |
1.3 选题过程与思路 |
1.4 研究内容与方案 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方案 |
1.4.3 工作量 |
1.5 创新点 |
1.6 本章小结 |
2 研究区域概况 |
2.1 区位和自然概况 |
2.2 乌达各功能区概况 |
2.3 乌达煤田地质背景 |
2.4 乌达煤田煤火发展简史 |
2.5 本章小结 |
3 样品的采集处理 |
3.1 样品采集处理 |
3.2 仪器 |
3.2.1 MC-ICPMS |
3.2.2 Lumex RA-915 |
3.2.3 X射线衍射仪 |
3.2.4 X射荧光光谱仪 |
3.2.5 现场辅助设备 |
3.3 本章小结 |
4 乌达煤中汞地球化学特征 |
4.1 样品测试 |
4.1.1 煤汞含量测试 |
4.1.2 煤中矿物和主量元素分析 |
4.1.3 煤中硫含量分析 |
4.2 煤中汞含量 |
4.3 煤中汞赋存状态 |
4.4 本章小结 |
5 乌达地表汞分布特征 |
5.1 样品测试 |
5.2 乌达落尘汞 |
5.2.1 落尘汞含量 |
5.2.2 地表落尘汞异常点分析 |
5.2.3 地表落尘汞污染分析 |
5.3 乌达地表土汞 |
5.3.1 地表土汞含量 |
5.3.2 地表土汞异常点分析 |
5.3.3 地表土汞污染分析 |
5.4 落尘与地表土汞含量差异性研究 |
5.5 乌达植被汞污染研究 |
5.6 本章小结 |
6 乌达地表汞交换通量研究 |
6.1 测试点位信息 |
6.2 测试方法 |
6.3 乌达各功能区地表汞释放通量值 |
6.4 煤矿区地表汞释放源分析 |
6.5 煤矿区汞释放通的影响因素 |
6.5.1 落尘和地表土汞含量因素研究 |
6.5.2 大气汞含量因素研究 |
6.5.3 自然条件因素研究 |
6.6 工业园汞释放通的影响因素 |
6.6.1 工业园汞交换通量分布特征 |
6.6.2 自然条件因素研究 |
6.7 钻孔汞相关数据 |
6.7.1 钻孔汞含量特征 |
6.7.2 钻孔汞含量分布特征 |
6.7.3 钻孔汞来源 |
6.8 煤矿区汞释放通道研究 |
6.9 乌达矸石与地表汞释放量计算 |
6.10 本章小结 |
7 乌达不同介质汞形态分析 |
7.1 研究方法与过程 |
7.2 实验条件探索 |
7.3 研究区样品汞形态 |
7.4 本章小结 |
8 乌达汞同位素地球化学特征 |
8.1 样品的采集处理与测试 |
8.2 乌达煤和煤矸石中汞同位素地化特征 |
8.2.1 煤中汞同位素组成 |
8.2.2 煤中汞来源的同位素证据 |
8.2.3 煤中汞分馏机理 |
8.3 乌达落尘、地表土和海绵体汞同位素地化特征 |
8.3.1 汞同位素组成特征 |
8.3.2 乌达地表汞来源的同位素证据 |
8.3.3 地表样品汞分馏机理 |
8.4 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(5)葫芦素煤矿矸石综合利用项目技术经济分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 本文的框架、内容与研究方法 |
1.3.1 本文的框架 |
1.3.2 本文的主要内容 |
1.3.3 本文采用的主要研究方法 |
2 项目技术经济分析的基本理论 |
2.1 技术经济分析 |
2.1.1 技术经济分析的定义 |
2.1.2 技术经济分析的发展历程 |
2.1.3 项目技术经济分析的内容 |
2.1.4 项目技术经济分析的工作步骤 |
2.1.5 项目技术经济分析的特点 |
2.2 技术经济分析需关注的重点 |
3 煤矸石利用现状与问题分析 |
3.1 煤矸石综合利用现状分析 |
3.2 煤矸石综合利用存在问题分析 |
3.3 煤矸石综合利用途径选择需关注的方面 |
4 葫芦素煤矿煤矸石综合利用途径分析 |
4.1 葫芦素煤矿煤矸石用于井下回填途径分析 |
4.2 葫芦素煤矿煤矸石用于土地复垦途径分析 |
4.3 葫芦素煤矿矸石用于建材资源化途径分析 |
4.3.1 煤矸石用于烧结建材原料途径分析 |
4.3.2 煤矸石用于建材骨料途径分析 |
4.3.3 矸石直接用做建材途径分析 |
4.4 葫芦素煤矿煤矸石综合利用途径结论 |
4.5 葫芦素煤矿高效排矸充填方案的提出 |
4.5.1 巷式充填方案分析 |
4.5.2 井下制膏埋管充填方案分析 |
4.5.3 刮板输送机卸矸充填方案分析 |
5 葫芦素煤矿矸石综合利用项目可行性分析 |
5.1 项目的市场需求分析 |
5.1.1 葫芦素煤矿概况 |
5.1.2 刮板输送机卸矸充填综合利用现状 |
5.1.3 项目实施的必要性分析 |
5.2 项目的关键技术分析 |
5.2.1 超大垂深投放技术 |
5.2.2 超大垂深投放缓冲技术 |
5.2.3 超大垂深投放卸压技术 |
5.3 项目的组织方案 |
5.3.1 项目资金的来源 |
5.3.2 项目的人员配置 |
5.3.3 项目的总体建设规划 |
5.3.4 项目的安全保障措施 |
5.4 项目的经济效益分析 |
5.4.1 项目的投资估算 |
5.4.2 项目的经济评价分析 |
5.4.3 项目的综合风险分析 |
5.4.4 社会效益分析 |
6 研究结论与建议 |
6.1 主要研究结论 |
6.2 项目推进建议 |
致谢 |
参考文献 |
在硕士研究生学习阶段发表的论文 |
(6)基于TF1M3D仿真平台的铜川公司西川矿通风改造研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容及论文研究技术路线 |
2 通风网络风流分配数学模型及算法 |
2.1 风流状态方程 |
2.2 通风网络风流分配数学模型 |
2.2.1 风流分配计算预处理 |
2.2.2 基本定律 |
2.2.3 阻力定律 |
2.3 通风网络风流分配算法 |
2.3.1 Scott-Hinsley法 |
2.3.2 Newton-Raphson法 |
2.4 分流算法的相关问题 |
2.4.1 基准分支的拟定与迭代处理 |
2.4.2 通风机械特性曲线的处理 |
3 矿井通风改造理论基础 |
3.1 减小通风阻力的技术方法 |
3.2 两种风量调节方式的比较 |
3.3 风机工况点和降低风机性能的措施 |
4 铜川公司西川矿数字矿井模型的建立 |
4.1 铜川公司西川矿基本概述 |
4.1.1 矿井瓦斯情况 |
4.1.2 通风系统情况 |
4.2 铜川公司西川矿通风阻力测定 |
4.2.1 通风阻力测定的目的 |
4.2.2 通风阻力测定方法和主要内容 |
4.2.3 通风阻力测定线路的选取及测点布置 |
4.2.4 通风阻力测定相关计算原则 |
4.2.5 通风阻力测定可靠性校验及误差原因分析 |
4.3 铜川公司西川矿数字矿井模型建立 |
4.3.1 铜川公司西川矿数字矿井模型建立流程 |
4.3.2 基础数据绘制方法 |
4.3.3 铜川公司西川矿矿井巷道系统及通风构筑物图 |
4.3.4 铜川公司西川矿FBCDZNo23-2-46-38通风机特性曲线及工况点 |
4.3.5 铜川公司西川矿矿井通风系统状况分析 |
5 铜川公司西川矿通风改造可行性方案拟定 |
5.1 改用GAF22-No12轴流式通风机仿真结果 |
5.2 西区新建回风立井仿真成果 |
5.3 通风改造可行性方案比较 |
5.3.1 安全性与可靠性比较 |
5.3.2 技术比较 |
5.3.3 经济比较 |
5.4 铜川公司西川矿通风改造方案拟定 |
5.5 铜川公司西川矿通风改造拟定方案的实施 |
5.5.1 方案实施步骤 |
5.5.2 方案实施中的安全措施 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(7)赋存CO气体的煤层自燃D-S证据融合预测研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 研究内容及方法 |
1.2.1 主要研究内容 |
1.2.2 主要研究方法 |
1.3 研究技术路线 |
2 文献综述 |
2.1 井下CO气体源分析研究 |
2.2 煤层CO气体赋存成因影响因素研究 |
2.3 煤自燃监测技术与预报方法研究 |
2.3.1 煤自燃监测技术 |
2.3.2 煤自燃预报方法 |
2.4 多源信息融合技术在煤自燃预测中的应用研究 |
2.4.1 多源信息融合技术的发展现状 |
2.4.2 多源信息融合技术在煤自燃预测中的应用研究 |
2.5 存在问题与不足 |
3 煤层CO气体赋存实验研究及成因影响因素分析 |
3.1 煤层CO气体赋存实验研究 |
3.1.1 煤样真空解吸实验 |
3.1.2 现场钻孔取气实验 |
3.2 煤层CO气体赋存成因的影响因素研究 |
3.2.1 矿井地质条件的影响 |
3.2.2 煤大分子结构的影响 |
3.2.3 煤岩吸附性能的影响 |
3.2.4 煤岩渗透性能的影响 |
3.2.5 煤岩孔隙结构的影响 |
3.3 本章小结 |
4 基于BPA的赋存CO气体煤层自燃预测指标体系研究 |
4.1 煤自燃气体产物测试及指标气体选取 |
4.1.1 煤升温氧化实验 |
4.1.2 煤升温氧化实验气体产物生成变化规律分析及指标气体优选 |
4.2 煤自燃前期阶段划分与各气体指标特征提取 |
4.2.1 基于CO浓度发生量的自燃前期阶段划分 |
4.2.2 煤自燃前期各阶段的CO浓度增量特征 |
4.2.3 煤自燃前期各阶段的C_3H_8、C_2H_4浓度增量特征 |
4.3 煤层自燃预测指标的BPA构造 |
4.3.1 基本信度赋值函BPA构造原理 |
4.3.2 CO气体BPA构造的数值模拟 |
4.3.3 C_3H_8与C_2H_4气体BPA构造的数值模拟 |
4.3.4 煤温指标的BPA构造 |
4.4 基于BPA的煤层自燃预测指标体系构建 |
4.5 本章小结 |
5 基于D-S证据理论的赋存CO气体煤层自燃预测研究 |
5.1 多源信息融合的基本原理 |
5.1.1 多源信息融合的理论模型 |
5.1.2 多源信息融合的几种常用方法 |
5.2 D-S证据融合算法与证据间冲突的度量 |
5.2.1 D-S证据理论的融合算法 |
5.2.2 D-S证据融合中的证据冲突问题 |
5.2.3 证据冲突的原因分析与一般度量 |
5.2.4 一种基于相对差异的证据冲突度量方法 |
5.3 煤层自燃D-S证据信息融合预测理论方法 |
5.3.1 煤自燃监测预报机理 |
5.3.2 煤层自燃监测点布置参数 |
5.3.3 煤层自燃D-S证据融合预测系统 |
5.4 基于D-S证据融合的赋存CO气体煤层自燃预测数值模拟 |
5.4.1 采煤工作面的应用原理与模拟验证 |
5.4.2 采空区的应用原理与模拟验证 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
附录A |
学位论文数据集 |
(8)西川矿含原生CO煤层自燃预测方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 选题目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究现状评价 |
1.4 研究内容与技术路线 |
2 同位素及同位素测定 |
2.1 同位素含量表述 |
2.2 同位素分馏效应 |
2.3 同位素测试方法 |
2.4 本章小结 |
3 煤在不同气氛条件下低温反应产物同位素特征分析 |
3.1 实验设备及实验方法 |
3.2 西川煤体低温反应产物CO、CO_2气体制备 |
3.3 程序升温过程中CO、CO_2浓度变化特征 |
3.4 不同气氛产物CO中O~(18)同位素测试结果及分析 |
3.5 煤氧化与裂解产物CO_2中C~(13)及O~(18)同位素样品测试结果分析 |
3.6 本章小结 |
4 西川煤矿井下气体测试与分析 |
4.1 井下气体样品采集 |
4.2 气体浓度及氧同位素测试 |
4.3 西川煤矿CO来源分析 |
4.4 本章小结 |
5 西川煤矿煤自燃预测方法探讨 |
5.1 西川煤矿煤自燃预测常规方法 |
5.2 西川煤矿煤自燃同位素预测法 |
5.3 西川煤矿现场煤自燃预测方法探讨 |
5.4 本章小结 |
6 结论及展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 本文创新之处 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)大佛寺矿采空区自燃多指标气体早期预报技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内外煤层自然发火预报技术研究现状 |
1.2.2 国内外煤自燃指标气体预报技术研究现状 |
1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.4 本章小结 |
2 煤自燃及指标气体产生的理论分析 |
2.1 煤自燃起因及过程 |
2.2 煤自燃指标气体产生机理 |
2.2.1 煤分子结构模型 |
2.2.2 煤分子结构特点 |
2.2.3 煤氧复合及 CO、CO_2产生机理 |
2.2.4 烃类气体产生机理 |
2.2.5 指标气体种类与特征 |
2.3 指标气体的选取原则 |
2.4 本章小结 |
3 大佛寺煤矿煤层自燃特点及指标气体规律研究 |
3.1 煤自然发火特性参数及规律实验系统 |
3.1.1 煤自然发火实验研究 |
3.1.2 实验结果分析 |
3.2 大佛寺煤样多指标气体参数分析 |
3.2.1 CO/CH_4变化规律 |
3.2.2 C_2H_6/CO 变化规律 |
3.2.3 CO/CO_2变化规律 |
3.2.4 CO/△O_2变化规律 |
3.2.5 △CO/△O_2变化规律 |
3.2.6 Graham 指数变化规律 |
3.2.7 多指标气体体系初步建立 |
3.3 大佛寺煤矿自燃多指标气体影响规律及体系建立 |
3.3.1 实验设备 |
3.3.2 实验过程 |
3.3.3 实验结果 |
3.3.4 不同氧浓度对多指标气体的影响分析 |
3.4 本章小结 |
4 大佛寺煤矿 40110 工作面自燃多指标气体分析 |
4.1 矿井概况 |
4.2 大佛寺矿 40110 工作面气体监测 |
4.2.1 工作面概况 |
4.2.2 采空区煤自燃指标气体测点布置 |
4.3 大佛寺煤层现场多指标气体研究 |
4.3.1 正常回采期间 90~#支架煤自燃指标正常气体数据分析 |
4.3.2 正常回采期间 70~#支架煤自燃指标正常气体数据分析 |
4.3.3 正常回采期间 117~#支架煤自燃指标正常气体数据分析 |
4.4 大佛寺现场自燃多指标气体体系初步确立 |
4.4.1 大佛寺煤矿采空区 CO 气体产生及浓度变化规律 |
4.4.2 大佛寺煤矿采空区 CH_4气体产生及浓度变化规律 |
4.4.3 大佛寺煤矿采空区多指标气体早期预报体系初步建立 |
4.5 本章小结 |
5 大佛寺煤矿自燃多指标气体预报体系建立 |
5.1 大佛寺煤矿多指标气体体系分析 |
5.2 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(10)典型煤矿区土壤中烃类化合物的地球化学循环研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 有机烃类的地球化学特征 |
1.1.1 烃类物质种类和理化性质 |
1.1.2 烃类物质的毒性 |
1.1.3 烃类物质的来源及复合源诊断 |
1.2 土壤中烃类污染物的迁移规律 |
1.2.1 多环芳烃在全球土壤中的分布 |
1.2.2 逸度模型(fugacity model) |
1.3 矿区表生环境中烃类污染研究进展 |
1.3.1 煤炭能源的重要性 |
1.3.2 煤中烃类化合物的研究 |
1.3.3 煤矿区周边表生环境中多环芳烃研究进展 |
1.4 土壤中的矿物吸附研究 |
1.4.1 土壤中的天然有机质 |
1.4.2 矿物(γ-Al2O3)的吸附及结构特征 |
1.5 研究思路、技术路线和主要工作量 |
1.5.1 研究思路 |
1.5.2 本次研究主要工作量 |
1.5.3 技术路线 |
第二章 采样区概况与实验方法 |
2.1 区域概况 |
2.1.1 淮南朱集矿区概况 |
2.1.2 安徽淮北煤田基本概况 |
2.1.3 辽宁铁法矿区基本概况 |
2.2 实验室样品的制备 |
2.2.1 烃类物质提取准备 |
2.2.2 吸附材料的制备 |
2.2.3 包裹体基质的制备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 样品的提取及测试 |
2.3.2 煤质分析 |
2.3.3 有机碳同位素分析 |
2.3.4 吸附实验 |
2.3.5 UV-VIS |
2.3.6 XAS样品及分析 |
第三章 煤中烃类化合物的地球化学特征及其在反演煤沉积环境中的应用 |
3.1 概述 |
3.2 样品的采集 |
3.3 煤层中n-alkane的赋存规律 |
3.3.1 煤层中n-alkanes的分布 |
3.3.2 煤质特征和n-alkanes的关系 |
3.4 成煤环境 |
3.4.1 煤中n-alkanes与沉积环境 |
3.4.2 有机碳同位素组成 |
3.5 小结 |
第四章 矿区土壤中烃类化合物的分布特征及迁移行为 |
4.1 概述 |
4.2 样品的采集 |
4.3 土壤中PAHs的分布规律 |
4.3.1 土壤样品中PAHs的含量水平 |
4.3.2 土壤中PAHs的组成特征 |
4.4 PAHs来源分析 |
4.5 毒性评价 |
4.6 小结 |
第五章 矿区土壤中烃类化合物的分布模式及来源解析 |
5.1 概述 |
5.2 样品的采集 |
5.3 表层土壤中烃类的含量水平 |
5.3.1 PAHs的含量水平 |
5.3.2 PAHs的分布模式 |
5.3.3 n-alkanes的分布 |
5.4 土壤剖面中PAHs的分布 |
5.5 烃类污染物的复合来源诊断 |
5.5.1 PAHs的来源诊断和贡献率的估算 |
5.5.2 n-alkanes的来源 |
5.6 风险评价 |
5.7 小结 |
第六章 有机物对矿物吸附重金属的响应 |
6.1 概述 |
6.2 Fe(Ⅱ)离子的吸附动力学分析 |
6.2.1 不同矿物吸附Fe(Ⅱ)离子动力学分析 |
6.2.2 菲对矿物吸附Fe(Ⅱ)离子的响应 |
6.2.3 天然有机质对矿物吸附Fe(Ⅱ)离子的响应 |
6.3 EXAFS结构分析 |
6.4 小结 |
第七章 结论 |
7.1 主要研究成果 |
7.1.1 煤层中n-alkanes地球化学特征及反演煤沉积环境应用 |
7.1.2 PAHs在淮北芦岭矿区土壤中的分布特征 |
7.1.3 有机烃类(PAHs,n-alkane)在土壤环境中迁移及来源分析 |
7.1.4 有机物对土壤中矿物吸附重金属的响应 |
7.2 主要创新点 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、大隆矿一起煤炭自燃火灾的处理(论文参考文献)
- [1]西南喀斯特煤矿区汞的表生环境地球化学研究[D]. 梁隆超. 贵州大学, 2020
- [2]防治煤炭自燃的胶体泡沫理论及特性研究[D]. 史全林. 中国矿业大学, 2019(04)
- [3]深部裂隙煤体瓦斯抽采过程中的多场耦合机制及其工程响应[D]. 刘厅. 中国矿业大学, 2019(09)
- [4]乌达汞环境地球化学和汞同位素组成特征[D]. 李春辉. 中国矿业大学(北京), 2019(09)
- [5]葫芦素煤矿矸石综合利用项目技术经济分析[D]. 王玉成. 西安建筑科技大学, 2018(06)
- [6]基于TF1M3D仿真平台的铜川公司西川矿通风改造研究[D]. 邵帅. 辽宁工程技术大学, 2017(05)
- [7]赋存CO气体的煤层自燃D-S证据融合预测研究[D]. 南峰. 北京科技大学, 2017(05)
- [8]西川矿含原生CO煤层自燃预测方法研究[D]. 张强. 中国矿业大学, 2016(02)
- [9]大佛寺矿采空区自燃多指标气体早期预报技术研究[D]. 赵瑞元. 西安科技大学, 2014(03)
- [10]典型煤矿区土壤中烃类化合物的地球化学循环研究[D]. 刘静静. 中国科学技术大学, 2014(10)