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天然气水合物（可燃冰）是资源量巨大的战略性清洁能源，可以通过降压法、热激法等开采。开采时，水合物因温压平衡条件被打破而原位分解为甲烷气和水，随后通过储层孔隙系统渗流到井筒中。该过程是一个十分复杂的多场、多相、多介质、多尺度问题，亟需从多环节、多角度、多层次，用多手段开展研究，从而为高效、可控、安全地开采可燃冰资源提供理论支撑。研究天然气水合物采气过程不可或缺的气水两相渗流问题，查明孔隙内水饱和度变...
中国自动化学会智慧矿山专业委员会
中国自动化学会 智慧矿山 委员会
2022/12/31
煤炭作为化石能源的主要构成部分，是我国重要的战略资源，对国家的工业化和现代化起着至关重要的作用。煤矿的无人化和智能化建设得到国家的高度重视和大力推动。2018年5月1日起，《智慧矿山信息系统通用技术规范》（GB/T34679-2017）开始实施。该部技术规范是我国第一部以“智慧矿山”命名的标准规范，从一定程度上意味着智慧矿山建设的落地推广。国家《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》指...
中国科学院力学研究所在页岩油气储层原位脆性评估方面取得进展（图）
页岩油气 储层原位 脆性
2022/9/20
我国页岩气及页岩油的技术可采资源量分居全球第一位和第三位。我国页岩油气资源具有埋藏深、物性差、地质构造复杂、成熟度偏低、开采难度高等显著特征。如何实现页岩油气的高效开发已成为我国力学、地质等学科亟待解决的问题。由于深部页岩处于力、化、热、流等多场耦合的复杂环境，其原位力学属性评估的准确程度将直接决定压裂效果的优劣，亦由此引出如含初场弹性力学问题解等一系列跨尺度科学问题。然而，传统实验室测试技术尚不...
为了探究多层煤层气藏合采层间储层处液面压力的关系、层间生产压差的关系以及各储层见气时间的关系，以多层叠置独立煤层气藏为研究对象，从成藏特征和煤层气产出机理出发，基于煤层气井井底压力表达式，推导了层间储层处液面压力的关系表达式，进而推导了层间生产压差的关系表达式以及层间见气时间的关系表达式。
煤的孔隙率是表征煤储层瓦斯富集程度的重要指标，对煤层气资源的开发至关重要。为了提高煤层气的开采和利用，且更好地研究煤储层的孔隙率。采用河南焦作古汉山矿原煤标准煤样，将煤样加工为平行于面割理、垂直于面割理和垂直于层理共3个方向，采用河南理工大学瓦斯地质研究所自制煤储层压裂模拟及物性特征实验系统，对每组煤样同步进行超声波特征和应力—应变测试实验，将所测得的品质因子、孔隙率和轴压进行两两拟合，并对其结果...
针对褐煤难以制备高浓度水煤浆的问题，通过加压预处理改善褐煤的孔隙结构，降低其水分含量，提高褐煤的成浆浓度。研究了单纯的压力作用对孔隙结构、脱水量及成浆性的影响，探讨了加压作用对提高褐煤成浆性的作用机理。研究结果表明，加压预处理能够降低褐煤水分含量、比表面积和孔容，对高含水量的褐煤〖DK〗(水分含量30%左右〖DK〗)，可采用加压的方法脱除部分水分，压闭部分孔隙，当线压力增大至130～150kN/c...
等堆积效率条件下水层厚度对浆体特性变化影响
堆积效率 水煤浆 浓度 稳定性
2020/8/7
在已有的堆积效率评估模型基础上，引入颗粒膨胀率这一参数，提出了颗粒外围水层厚度，并进行理论计算。利用该方法，通过控制一种长焰煤的粒度分布，得到等堆积效率但水层厚度不等的四种样品，进行了水煤浆制备试验，并考察了其制浆浓度和稳定性。
大型管输煤浆搅拌器的选择和设计
煤浆 管道输煤 长距离管道 大型搅拌器
2020/8/7
针对管输煤浆的物料特性，结合长距离管道输送工艺技术要求，在搅拌器安装型式、桨叶结构型式、搅拌轴、桨叶转速、挡板、辅助设施等主要设备结构及参数提出了选择方法，其中推进式、轴流旋桨叶可满足管输煤浆物料搅拌效果要求，空心轴和桨叶结构更适应设备大型化要求。采用搅拌实验装置系统对设备的转速、扭矩、振动、温度、重启性能等因素进行实际物料模拟试验，指导确定大型工程设备的具体设计参数。采用该思路和方法成功地在陕西...
长距离输煤管道煤浆制备技术及应用
长距离输煤管道 制浆工艺设计 主工艺系统 设备选择
2020/8/7
针对长距离管输煤浆对浓度、粒度组成等重要特性指标的特殊要求，分析了高浓度水煤浆与常规浓度水煤浆特性对长距离管输的影响，选取适合长距离管输的煤浆浓度、粒度组成。并对比高浓度水煤浆和长距离管输煤浆制备工艺，分析直流式和分流式两种制浆方案，确定长距离管输煤浆制备选择直流式制浆方案，设计包括棒磨机、安全筛、缓冲煤浆罐、储浆罐等设备在内的长距离输煤管道煤浆制备工艺，其中以磨机为主设备的磨煤系统为主工艺系统，...
煤炭企业绿色开采驱动机制研究
绿色开采 驱动机制 结构方程 计划行为理论
2020/8/7
建立了绿色开采行为驱动机制理论模型，通过对煤炭企业中层决策者的问卷调查，收集到302份有效样本并进行了变量的信效度检验。通过模型假设和检验，从企业决策者的角度，对绿色开采技术应用的驱动机制进行了研究。研究结果表明：煤炭企业对于绿色开采的行为态度、主观规范、知觉行为控制因素会直接影响绿色开采意向，并进而影响绿色开采的实现。在这一作用机制下，行为态度与主观规范对绿色开采意向的影响程度是较高的，而知觉行...
不同冲击比能下煤岩颗粒破碎的分形演化
冲击比能 粒度分布 分形维数 G-S分布
2020/8/7
为研究不同冲击比能对矿岩粒度分布的影响，根据分形理论建立了粒度分形维数与冲击比能的理论模型。利用落重试验机对无烟煤和矸石进行不同冲击比能下破碎试验，结果表明：冲击比能对无烟煤和矸石破碎粒度分布规律影响较小，G-S分布可以很好的表征不同冲击比能下无烟煤和矸石的累积分布规律|粒度分形维数随着冲击比能的增加呈对数增长。通过试验和其他学者的试验数据验证该理论模型的正确性。
为了进一步研究振动弛张筛的运动特性，在考虑筛框绕质心的转动条件下，建立了振动弛张筛线性六自由度动力学模型，推导出运动微分方程的稳态解，利用状态空间和微积分模块对弛张筛的运动轨迹进行仿真分析。结合设计实例，计算出振动弛张筛主动筛框与浮动筛框的质心位移与转角。并根据筛框上任意点运动方程模拟出弛张筛筛框上特殊点的运动轨迹。结果表明：筛框绕质心的转动作用对入料端和出料端的振幅有较大影响，因此在建模时应该考...
在我国煤层气的开发中普遍面临煤层具有的低压、低渗、低饱和度等自然属性问题，针对此问题，提出利用液态气体伴注辅助水力压裂改造煤层技术。文章阐述了液氮伴注技术提高煤层临界解吸压力机理和CO2驱替煤层甲烷机理，结合芦岭煤矿地面煤层气工业试验，进行了液氮伴注辅助水利压裂、液态CO2驱替煤层甲烷试验以及效果分析。