煤大分子中官能团的红外光谱分析

用付氏变换红外光谱仪测试了一组镜煤的红外光吸收谱,就煤的红外光吸收带的归宿进行了分析;同时,还研究了煤大分子中主要基团随煤变质加深的变化规律。     

南桐煤矿煤分子结构与突出危险性关系的研究

本文简述了煤分子结构统计分析的原理,并用这种方法研究了南桐煤矿煤的分子结构及其随煤变质加深的变化规律.同时,还探讨了用煤大分子结构异常特征预测煤和瓦斯突出潜在危险性的问题。     

煤表面分子对甲烷吸附力场研究

采用密度泛函理论DFT方法,建立煤大分子骨架模型,并以范德华力作用半径为边界条件,构建煤大分子对CH_4分子吸附的量子动力学模型,在6-311G++基组上对煤大分子骨架模型和吸附模型结构进行优化,通过密立根电荷量分析了煤大分子表面的吸附空位,以及甲烷气体分子从游离态到吸附态的物理结构和特性变化。研究结果表明,煤表面分子和甲烷分子之间的吸附力场主要是静电场,甲烷分子在吸附过程中被极化,产生电偶极矩,C-H分子键长增大,吸附质和吸附剂之间的范德华力主要是诱导力和色散力以及甲烷分子被极化后的取向力,煤大分子表面的吸附空位可以通过煤大分子中各原子的密立根电荷量分析定量确定,通过模型结构优化发现,同一吸附空位可以对应多种甲烷分子吸附平衡结构,煤对甲烷分子的吸附为多分子层吸附。     

评价煤大分子结构芳香性及缩合程度的研究

通过对煤大分子中脂肪边基和杂原子的校正,使煤大分子与氢化芳香碳氢化合物等效,研究了煤大分子结构的芳香性和缩合程度,得到了与煤大分子结构性质基本吻合的结果。     

煤大分子在有机溶剂中的溶解溶胀行为及其交联本性

采用溶剂抽提与溶胀法研究了煤－煤及煤－溶剂间非共价键力对煤大分子溶胀行为的影响。煤在非极性溶剂中的溶胀行为反映了煤－煤分子间作用力的大小,煤在碳含量８１％￣８３％范围内有最小的分子间作用力,溶胀率最大。煤在极性溶剂中的溶胀行为由煤－溶剂间作用强弱决定,其溶胀率随碳含量增加而减小。煤大分子交联键性质包括共价与非共价交联两部分的贡献。共价交联存在于结构单元之间,非共价交联主要存在于片断之间,部分存在于     

用X射线衍射和FTIR光谱研究突出区煤的结构

用Ｘ射线衍射和ＦＴＩＲ光谱法对突出区煤的大分子结构进行了研究,并采用Ｆｒａｎｋｌｉｎ公式计算微晶参数Ｌａ。结果表明,用Ｆｒａｎｋｌｉｎ公式得到的Ｌａ比Ｗａｒｒｅｎ方程计算值更新近煤大分子实际结构;     

大湾矿煤与瓦斯突出特征及影响因素分析

通过对大湾矿先后发生的17次煤与瓦斯突出进行统计分析,总结出该矿的煤与瓦斯突出特征及主要影响因素;大湾矿煤与瓦斯突出次大型突出为主,中、小型突出为辅。影响煤与瓦斯突出的主要因素有地质构造、构造煤、埋藏深度和作业方式等。     

煤与瓦斯突出的时间效应与管理体系研究

随着煤矿开采深度和机械化程度的加大,煤与瓦斯突出的威胁日益突出,为了更加清楚的研究煤与瓦斯突出的机理和过程,对煤与瓦斯突出过程中的主要影响因素进行了分析,认为瓦斯内能是突出的主要能量来源,而瓦斯内能是由瓦斯含量决定的。通过对煤与瓦斯突出过程的孕育、突出发展、突出发生及再发展和突出衰退等阶段的分析,建立了煤与瓦斯突出发展时间矢、预测预警时间矢和应急响应时间矢,并进行了煤与瓦斯突出的时间效应的分析,建立了基于时间效应分析的煤与瓦斯突出管理体系,以提高矿井的抗灾减灾能力。     

固庄煤矿瓦斯突出分析

通过对固庄煤矿瓦斯突出进行的分析,阐述了煤与瓦斯突出的预兆特征,提出了煤与瓦斯突出的防治措施。     

煤与瓦斯突出的地质理论分析

从地质理论出发,分析了导致煤与瓦斯突出的内因和外因。结果表明,地应力、煤层形成时代、大地构造环境是导致煤与瓦斯突出的主要内因,掘进方式和掘进速度是导致煤与瓦斯突出的主要外因。研究旨在提高对煤与瓦斯突出的理论认识,减少由煤与瓦斯突出带来的灾害。     

煤力学特征的对比试验分析及其在煤与瓦斯突出研究中的应用

运用一种新的构造煤采样与加工方法,通过大量的试验测定,对比分析了原生结构煤和构造煤的力学特征;定量讨论了主要力学参数间的相关关系,给出了描述煤体破坏状态的分布函数式,并且模拟构成煤与瓦斯突出4个主要能量体之间的相互作用,建立了简化力学模型;从理论上证明了构造煤厚度是煤与瓦斯突出的一个启动因素,讨论了计算其临界值的可能性.     

甲烷分子在煤大分子骨架内吸附量子动力学研究

通过对比分析煤分子5大结构模型特征,结合煤样红外光谱实验数据及van der Waals力作用半径,构建了煤大分子骨架模型以及煤对CH4吸附的量子动力学模型;采用量子化学Hartree-Fock方法,在6-311G基组上对煤分子及甲烷分子结构进行了优化,通过煤大分子骨架模型的Mulliken atomic charges分析,由煤分子电负性最大的原子为吸附中心,并在不同的吸附距离下对吸附模型进行优化,得到了吸附平衡态的几何构型以及吸附能与吸附距离的关系.     

煤的ESR波谱研究

利用JES—FEIXG型电子自旋共振波谱仪,系统地研究了褐煤与烟煤的ESR波谱,这些波谱可在室温下得到。褐煤与风化烟煤中存在大量稳定的自由基,从褐煤到烟煤,随着煤化作用的加强,ESR波谱的吸收峰变窄。风化使烟煤的自旋浓度明显下降,这将为判断煤是否风化提出又一定量判据,其原因可能是由于风化使煤的局部大分子遭到破坏,从而影响π电子自由基的稳定性。     

基于红外光谱无损检测自封袋表面微量毒品的研究

验证显微红外技术通过红外显微镜快速采集微量甚至痕量样品红外光谱的能力.研究中所采用的检测方法是利用红外显微镜直接采集塑料自封袋表面微量毒品的红外光谱图,并与毒品标准红外光谱的吸收峰尤其是特征吸收峰进行定性比对分析.研究结果表明,采集到的样品红外光谱图与毒品标准红外光谱的主要吸收峰尤其是特征吸收峰相吻合,达到了预期的研究目的,并可为侦破涉毒案件提供充分证据.     

断层导致煤层突出危险性增大的原因分析及防治措施

煤与瓦斯突出机理至今仍是世界性的研究课题,本人认为断层附近的残余构造应力是引起煤与瓦斯突出的主要原因。本文分析了采掘工作面过断层时煤层突出危险性增大的主要原因:断层附近煤层顶、底板岩层内储存有残余构造应力,采掘工作面过断层时,残余构造应力的自然释放可能导致突出的发生,同时提出了防治突出的措施,可为防突工作提供参考。     

岩浆侵入煤层对煤与瓦斯突出的影响

煤与瓦斯突出及瓦斯爆炸现象是煤矿安全生产的主要灾害之一。岩浆侵入破坏,改造了井田构造,使煤变质程度、煤层形态、煤层厚度等成煤地质要素发生变化,加剧了煤与瓦斯突出的危险性。本文介绍大兴井田岩浆侵入岩分布规律;分析了岩浆侵入对煤与瓦斯突出的影响。     

煤与瓦斯突出的构造物理环境及其应用

将构造物理学的理论和方法应用于煤与瓦斯突出预测中,对地质构造控制煤与瓦斯突出机理及分布规律进行了研究,指出煤与瓦斯突出构造物理环境由构造组合特征、构造应力场、构造煤和煤层瓦斯四因素组成,探讨了煤与瓦斯突出构造物理环境各种因素控制突出的机理,提出了煤与瓦斯突出构造物理环境多种因素的综合作用控制地质构造带煤与瓦斯突出,为地质构造突出危险性判定提供了理论依据.工程实践证明,利用煤与瓦斯突出构造物理环境可以对煤与瓦斯突出进行准确地预测.     

无烟煤的溶胀行为及对其电解液化的影响

本文系统地研究了无烟煤的溶胀行为,及其对无烟煤电催化加氢液化的促进效果.研究结果表明,作为高阶煤的无烟煤,其溶胀行为和低阶煤(褐煤)不同,非极性溶剂的溶胀效果优于极性溶剂.在所研究的多种有机溶胀剂中,苯对无烟煤的溶胀效果最佳,60℃下溶胀度可达4.01.研究发现,在溶胀过程中溶胀剂分子在煤大分子网络结构中的渗入可使无烟煤体积膨胀,促进煤结构疏松化以及使煤颗粒变小;同时溶胀剂分子与煤大分子的相互作用力可以破坏原煤中的部分化学键结构并产生小分子物种,进一步削弱了煤大分子的网络结构,促进煤的溶胀度提高.研究还表明,引入溶胀促进剂Fe(NO3)3可与有机溶胀剂产生协同溶胀作用从而进一步促进煤的溶胀,提高煤的溶胀度.对于无烟煤的溶胀处理,有利于其电催化加氢液化反应的活性,大大提高了无烟煤的电解液化率,使其电解液化率由原煤的32.04%提高到63.19%.     

煤大分子堆垛结构的研究

根据镜质组煤微组分在中、低角区0.2nm~(-1)≤S≤4nm~(-1)(s=2sinθ/λ)的x射线散射强度分布,研究了煤大分子的堆垛结构.建立了由煤大分子弯曲层局部平行堆垛形成的3维结构单位。当镜质组煤微组分的Wc=84％～92％时,这种3维结构单位呈“似流体”分布。在Wc≈89％时这种“似流体”结构最为突出。     

煤与瓦斯延期突出模拟试验及机理

利用自行研发的"大型煤与瓦斯突出模拟试验台",进行了非均衡荷载的无扰动和钢球捶击扰动情况下的煤与瓦斯延期突出试验.结果表明:延期突出过程可划分为准备、发生、发展和结束4个阶段,突出煤粒表现出很好的分选性,突出后的煤岩体可分为突出孔洞、松动区和未动区3个部分;在外力诱导作用下,延期突出门槛值降低,发生突出的可能性增大;发生延期突出的临界瓦斯压力和水平应力呈线性关系,临界瓦斯压力和突出强度呈非线性关系.重新定义了煤与瓦斯延期突出概念:在主要破煤岩作业结束形成新的采掘空间一段时间后或人员在从事辅助作业时,发生的煤与瓦斯突出;并根据试验结果初步分析了延期突出机理.