科学:直面挑战

我们面对的第一个挑战在自然科学层面。我们用作能源的煤主要形成于晚古生代的石炭纪、二叠纪,中生代的侏罗纪以及新生代的第三纪。大自然形成煤要用数百万年乃至数亿年的时间。而人类大规模地消耗煤只用了一百多年的时间。说我们是“吃祖宗饭,造子孙孽”并不过分。从全球比较看,中国在不可再生能源的消耗上实在是过于奢侈。     

湖南利民矿井煤与瓦斯突出的构造差异性研究

湖南利民矿井地质构造具有明显的区域差异性,应力分区易于确定.由于主、次、附加构造应力场的联合与复合作用,导致边界条件各异.3#煤层顶底板的围岩性质不同,地质构造发育就不一样,使其构造应力分布不均.导致发育于3#煤层顶底板的断-褶构造具有平面上的分区性和剖面上的不协调性.据煤与瓦斯突出的频率和强度,厘定出强突出区、次强突出区、未突出区、弱突出区四种突出区域,分别对应于构造应力区的过度挤压区、挤压区、引张区和过渡区.地质构造的差异性是利民矿区煤与瓦斯突出强度和频率的主控因素.     

柴达木盆地小柴旦地区构造演化对烃源岩热演化的控制作用

柴达木盆地小柴旦地区是发育在元古界结晶基底上的中新生代叠合盆地,构造上具有南北分带的特征,形成6个典型的构造单元。中生代以来受燕山运动和喜山运动改造,形成两期区域不整合,不整合界面相互叠置,多期改造,且剥蚀作用涉及地层层系多、范围广。在主要不整合界面地层剥蚀量恢复基础上开展了骨干剖面构造演化研究,针对研究区具体情况采用针对性参数,系统开展了不同构造带中下侏罗统烃源岩埋藏史和热演化史分析。结果显示,不同构造带形成时期与四个演化阶段的沉降抬升幅度具有一定差异,构造演化的差异性也导致了中下侏罗统烃源岩在地质历史时期埋藏过程的差异性。区内烃源岩热演化可总结为山前推覆深埋型、持续埋深成熟型、抬升成熟型和抬升低熟型等四种类型。不同构造带烃源岩热演化的差异性也导致了研究区目前的油气发现主要集中于山前带及其周缘,但凹陷内也具备低熟油形成的条件。     

低温供暖系统中散热器与风机盘管的供暖效果

本文利用Airpak软件对北京地区煤改电中某农机站小型食堂进行室内热环境的数值模拟,对采用散热器和立式风机盘管两种不同散热末端的房间进行流场模拟,分析人员静坐状态下（1.2 m高度水平面）的温度场、速度场、预计平均热感觉指数（PMV）和预期不满意率（PPD）,通过流场模拟与实测结果的分析说明了在低温供暖系统中采用散热器和风机盘管两种不同的散热末端的特性以及对室内热环境的影响。结果表明,在同一个热源下,使用风机盘管进行供暖的房间在温度和PMV-PPD指数上优于散热器房间,人们的不满意度较小;使用散热器进行供暖的房间温度稳定性较好,适合需要连续供暖的房间;采用数值模拟得到的房间温度略低于实测温度,在一定程度上可以为北京地区煤改电中低温供暖系统合理选择散热末端提供参考。     

解体运输式特高压变压器潜油泵故障分析

1 000 kV晋中站1#主变是世界首台解体运输式特高压变压器,在系统调试期间变压器本体产生乙炔且不断增大,初期认为油箱上下节打火引起放电,但结合潜油泵启停情况以及备用相试运行分析,判断为潜油泵故障。为此,通过搭设试验平台,进一步验证了14 m扬程潜油泵是引起乙炔增加的主要原因,而同样条件下,11 m扬程潜油泵未产生乙炔。最后,对11 m和14 m扬程的潜油泵进行变压器温升计算,发现二者均能满足要求,建议采用11 m扬程潜油泵进行技术改造。     

含水介质中石油类含量测定的改进技术

通过引入油烘干损失系数λ,推导并建立含水介质中石油类含量的新计算公式,并据此对传统测量方法进行改进。结果表明,改进后的测定方法可准确测定石油污染含水介质的干固体质量和石油含量;λ值因石油的种类、含水介质的类型而异,柴油在粗砂中的烘干损失系数约为0.66,测量误差仅约为0.4%,远低于现有方法测量误差,且不受石油挥发性和含量的影响。     

热解温度条件下溶剂萃取煤技术及应用

介绍了热解温度条件下溶剂萃取煤技术的研究进展状况。在热解温度条件下,使用溶剂对煤进行萃取,可以获得无灰的精制煤。获得的精制煤热性质有很大程度改善,可作为炼焦配煤添加剂、高性能炭材料的原料、煤液化、煤气化及无灰水煤浆的优质原料。     

各向同性煤沥青制备炭/石墨纤维的研究

以各向同性煤沥青为原料,采用熔融纺丝工艺制备了直径为55μm的沥青纤维,经预氧化、炭化和石墨化处理后得到炭纤维和石墨纤维,并采用偏光显微镜、XRD和SEM等对其形貌、结构和性能进行表征。结果表明,炭/石墨纤维具有与沥青原料相似的各向同性光学结构;随热处理温度升高,炭/石墨纤维截面逐渐变粗糙,且内部石墨微晶逐步发育并长大,3 000℃下石墨化纤维微晶增大较明显,其堆积高度和平面尺寸分别约为5nm和11nm;1 600℃炭化纤维的力学性能较好,其拉伸强度和杨氏模量分别达到0.57GPa和32.19GPa,进一步提高热处理温度,纤维拉伸强度逐步降低,但是其杨氏模量逐渐增加,3 000℃石墨化纤维的拉伸强度和杨氏模量分别为0.26GPa和40.57GPa;炭/石墨纤维室温轴向电阻率随热处理温度的升高而降低,1 000℃炭化纤维室温轴向电阻率为47.78μΩ.m,3 000℃石墨化纤维室温轴向电阻率降至21.98μΩ.m。     

大断面全煤巷高冒区自燃过程的三维数值模拟

通过对大断面全煤巷道高冒区特点和影响煤炭自燃因素的分析,根据多孔介质流体动力学、传热和传质理论,建立了高冒区松散煤体自然发火过程三维数学模型。以枣泉煤矿11201面巷道高冒区为例,利用Fluent软件进行了数值模拟,得到了遗煤不同时间各位置的温度场和氧浓度场分布,分析了高冒区自然发火的过程及高温区域的移动规律,明确了高冒区松散煤体的中下部区域为最易自然发火区,是现场防治高冒区自然发火的重点区域。现场实测数据验证了数值模拟结果的合理性。     

地质动力区划方法在预测煤与瓦斯突出情况的应用

我国是产煤大国,煤炭作为战略资源在我国经济发展与社会发展中占有极为重要的作用,随着社会的不断进步,煤炭开采规模不断扩大,开采技术和开采深度不断发展,使得我国煤与瓦斯突出事故日益严峻。这些问题不但给国家和人民造成了严重的经济损失,同时也严重威胁着每一位煤矿员工的生命。因此煤与瓦斯突出预测与预防就显得尤为重要。本文通过对煤与瓦斯突出形成的原因,从而了解地质动力区划方法在预测煤与瓦斯突出情况的具体应用。