不同地应力条件下平行钻孔抽采瓦斯运移特性实验分析

利用自主研发的"多场耦合煤层气开采物理模拟实验系统",开展了不同地应力水平下平行钻孔瓦斯抽采的物理模拟实验,研究结果表明：1）平行钻孔瓦斯抽采中,抽采前期压降曲线斜率大,中、后期压降曲线斜率相对较小,并且相邻抽采管之间瓦斯解吸速率较边界抽采管快,任意时刻平行或垂直抽采管方向气压变化值均关于抽采管对称,离抽采管抽采段越近,瓦斯解吸速率越快,瓦斯解吸速率与距离抽采管连接段远近无关;2）瓦斯抽采中,随着地应力增加,瓦斯解吸速率减缓,压降漏斗收缩变小,瓦斯有效解吸面积变小,且地应力对消除突出危险区域出现时间影响差异不明显,但随着地应力增加,消突范围渐缩小;3）瓦斯抽采中,瞬时流量随时间演化可分为急速升高、快速衰减和极限抽采三个阶段,并且随着地应力增加,瞬时流量峰值减小,瞬时流量衰减速率减缓,瓦斯累积流量降低,累积流量增长速率减缓,抽采效率降低。     

职业环境中肼的毛细管气相色谱分析

用过量的糠醛衍生转化肼,用质谱对肼的糠醛衍生晶体进行结构定性,对肼糠醛衍生物的晶体、溶剂及肼糠醛衍生物的提取液进行毛细管气相色谱对比分析,获得可靠的定性定量分析信息,优化衍生、萃取和色谱分析等条件,用标准曲线、精密度和准确度试验进行方法评价。实验表明,在糠醛过量的条件下,肼完全转化为2糠醛嗪,保留时间为6.20 min,方法检出下限为0.007 8mg/L,相对标准偏差2.5%,加标回收率98%～100%。方法的色谱峰形对称、准确、灵敏度高、选择性好,为不同实验室仪器及色谱柱条件下分析检测肼提供了一种快速、准确的条件探索程序。     

气爆荷载下弯曲构件动力响应数值计算

针对建筑结构内部气体爆炸荷载升压时间长、峰值压力小、压力峰值较多的特点,以等效单自由度方法为基础,通过将荷载、抗力矩阵化准确描述加载过程与结构动力特性,推导得到了气爆荷载下结构动力响应的数值计算方法,并与实验数据对比验证其准确性.研究发现:与实际气爆荷载相比,简化荷载因为忽略了荷载变化速率的影响使得计算的结构振动位移要小于实际情况,而阻尼的存在可以减少这种计算误差.相同峰值的荷载作用时间越长,对结构产生的变形能越大,结构的最大振幅与残余变形越大.初始速度与初始位移均会增加结构的振动挠度与残余变形,初始速度相当于结构额外受到了冲量荷载,而初始位移则相当于结构承受了外部静载.      

潘三煤矿11-2煤穿层钻孔的优化布置

穿层钻孔的布置方式是影响瓦斯抽采效果的重要因素之一。为研究潘三煤矿11-2煤穿层钻孔布置方式对瓦斯抽采的影响,笔者以该矿2121(1)运顺瓦斯综合治理巷为工程研究对象,分析10×5,8×6和7×7穿层钻孔布置方式对瓦斯抽采的影响。基于对煤层瓦斯的一系列假设建立了煤层瓦斯气固耦合模型,利用有限容积和牛顿迭代法对3种钻孔布置方式的瓦斯抽采过程进行数值模拟,并对这3种钻孔布置方式的钻孔施工工程量和单孔平均抽采瓦斯纯量进行了现场试验考察。结果表明:采用7×7与8×6布孔方式在相同抽采时间下留有空白带面积明显小于10×5,而且它们在消除空白带所需的时间上也少于10×5,由此看出10×5布孔方式最不利于消突;8×6钻孔布置所需钻孔施工工程量最少,而7×7钻孔工程量最多;7×7布孔方式的单孔平均抽采瓦斯纯量略高于8×6,而10×5布孔方式单孔平均抽采瓦斯纯量最低。结合数值模拟和现场试验结果得出,采用8×6钻孔布置方式最优。该研究结果对煤矿井下穿层钻孔设计具有一定的指导作用。     

有毒重气泄漏事故的应急资源调度

针对有毒重气泄漏事故具有发生的突然性、危害的严重性等特点。建立了以应急加权总时间、应急总成本最小化为目标的多需求点、多供应点、多物资类型的优化调度模型。为了增强模型的实用性,增加了对车辆载重及最优路径选择的考虑。利用改进了的Dijkstra算法,将其作为多目标粒子群算法(MOPSO)的子算法对模型进行求解。针对MOPSO算法易陷入局部最优解的缺点,对惯性权重的更新方式进行了设计,增强了算法的全局搜索能力,同时在对粒子进行选择操作时借鉴了自适应网格法的思想,丰富了粒子群的多样性。最后,通过一个仿真实验验证了所提模型及算法的有效性。     

基于产业关联度和聚类分析的中国油气资源城市分类研究

油气资源城市是资源型城市中的重要门类之一。已有关于油气资源城市的分类研究中,绝大多数是根据目标城市的油气资源所处的开发阶段及剩余可采储量情况来划分此类城市的类别,在实际运用中难以体现油气资源城市的产业位置。本文尝试运用产业关联度分析和凝聚型层次聚类分析,将国内油气资源城市的产业划分为油气开采业、油气化工产业、油气关联产业、油气无关产业等4 大类产业,并据此将国内16 座油气资源城市划分为油气生产型、油气化工型、油气关联型和去油气资源化4 种类型。结果显示,两类分类方法得到几乎相同的结果,优于传统的分类方法。     

金坛盐穴储气库腔体偏溶特征分析

国内可用于盐穴储气库建设的盐矿以层状盐岩为主,造腔过程中普遍存在腔体偏溶现象,研究其特征及成因对国内以后盐穴储气库的建设具有一定的借鉴作用。以国内第一个盐穴储气库金坛储气库为研究对象,基于声呐测腔数据,提出了以偏溶系数,即腔体最大半径与同一平面最小半径的比值,来定量表征腔体的偏溶程度,最大半径方向即为腔体偏溶方向。统计结果表明,金坛储气库腔体偏溶系数1.13~11.88,偏溶方向以北东南西向为主。结合夹层、可造腔盐层厚度和地应力数据,分析了腔体偏溶发生的原因,认为造腔过程中夹层的不均匀垮塌可促使腔体发生偏溶;可造腔盐层厚度越大,腔体发生偏溶的可能性就越大,偏溶程度就越严重;地应力方向对腔体的偏溶方向具有重要影响。     

中美页岩气开采压裂返排液处置政策分析及启示

页岩气压裂返排液因含化学添加剂、受地层水和岩屑影响而具有成分复杂、处理难的特点。通过比较中、美两国页岩气开发水环境保护和压裂返排液管理的相关政策及法律法规,认为中国在页岩气开发环境监管方面存在以下不足：页岩气开发环境监管统一协调机构尚未形成;页岩气开发相关环保法规和标准规范尚不完善;与页岩气开发水环境保护相关的基础科学研究薄弱。鉴于此,建议中国健全页岩气开采相关法规和标准体系,开展全过程的环境监管;加强基础科学研究,完善技术和管理体系。     

酿酒酵母多物混合发酵对咖啡豆风味品质的影响

中国咖啡主产于云南,云南咖啡在花果风味及甜香风味方面有所欠缺,发酵是影响咖啡风味品质的重要因素之一。利用酿酒酵母在低温厌氧条件下发酵咖啡鲜果,添加香草、肉桂、热带水果、蜂蜜等原料为基底共同发酵,最终对发酵咖啡豆进行理化、香气成分分析及主观评价,探究发酵对咖啡品质的影响。结果表明:添加香草、肉桂、苹果、甜橙、香蕉、蜂蜜发酵的咖啡与无添加的对照组咖啡相比,灰分和脂肪含量无差异(P＞0.05),可溶性蛋白质含量显著提高(P＜0.05),底物的添加对最终咖啡豆中多糖、还原糖、总蛋白质、多酚有不同程度的影响,无明显规律。采用气相离子迁移色谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry, GC-IMS)对发酵咖啡生豆挥发性成分进行分析,共定性出36种化合物,9种酯、6种酮、8种醛、6种醇、5种烯萜、1种呋喃、1种酸类,其中酮、醛、醇、酯类共占挥发性成分的60%以上。结合感观评价结果,香草、肉桂、热带水果与咖啡发酵可赋予咖啡水果香气,提升咖啡花果香特质,其中香料组、甜橙组达精品咖啡标准,香蕉组香气较为突出,蜂蜜组在香气方面未有突出特点,且酸度过高对甜度提升不足。研究为进一步改善云南咖啡花果甜香特质,提升咖啡风味提供一定理论依据和数据支持。     

基于系统论事故分析模型的油气智慧管道系统信息物理风险辨识

为了辨识油气智慧管道系统中存在的信息安全风险,本文通过基于系统论事故分析模型(systems-theoretic accident modeling and process)的方法,对油气智慧管道系统的信息物理安全进行全面评估与分析。首先,系统综合分析了油气智慧管道涉及的设备、设施、工艺、元件,评估其安全性。其次,通过建立STAMP模型,深入分析了各层级、元件之间的反馈信息与控制动作,形成了明确的控制反馈回路,突显了元件之间的关联与控制关系。在此基础上,系统辨识出了潜在的信息风险因素,推导并构建了可能发生的系统失效场景。以天然气输气首站油气智慧管道系统为例,研究验证了基于STAMP模型的可行性和有效性。结果显示,该方法不仅直观地描述了元件之间的关联与控制关系,而且从物理层功能安全的角度全面考虑了信息风险,特别凸显了控制元件PCS(process control systems)及易受攻击的操作员站。与传统方法相比,本研究所提出的方法将信息物理安全风险因素的识别率提升至80%以上,提高了40%以上,有助于避免不必要的安全措施冗余设计,提高了安全风险管控的准确性。