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主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

国家自然科学基金青年科学基金成果

来源:《煤炭科学技术》2018年第7期

青年科技人才是实现煤炭工业创新驱动发展的根基和保障。为助力煤炭行业青年科技人才队伍的建设与未来科技领军人才的培养,充分发挥期刊在煤炭科技创新体系建设中的桥梁和平台作用,《煤炭科学技术》历来重视对青年人才科技成果的宣传和报道,为青年人才提供了展示自我、分享成果的交流平台。近年来,编辑部组织成立了“青年专家学术委员会”,开设了“煤炭行业青年科学家学术专栏”,“煤炭行业青年人才科技成果专栏”、“青年博士学术专栏”等,使期刊成为培养青年科技创新人才的重要园地。国家自然科学基金青年科学基金项目(以下简称青年科学基金项目)是国家自然科学基金人才项目系列的重要类型,目的是培养青年科学技术人员独立主持科研项目,进行创新研究的能力,激励青年科学技术人员的创新思维,培育基础研究后继人才。为更好地反映煤炭领域青年科学基金项目的代表性成果, 促进科技成果转化,推动科学知识的共享和传播,更好地发挥期刊在人才发现与培养方面的作用,《煤炭科学技术》于2018年第7期策划出版了“国家自然科学基金青年科学基金成果专栏”。经过严格的审稿,共择优刊登优秀论文25篇。衷心感谢各位青年科学基金负责人及团队为本专栏撰稿,特别感谢相关审稿专家在百忙之中给予论文评议和审查!

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其他

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114位

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25篇

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  • 作者(Author): 赵鹏翔, 卓日升, 李树刚, 林海飞, 刘超, 双海清

    摘要:为了研究综采工作面卸压瓦斯覆岩裂隙优势通道的演化规律,以采动裂隙椭抛带理论为基础,工作面推进速度为关键参数,构建采动卸压瓦斯优势通道数学模型,并针对山西和顺某高瓦斯矿井主采工作面,开展综采工作面在不同推进速度条件下的卸压瓦斯覆岩裂隙优势通道演化规律物理相似模拟试验。研究结果表明:加快推进速度,三带高度降低,平均来压步距增大,优势通道在上覆岩层的空间位置也随之降低,优势通道发育的高度、宽度、垮落角和范围随着推进速度加快而减小。随着推进速度的加快,优势通道离层率和贯通度逐渐变小。随着工作面的推进,优势通道的分形维数由小到大对应的推进速度依次为7、5、3 m/d,呈现出降维的趋势。在现场高位钻孔试验中,对工作面推进速度不同时的高位钻孔参数进行优化调整,得到高位钻场抽采瓦斯占绝对瓦斯涌出总量的49.94%~89.88%,并且使得上隅角及回风巷平均瓦斯体积分数维持在0.27%以下及0.32%以下,从而保证工作面安全高效的回采。研究结果可为不同推进速度下采动覆岩卸压瓦斯富集区的识别提供一定的理论基础。
  • 作者(Author): 高天明, 张艳

    摘要:为清洁、高效、合理地利用煤炭资源,基于煤炭消费结构及其污染物排放情况,比较了煤炭不同利用方式主要大气污染物排放系数。结果表明:生活终端和工业窑炉的排放系数显著地高于火电和煤化工行业。通过研究不同煤炭利用环节转换能效和终端利用能效,比较了包含污染成本在内的同一利用终端不同利用路径终端累计能效,提出了不同终端煤炭利用的最优路径。炊事、照明、工业驱动和交通领域优先选用煤直接发电路径;供暖终端应优选煤电-空气源热泵路线;煤制油气在交通领域的终端能效低于煤发电驱动电动汽车路线,煤化工的发展应优先发展煤制化学品路线。最后根据不同终端优先煤炭利用选择路径,提出了急需发展煤炭清洁高效利用各中间环节技术,以期达到优化煤炭利用结构,提高煤炭利用效率,减少污染物排放的目的。
  • 作者(Author): 辛林, 程卫民, 谢军, 刘震, 胡相明

    摘要:为了研究煤炭地下气化覆岩在热固耦合条件下温度、应力以及塑性区分布演化规律,采用COMSOL软件在单向加热和轴向约束条件下对岩石进行了热固耦合数值模拟,得到了温度场、应力场、位移场以及体积应变和塑性区分布规律。结果表明:轴向不同位置温度随时间呈非线性增加,沿岩石高度方向温度梯度较大,且随时间呈降低趋势;主应力主要分布于岩石轴向下端面及附近圆周区,塑性区主要分布于试件下部1/6高度范围,存在扁平状孤岛塑性区;下端面圆周区出现应力拉伸,径向应变最大,模拟结果有助于从热固耦合的角度研究砂岩石的热损伤破裂特性。
  • 作者(Author): 夏文成, 李懿江, 彭耀丽, 谢广元

    摘要:针对常规浮选药剂(如柴油、煤油等)难以实现难浮煤泥的高效浮选回收问题,以难浮炼焦煤泥为研究对象,基于炭黑颗粒的超疏水特性,将炭黑颗粒与正十二烷按1 g∶150 m L的比例混合配制成炭黑-正十二烷新型捕收剂,对比分析正十二烷和新型捕收剂对炼焦煤泥的浮选效果。采用X射线光电子能谱(XPS)和接触角测定仪对炭黑颗粒的表面疏水性进行测定,采用扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)分别对2种捕收剂作用前后煤表面颗粒形貌和元素进行表征。结果表明:炭黑颗粒主要含碳,表面官能团以C—C和CC为主,接触角达136°,极其疏水;新型捕收剂作用后的煤表面吸附有较多的纳微颗粒,且其表面碳元素含量显著高于正十二烷作用后的煤表面,表明炭黑颗粒可吸附于煤表面。炭黑-正十二烷的混合物作为捕收剂,不但增加了煤表面的疏水性,且炭黑颗粒吸附于煤表面可以增加煤表面的固体凸起点,从而在气泡-煤粒粘附过程中加速水化膜的破裂,促进煤粒-气泡粘附效率,提高难浮煤的浮选回收效果。
  • 作者(Author): 张亚平, 张拴伟, 王建国, 贺德佳

    摘要:为了快速导出爆炸热量来抑制爆炸波的热破坏作用,最大限度降低爆炸时火焰和压力波耦合作用危害,提出一种新型热管泡沫复合抑爆结构。基于实例计算及数值模拟方法分析了泡沫金属及热管复合结构用于阻火器抑爆的效果。计算结果表明,内置泡沫铁镍金属可使爆炸温度降低率达8.9%,内置复合热管通过相变形式可以快速导出1.71×1012J能量。建立了该热管泡沫复合结构的数学模型,发现新型热管泡沫复合结构在0.095 s内可使火焰温度衰减至1 600 K,从而热管泡沫复合结构可以使得火焰压力波得到有效衰减。对比了管道内CH4和CO2浓度分布情况,表明热管泡沫复合结构管道轴线处CH4体积分数能够控制在4.5%左右,从而证实了该热管泡沫复合结构用于抑制爆炸的可行性。
  • 作者(Author): 李润之, 王磊, 姚三巧, 孙磊, 李娟, 董新文

    摘要:针对煤矿井下瓦斯爆炸事故容易造成大量的人员伤亡的问题,采用大型巷道试验系统,研究了100 m3的瓦斯空气混合气体发生爆炸后对不同传播距离内SD大鼠的损伤效应。通过研究得出:瓦斯爆炸产生的爆炸冲击伤害是造成动物死亡的主要原因,即使远在240 m处,SD大鼠也会由于爆炸冲击而出现死亡。井下100 m3瓦斯爆炸过程中,爆炸火焰波及到了40 m的范围,安装在40 m处笼子内的SD大鼠除了受到爆炸冲击伤害外,还受到了高温灼伤的伤害。研究结论可为煤矿井下瓦斯爆炸事故的应急救援和抢救提供理论依据。
  • 作者(Author): 赵丹, 齐昊, 潘竞涛, 王冬雪

    摘要:为研究不同工业分析指标对爆炸性火焰长度的影响,选用不同特质的煤样,利用全自动工业分析成分测试仪和煤尘爆炸性火焰长度测试仪器对这些煤样的水分、灰分、挥发分和爆炸性火焰长度进行测定,分析各个工业分析指标对爆炸性火焰长度的影响作用,并基于试验数据通过支持向量机建立分类预测模型预测爆炸危险等级,结果表明:煤尘粒径在一定范围内,挥发分的含量的增加、水分和灰分含量的降低均可以促进煤尘爆炸性火焰长度的增长;当粒径大到一定程度时,煤尘爆炸性火焰长度不再受工业指标的影响。分类预测模型预测结果的正确率为95.83%,可利用此方法对爆炸危险等级进行预测,有助于煤尘爆炸危险性的评估。
  • 作者(Author): 魏春荣, 张倍瑞, 孙建华, 姜天文, 石茜

    摘要:泡沫铁镍金属具有阻隔瓦斯爆炸作用,为研究煤矿井下障碍物对泡沫铁镍金属阻抑瓦斯爆炸效果的影响,利用瓦斯煤尘爆炸系统,对阻塞率15%、25%、40%,1层、3层、5层障碍物进行阻抑对比试验。试验结果表明:在放置障碍物后,泡沫铁镍金属在管道内对瓦斯爆炸超压、火焰速度阻抑作用降低;对瓦斯爆炸超压阻抑作用降低更明显,在放置5层、阻塞率25%障碍物和5层、阻塞率40%障碍物时,泡沫铁镍金属失去在管道内对瓦斯爆炸超压阻抑作用。障碍物阻塞率和层数是影响泡沫铁镍金属阻抑瓦斯爆炸效果的2个因素,定义了阻塞率和层数的乘积为障碍物影响极限,得到当障碍物影响极限值达到125%及以上时,泡沫铁镍金属失去在管道内对瓦斯爆炸超压阻抑作用。

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