碳新篇：女性科学家的能源探索专辑_中国煤炭行业知识服务平台

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碳新篇：女性科学家的能源探索专辑

来源：中国煤炭行业知识服务平台

近些年，“她力量”已撑起科研“半边天”，在煤炭领域做出卓越贡献的女性科学家们，她们的力量为学术领域的海洋激起的不平凡的浪花，于期刊发展的道路上也在贡献自己的力量。

煤炭行业知识服务平台聚焦煤炭行业中的女性科学家，盘点2022—2025年部分女科学家的论文。

行业视野: 其他
类别; 1123个
关键词; 878位
专家; 267篇
论文; 81315IP
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二维TiO2−Al2O3载体的制备及其在加氢脱氮中的应用

作者(Author)：闵冰竹, 张萌, 王兴宝, 李文英

摘要：将我国高产量的煤焦油加工利用可以缓解能源紧张问题,煤焦油加氢脱氮是煤焦油清洁高效利用的重要手段,而此过程的关键在于高性能加氢脱氮催化剂的制备。针对普通的Al2O3易与负载的活性金属存在强相互作用而影响加氢性能的问题,基于二维载体特殊的表面性能和层状结构,以氧化石墨烯为结构导向剂,TiO2为改性剂,对Al2O3进行改性,制备了一种新型片层TiO2−Al2O3复合载体材料。并采用共浸渍法在其上负载活性金属,制备了系列NiMoS/TiO2−Al2O3催化剂。试验通过制备不同维数的载体材料,探究了载体的结构对相应NiMoS催化剂加氢脱氮催化活性的影响。结果表明,反应温度350℃,反应釜中压力3MPa,反应4h时,相比于三维负载型催化剂,二维负载型NiMoS/TiO2−Al2O3催化剂能够使喹啉的转化率由94.2%提升至99.4%,脱氮率由0.6%提升至74.8%,其中丙基环己烷和丙苯的收率分别为58.4%和13.4%,说明二维负载型NiMoS/TiO2−Al2O3催化剂具有较好的加氢脱氮性能。进一步分析载体及改性后催化剂的几何结构发现,二维TiO2−Al2O3载体存在多孔的片层结构,Lewis酸比例高,有利于1,2,3,4-四氢喹啉的进一步加氢和十氢喹啉的开环,从而生成脱氮产物丙基环己烷。NiMoS催化剂的比表面积大,MoS2在载体表面的分散度高,团簇颗粒小,金属−载体间相互作用较弱,易被还原硫化生成更多的NiMoS活性相,因而具备了更优的催化加氢脱氮性能。

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洁净煤技术

2025年第02期

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深部煤层气勘探开发关键实验技术及发展方向

作者(Author)：闫霞, 徐凤银, 熊先钺, 王峰, 李春虎, 张纪远, 徐博瑞, 成前辉, 胡雄, 朱学光, 梁为, 袁朴, 冯延青, 魏振吉

摘要：目的深部煤层气开发具有见气快、单井产量高、资源分布连续稳定等优势，成为天然气增储上产的重要方向，但其勘探开发技术仍面临诸多难题，深部煤层气地质储层特征与工程评价、气水赋存特征与开发机理、生产制度制定和提高采收率方法等方面的关键实验技术研究薄弱。进展总结针对深部煤层和煤层气特点，提出了深部煤层在大尺寸煤样采集、高温高压高应力原位条件、亚纳米−纳米级微孔高精度表征与解吸、含气量准确测定4大方面的挑战，系统分析了深部煤多尺度孔裂隙表征、吸附性和含气性评价、煤岩力学特征及裂缝扩展规律、压后流体赋存−产出开发动态规律等实验技术进展与难点。展望针对性提出深部煤层气开发及煤炭原位转化实验的7个发展方向：(1) 适用于特低孔、特低渗深部煤层小于2 nm微孔结构的清晰直接观测技术、“微孔大量发育−介孔少−宏孔多”的全孔径多尺度拼接技术及孔裂隙连通结构评价技术；(2) 考虑高温高压原位环境下深部煤层润湿性、压裂液侵入、高矿化度影响的原煤等温吸附测试技术；(3) 具有高保压率和高保温率、气量可位置追溯的密闭取心装置和原位保压取心技术；(4) 高温、高压等多场耦合作用下，基于“纳米科学”的深部煤层微孔气水赋存评价技术和“纳米−微米−毫米”多尺度解吸−扩散−渗流实验技术；(5) 适用于深部煤层高应力、低弹性模量、高泊松比特点的原位条件多功能力学实验设备研制及测试技术；(6) 适用于提高深部煤层气采收率的储层赋能(微波、激光、电热)、激励增渗改造(电磁脉冲、脉冲超声波、可控冲击波)、注CO2驱替、超临界CO2机械脉动联合等实验技术；(7) 适用于深部煤炭原位转化/利用的热解、煤炭地下气化、地热利用、CO2地质封存等实验技术。分析认为，深部煤层气勘探开发的客观需求亟需建立相关实验技术的操作流程标准与规范，以期实现“绿色环保、增渗、促解吸、CO2封存”多重功效，为深部煤层气和深部煤炭的高效开发利用提供重要支持，助力实现“双碳”目标。

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煤田地质与勘探

2025年第01期

46

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矿区复垦地接菌驱动植物−土壤系统中光合碳分配与稳定机制

作者(Author)：毕银丽, 张可, 肖礼, 王董董

摘要：接种丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF)与植被恢复联合已成为矿区沉陷地生态修复关键复垦技术，探究菌根修复多年后矿区植物光合碳在植物−土壤系统中的积累与分配现状及稳定机制，对于深入明晰矿区菌根复垦后植物−土壤碳固定流动过程、实现矿区固碳增汇具有重要意义。为此，在大柳塔菌根修复试验示范区紫穗槐样地的接菌区与对照区，设计原位13C同位素脉冲标记试验，结合碳同位素及代谢组学的方法，研究长期菌根复垦下矿区光合碳在植物−土壤系统中的分配及稳定策略。结果表明：叶片光合固碳后沿叶—茎—根—土的路径向下运移，长期菌根修复能增加光合碳在矿区植物−土壤系统中的积累量，标记接菌区平均光合碳富集总量是标记对照区的1.3倍；接菌提高光合碳向地下部(植物根系及土壤)的分配比例，标记接菌区地下部分配比例及平均富集量比标记对照区多13.4%，299.3%。光合碳13C进入土壤后，更多地以矿物结合态有机碳(MAOC)形式存在，其中光合碳13C在MAOC中的平均富集量标记接菌区比标记对照区多分配了246.8%，标记接菌区13C-MBC净富集量是标记对照区的4.5倍，维持了土壤碳库的稳定，同时菌根提高土壤有机碳转化的能力，有利于光合碳在土壤中的固存。结合代谢组学的结果发现，AMF菌丝网络通过调节脂质和类脂分子、有机杂环化合物、有机氧化物、苯丙烷和聚酮类等相关化合物的代谢，影响了酪氨酸代谢、糖解与糖代谢合成、氨基糖和核苷酸糖等碳代谢途径，最终实现土壤中光合碳13C的富集以及有机碳库的稳定。综上，微生物菌根复垦既可以促进土壤有机碳库积累，又可以调控有机碳库的转化与稳定，是矿区土壤实现固碳增汇的优选方法之一。

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煤炭学报

2025年第01期

111

0
采动覆岩破断影响下裂隙诱发机制及三维空间特征

作者(Author)：梁冰, 邢景超, 孙维吉, 房胜杰

摘要：为掌握厚煤层开采覆岩破断及裂隙演化规律，以高河能源E2306工作面为背景，搭建了三维物理相似模拟试验平台，采用分布式光纤感测技术、钻孔窥视监测等相结合的方法，明晰了覆岩破断来压规律与裂隙分布特征。结合薄板弯曲理论，建立采场覆岩结构力学模型，揭示了采动覆岩破断影响下覆岩裂隙诱发机制，推演了采动裂隙区域发育形态。结果表明：工作面回采完毕，总计来压7次，垮落带、裂隙带发育高度分别为39、71 m。与该工作面现场结果一致，与理论计算数值吻合，符合该矿实际情况。处于垮落带高度内低位近场覆岩呈“对扇形”竖向破断，以“走向悬臂梁−倾向砌体梁”结构破断运动为主，纵向破断裂隙大量发育，横向水平剪切交错裂隙伴生。覆岩自下而上逐渐破断，处于裂隙带高度内高位远场覆岩呈横向破断，以“走向砌体梁－倾向砌体梁”结构破断运动为主，横向水平张拉离层大量发育。采空区边界区域内覆岩裂隙数量随工作面推进呈先增加后稳定的变化规律，走向裂隙数量变化呈抛物线型；采空区中部区域内覆岩裂隙数量随工作面推进呈先增加后减少的变化规律，走向裂隙数量变化呈马鞍型。覆岩破断来压后采空区中部持续承载受压，两侧岩层遭剪切破坏形成剪切下凹区与承载下凹区，区域范围随不同层位覆岩弯曲破断而扩大。采动裂隙区域发育形态由椭圆抛物带演变为两端下凹的椭圆抛物带形态，最终呈现为两端及顶部下凹的椭圆抛物带形态。

煤炭科学技术

2025年第01期

73
单轴压缩条件下含孔洞裂隙红砂岩力学行为及声发射特征分析

作者(Author)：黄冬梅, 卢欢欢, 潘鑫, 乔书昱, 王新照

摘要：为了研究含孔洞裂隙缺陷岩体的力学行为和声发射特征，利用PFC软件对不同裂隙倾角的红砂岩试件进行了单轴压缩数值模拟试验，分析了其破裂特征、应力应变全过程及声发射特征，初步探讨了岩样的损伤演化特性。研究结果表明：单裂隙岩样的峰值应力和弹性模量均随裂隙倾角的增大而增大；单裂隙、裂隙贯通孔洞、裂隙未贯通孔洞3种缺陷类型岩样的峰值应力和弹性模量均在裂隙倾角为0°时最小，倾角为90°时最大。单裂隙的岩样多为预制裂隙尖端发育的翼裂纹贯通破坏；裂隙未贯通孔洞的岩样，除裂隙倾角为90°外，其他倾角岩样的失稳破坏模式均沿倾角延展方向贯通。单裂隙岩样的裂隙倾角越大，产生明显声发射的应变范围越小；裂隙未贯通孔洞岩样发生声发射信号的时间更早于其他2种类型岩样，3种缺陷类型岩样均在裂隙倾角为90°时声发射累计振铃计数最高。

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矿业安全与环保

2024年第06期

77

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基于多元时间序列的煤矿粉尘浓度预测方法

作者(Author)：邓勤

摘要：为了提高矿井粉尘浓度预测精度，针对煤矿粉尘浓度数据的时序特征，提出了一种基于多元时间序列分析的煤矿粉尘浓度预测方法。采用变分模态分解(VMD)将粉尘浓度时序信号分解为趋势、周期和随机波动3个维度；分别利用灰色模型(GM(1, 1))、霍尔特-温特斯(Holt-Winters)三次指数平滑法及自回归移动平均(ARMA(p, q))模型对各维度进行预测，并将预测结果进行融合生成最终预测值。利用现有矿井监测数据对提出的粉尘浓度预测方法进行了验证。实验结果表明，基于多元时间序列的煤矿粉尘浓度预测方法的平均绝对误差(MAE)为0.009 4，均方误差(MSE)为0.000 1，均方根误差(RMSE)为0.010 4，最大相对误差为0.48%。将基于多元时间序列的煤矿粉尘浓度预测方法与经典单一或复合方法进行比较，其在MSE、RMSE及最大相对误差等关键指标方面均优于经典方法，验证了该方法的有效性。

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矿业安全与环保

2024年第06期

94

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基于灰色关联分析法的煤矿顶板事故研究及防治

作者(Author)：赵丽娟, 李迎, 吕文陵, 于振建, 王新贵, 郝海春, 杨本高, 高明忠, 池明波, 段宏飞

摘要：统计分析了2018—2022年顶板事故在全国煤矿事故中的占比、顶板事故的百万吨死亡率，以及不同事故等级、不同类型煤企、不同作业场所及作业时间的顶板事故发生情况，并对顶板事故的诱发因素进行分析。采用灰色关联分析法对顶板事故的诱发因素、发生的作业场所、发生的作业时间与顶板事故发生数量之间的关系进行分析，探究系统内部因素之间的强弱程度，揭示影响煤矿顶板事故发生的主要因素，并提出相应的防治对策。结果表明，2018—2022年，全国煤矿顶板事故得到了有效控制，但顶板事故在全国煤矿安全事故中占比仍然较大，呈多发趋势，特大事故也时有发生，民营企业煤矿顶板事故数量居高不下；采用灰色关联法分析得到违规作业是导致顶板事故发生的最主要因素，采掘工作面是顶板事故发生的最主要作业场所，20:00—22:00是顶板事故发生的最主要作业时间段。

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矿业安全与环保

2024年第06期

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太阳能驱动甲烷化学链重整制氢与甲醇合成的储能系统模拟

作者(Author)：王艳娟, 龙云飞, 辛宇, 蒋琼琼, 徐超, 曲万军, 洪慧

摘要：为了实现氢能的安全储存与运输,将氢气转化为液态甲醇成为氢气存储的重要方式。氢气与一氧化碳(CO)通过费托合成制取甲醇由于其优异性能而被广泛应用。传统制取氢气与CO的方法主要是甲烷湿重整和甲烷干重整,然而该方法需在高温(≥850℃)下进行,且能量消耗较大,通常依赖甲烷燃烧放热以满足反应条件。提出了一种太阳能驱动甲烷化学链重整制氢与甲醇合成的储能系统,选用氧化镍作为载氧体,反应温度可降至600℃,系统以太阳热能为驱动力,避免了燃烧甲烷,降低了能耗并减少了环境负担。同时,依据“温度对口、梯级利用”原则将甲烷化学链重整产生的高温烟气与燃气蒸汽联合循环耦合进行发电。能量、㶲和灵敏度分析结果表明:燃料反应器与空气反应器温度分别为600℃和1200℃、氧化镍与甲烷物质的量比为0.8、水与甲烷物质的量比为1.9时,系统的能量利用效率为62.82%,㶲效率为64.75%,甲醇产率可达69.73%。在此条件下,甲烷转化率为80.58%,相比传统甲烷重整法降低了250℃,且甲烷转化率显著提高。

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洁净煤技术

2024年第12期

429

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