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《煤田地质与勘探》2020年高影响力文章

来源：煤田地质与勘探

经统计分析，编辑部整理出2020年刊发的高影响力文章，欢迎大家查看、下载、引用！

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煤田地质与勘探

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  • 地热井固井材料导热性能影响因素

    作者(Author)： 张浩, 徐拴海, 杨雨, 韩永亮, 张卫东, 李永强

    摘要：固井材料导热性能是影响地热井取热效果的因素之一。为提升地热井固井材料导热系数，采用正交试验，借助层次分析–指标重复性相关(AHP-CRITIC)混合加权法和极差分析，进行固井材料导热性能研究。结果表明：添加天然鳞片石墨、铁粉和石英砂均可提高固井材料导热系数，其中石墨对导热系数的提升作用最为显著，铁粉次之，石英砂最小；石墨掺量和水固比分别是影响固井材料综合性能的主次要因素；随着石墨掺量递增，其导热系数递增、48 h抗压强度和流动度均递减；得出高导热固井材料的优选配合比为：水固比值0.44，石墨、铁粉和石英砂掺量分别占水泥质量的7.5%、3%、2%，其导热系数可达1.87W/(m·K)，较常规固井材料提高约70%。研究成果可为地热能高效开发利用提供参考。
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    煤田地质与勘探
    2020年第02期
    471
    161
  • 我国煤系石墨研究及资源开发利用前景

    作者(Author)： 曹代勇, 王路, 刘志飞, 丁正云, 李阳, 束振宇

    摘要：煤系石墨属于特殊的非典型晶质矿物，多为隐晶质石墨，既是石墨矿产的重要组成部分，也是煤系综合矿产的一种。煤系石墨与煤层为同层异矿，煤向石墨演化的实质在元素组成上表现为富碳、去氢和脱氧，在分子结构上表现为有序化增强和石墨晶体结构的逐渐形成。煤岩组分、岩浆热和地质构造等均对煤成石墨化作用具有重要的影响，在多因素综合作用下，煤系石墨成矿常表现出差异石墨化特征。从煤系石墨成矿机理入手，提出了以化学组成参数为基础指标，以结构参数为精确指标的煤系石墨鉴别指标体系；从资源评价需求出发，将不同演化程度的煤系石墨划分为Ⅰ级(石墨)、Ⅱ级(半石墨)和Ⅲ级(石墨化无烟煤)等3类。煤系石墨的形成与岩浆活动和挤压性构造环境密切相关，受区域性构造–岩浆带控制，煤系石墨分布具有方向性、递变性、集中成带的特点，成矿区带呈现出“一纵三横”的分布特点，划分为滨太平洋成矿域、南岭成矿域、秦岭–大别山成矿域和阴山–燕山成矿域和9个成矿带。分析了我国煤系石墨资源现状，指出由于我国煤炭资源丰富和赋煤区构造–热叠加作用显著，煤系石墨资源潜力巨大。煤系石墨开发利用对于增强石墨矿产的战略保障能力、促进煤系矿产资源合理开发利用和推动煤炭企业转型升级等均具有重要意义。分析了当前煤系石墨矿产资源开发利用方面存在的问题，提出了相应的政策建议。
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    煤田地质与勘探
    2020年第01期
    1502
    3761
  • 扎鲁特地区无烟煤分子结构特征和模型构建

    作者(Author)： 张帅, 马汝嘉, 刘路, 张浩, 刘钦甫

    摘要：为了构建内蒙古扎鲁特地区无烟煤的分子结构模型，采用工业分析、元素分析、核磁共振碳谱、高分辨率透射电镜和X射线光电子能谱等测试方法对该地区无烟煤的分子结构进行研究。结果表明无烟煤分子结构中以芳香碳为主，脂肪碳以短烷基侧链和环烷烃为主。煤分子结构中氧原子主要以酚羟基和醚氧基的形式存在，氮原子主要以吡咯型氮和吡啶型氮的形式存在，硫原子主要的赋存形态是硫醇硫酚。结合由核磁共振碳谱测得的煤结构参数和由高分辨率透射电镜测得的芳香环尺寸和含量，构建了无烟煤大分子平均结构模型。对构建的模型进行了结构优化与能量分析，发现煤分子结构的芳香片层趋于平行排列，非键结势能中的范德华力是保持煤结构稳定的主要因素。本研究为采用分子动力学模拟从分子尺度研究扎鲁特地区无烟煤在石墨化过程中，其芳香碳层的拼叠过程及其反应路径提供了模型基础。
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    煤田地质与勘探
    2020年第01期
    569
    3071
  • 套管式地埋管换热器热短路及换热性能

    作者(Author)： 李永强, 徐拴海, 张卫东, 孙玉亮, 韩永亮, 张浩, 黄健丰

    摘要：套管式地埋管换热器是深层地源热泵系统常用的换热装置。基于流体流动换热方程，建立套管式地埋管换热器与周围岩体之间的传热模型。以第一个供暖季为例，分析内管导热系数和循环水流量对换热性能的影响，并引入换热器效能对热短路现象进行评估，研究结果显示：内管导热系数越大，热短路现象越显著；热短路使内外管中循环水温差降低，管内出现热堆积，导致换热器换热功率降低；套管式地埋管换热器的换热功率随循环水流量的增大逐渐增大；内外管之间存在热短路时，出口水温随循环水流量的增大先升高后降低，随着流量增大，换热器效能增大。研究成果可为深层地源热泵系统中地埋管换热器的设计提供借鉴。
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    煤田地质与勘探
    2020年第01期
    622
    205
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