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高碱煤纯烧的灰化学问题及高效燃烧研究进展

煤炭在我国的能源消费结构中占有至关主要的地位，新疆地区拥有丰富的煤炭资源储量，是我国重要的能源接续区和战略储备区。新疆地区的煤炭资源，特别是准东煤中碱金属和碱土金属(Alkali metals and Alkaline Earth Metals, AAEMs)含量普遍较高，属于典型高碱煤，可供长期使用。随着新疆地区煤炭资源的大规模开采和利用，高碱煤在燃烧过程中发生的结渣、沾污和腐蚀等问题严重限制了其大规模和高效利用。实现100%纯烧高碱煤是高碱煤利用的重要目标，但解决纯烧过程中涉及的灰问题是首要问题。基于现代多元、分时、动态分方法，利用CiteSpace软件获取近20 a来高碱煤研究领域的4401条文献，对文献结果进行文献聚类分析、关键词凸显分析和时间序列分析，对不同时期的研究热度峰值区间进行了系统分析。指出了该领域未来研究需要关注AAEMs的存在形式与迁移特性、低温共熔物形成机制、燃烧高效利用调控措施等方面。以典型高碱煤为基础，总结了其基本理化特性，重点剖析煤灰碱性组分对煤灰熔融温度的影响和AAEMs的存在形式。在此基础上，调研AAEMs和低温共熔物2个核心方面研究进展，探究AAEMs迁移特性与低温共熔物的生成机制，对煤炭清洁高效利用低碳具有重要意义。然后，将高碱煤燃烧高效利用调控措施归纳为降低AAEMs含量、增加酸性组分和反应器运行与结构优化三大类别，分析了利用措施对缓解高碱煤结渣沾污的原理与效果，并指出对应方法的问题和不足。此外，提出煤粉纯化−燃烧高效利用技术或许是解决高碱煤燃烧高效利用难题的有效手段。最后，双碳背景下对火电提出了灵活性改造需求，火电机组需要提高变负荷调节能力，以保证稳定的功率输出。指出了实现高碱煤燃烧高效利用调控建议和未来研究方向，需要结合地方多样化资源优势并系统地制定整体方案，在全流程精准控制结渣、沾污和腐蚀等难题，实现清洁高效低碳利用。

2024-11-22

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不同高径比煤样巴西劈裂声发射特征及能量演化机制研究

为探究不同高径比对圆盘煤样抗拉强度及能量演化机制的影响，对5组直径相同、高度不同的煤样进行巴西劈裂试验，并同步声发射监测系统及三维形貌扫描技术探究不同高径比煤样的抗拉特性、声发射特征、破断模式及断面形貌特征。结果表明：随着煤样高径比的增加，煤样抗拉强度呈现逐渐减小的趋势，当高径比在0.4∶1至1∶1范围内时，高径比为0.4∶1的煤样抗拉强度最大。圆盘煤样宏观破坏模式逐渐由拉−剪混合裂纹主导的多裂纹复杂破断模式转变为单一断面拉伸裂纹破坏。累积声发射能量逐渐增大，且累积能量曲线的聚丛现象较为显著，呈阶梯式上升趋势。较低应力水平阶段的耗散能占比逐渐增大；当荷载增至弹性极限时，耗散能及其占比逐渐减小；当煤样趋近破裂阶段时，弹性应变能与耗散能占比趋于平稳；当煤样进入峰后破裂阶段时，积聚在煤样内的弹性应变能迅速释放，耗散能占比急剧增加，煤样内部宏观裂纹迅速扩展并贯通。多重分形谱宽度（Δα）逐渐增大，频谱测度子集（Δf）小于零，表明煤样拉伸破裂过程中小破裂尺度信号占主导优势。另外，不同高径比工况下煤样破断面高程的相对频率呈现出拟合度较高的高斯型函数分布，分形维数呈逐渐增大趋势，表明高径比越小，其破裂后断面的复杂程度越低，反之高径比越大的煤样破裂后断面粗糙程度越复杂。

2024-11-22

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采空区遗煤自燃隐蔽火源位置探查现状及新技术展望

采空区遗煤自然发火问题严重威胁着煤矿安全，对其隐蔽火源的精确定位是有效治理的关键。为了精准探查出自燃隐蔽火源位置，结合国内外学者最新研究成果，综述了钻孔探测法、红外探测法、光纤测温法、热电偶测温法、地质雷达探测法、同位素测氡法以及标志气体探测法等探查方法的原理和应用情况；上述方法解决了自燃危险区域的判定问题，但受限于自身技术特征不能完全适应采空区错综复杂的环境，难以实现火源位置精准探查。声学法测温技术对比传统方法具有适用性广、可靠性高、经济投入低等优势，已成功应用于储粮仓温度场监测，采空区松散煤体的多孔介质特征与仓储颗粒粮食相似，据此提出自燃隐蔽火源声学探测设想。针对主动式声波测温法在采空区自燃危险区域内探查隐蔽火源点的实现方式及研究进展进行了文献梳理与论述，着重探讨了现阶段声波探查技术研究中有关声波特征识别、声波衰减、声线弯曲、温度场重构算法优化等方面存在的不足，并进行展望。

2024-11-22

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深部放顶煤开采下煤层应力场-渗流场耦合演化特征

为了研究高应力区煤体在放顶煤开采方式下的应力场-渗流场的耦合演化规律,以横观各向同性下的火柴棍模型为基础,构建了由煤基质和裂隙组成的弹性系统,建立了三向应力条件下煤体渗透率演化规律模型,并结合采场应力场空间分布规律,构建煤层增透率空间分布模型。在改变围压、轴压和气体压力的条件下,将渗透率模型和室内试验结果对比,并将增透率空间分布模型与顺层抽采钻场的瓦斯抽采相关数据对比分析,结果表明:煤体渗透率随载荷与气体压力的增加而减小,并呈指数型;渗透率模型可以较好地定量描述煤体渗透率在加卸载条件下的变化,与多组试验数据的相关系数和拟合优度均大于0.9;增透率空间分布随距离增大呈指数下降,可分成4个阶段:原岩稳定阶段、增压降低阶段、卸压增加阶段、破坏稳定阶段;根据增透率模型和现场数据对比,煤层在卸压增加阶段和破坏稳定阶段处于增透状态,煤层增透范围Lr=55.62 m;煤层增透率模型可以较好地描述煤层增透率的空间分布规律,其与现场数据的相关系数和拟合优度均大于0.96。

2024-11-22

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清华教授吴国盛：中美之间，最根本的差距在哪里？

这么多年来，美国科技实力为何能引领全球？中美之间，最根本的差距在哪里？是什么阻碍了中国的科技创新？政府、教育、科学界以及全社会需要做出哪些改变？以下清华大学科学史系主任吴

2024-11-21

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上新 |《煤炭转化》 2024年第06期

　　《煤炭转化》，双月刊，创刊于1978年，原名《煤炭综合利用译丛》，是由太原理工大学主管，太原理工大学、中科院煤转化国家重点实验室主办的国内外公开发行的学术期刊，被CSCD中国科学引文数据库收录。

2024-11-21

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上新 |《燃料化学学报》 2024年第11期

<燃料化学学报>.月刊.创刊于1956年.由中国科学院主管.中国化学会.中国科学院山西煤炭化学研究所主办.科学出版社出版.是燃料化学和能源领域具有代表性的国家级学术类刊物.主要刊载与燃料及能源相关的前瞻性.原始性.首创性研究成果和进展.涵盖氢能及煤炭.石油.油页岩.天然气.生物质等的热加工过程及其测量技术.催化合成转化.化工过程及工艺的理论基础.化学品的深加工及产物分析.污染物的控制及资源化利用等研究领域.设有研究论文.研究快报.综述等栏目.

2024-11-21

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公告《采矿与岩层控制工程学报》将增设“短篇通讯”和“工程案例”专栏

根据主编和编委的建议，《采矿与岩层控制工程学报》将增设“短篇通讯（短文）”和“工程案例”专栏，“短篇通讯”主要收录简短的综述、研究成果、初步数据或重要发现，文章篇幅不限；“

2024-11-21

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