能源科学综合

光合产氢混合菌群的碳源代谢实验研究

张全国，张相锋，王毅，等

能源科学综合

光合产氢混合菌群的碳源代谢实验研究

张全国，张相锋，王毅，等

以红螺菌科光合产氢混合菌群为研究对象，通过血清瓶培养实验，研究不同碳源对光合细菌生长和产氢过程的影响。结果表明：光合细菌能有效利用乙酸和丁酸快速增殖和产氢，其中以乙酸最佳，促使光合产氢混合菌群增殖的最佳乙酸浓度为80 mmol/L，最佳产氢浓度为40 mmol/L。光合产氢混合菌群利用乳酸增殖产氢的能力较低，而乙醇则对其表现为抑制效应。

生物制氢；光合细菌；混合菌群；碳源；代谢

来源出版物：太阳能学报, 2012, 33(2): 253-257

入选年份：2012

局部阴影条件下光伏模组特性的建模与分析

刘邦银，段善旭，康勇

摘要：以考虑了反向雪崩击穿的光伏电池元的双二极管电路模型为基础，建立了适用于阴影效应分析的光伏模组的数学仿真模型，分析了光伏模组在局部阴影条件下I-V和P-V特性及输出能力的变化，提出了增强光伏模组抗阴影能力的方法。

关键词：光伏模组；光伏电池元；局部阴影；I-V特性；P-V特性

来源出版物：太阳能学报, 2008, 29(2): 188-192

入选年份：2013

串行流化床生物质气化制取富氢气体模拟研究

高杨，肖军，沈来宏

摘要：利用串行流化床技术将生物质热解气化和燃烧过程分开，气化反应器和燃烧反应器之间通过灰渣进行热量传递，实现了自供热下生物质气化制氢。利用Aapen Plus软件模拟制氢过程，通过比较单反应器生物质气化的模拟结果和实验结果，验证了模拟研究的可行性。重点研究串行流化床中非催化气化与 CaCO3作用下的气化过程，探讨了气化温度、蒸汽与生物质的质量配比（S/B）对制氢的影响，为今后开展生物质气化制氢试验提供了理论参考。结果表明：对应不同气化温度，S/B都存在一个最佳值，且随着温度升高其值减小。当气化温度低于750℃时，添加CaCO3可大幅提高氢产率，气化温度为 700℃且在 S/B约为 0.9时氢产率最大，达43.7 mol·（kg生物质）-1（干燥无灰基），比同温度下非催化气化提高了 20.3%。随着气化温度升高，CaCO3促进作用减弱。

关键词：生物质气化；制氢；串行流化床；模拟

来源出版物：太阳能学报, 2008, 29(7): 894-899

入选年份：2013

光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究

李晶，窦伟，徐正国，等

摘要：针对光伏发电系统中最大功率点跟踪算法，阐述和评价了目前国内外出现的众多自寻优算法及非自寻优方法的原理和特点，并从算法原理角度归纳了3种基本自寻优算法即恒定电压法、扰动观测法、增量导纳法。同时，应用MATLAB软件，详细对比和分析了同一条件下（包括辐照度、温度、负荷）此3种基本自寻优算法的追踪效果及品质。通过仿真结果比较，总结了3种算法的特点及适用范围。

关键词：光伏发电系统；最大功率点跟踪；算法

来源出版物：太阳能学报, 2007, 28(3): 268-273

入选年份：2012

WRF模式对金塔绿洲-戈壁辐射收支的模拟研究

文小航，吕世华，尚伦宇，等

摘要：利用WRF中尺度气象模式结合卫星反演的下垫面土地利用/植被类型资料对夏季金塔绿洲辐射和能量传输过程进行模拟，并用 2008年“绿洲系统非均匀下垫面能量水分交换和边界层过程观测与理论研究”加强期外场试验所取得观测资料进行验证。结果表明：晴天状况下 WSF模式能较好地模拟出辐射各分量和热流密度的变化，阴天和雨天次之；向下长波辐射以外的各辐射分量观测值与模拟值的相关性很好，相关系数都在0.9以上，均方根偏差在86.6 W·m-2以下，平均绝对误差都在24%以下；绿洲能量传输主要为潜热输送，戈壁为感热输送；绿洲潜热、感热和地表热流密度分别占净全辐射的87.1%、9.1%和11.1%，研究结果可为合理配置绿洲太阳辐射资源提供参考。

关键词：金塔绿洲；WRF模式；辐射收支；能量平衡

来源出版物：太阳能学报, 2011, 32(3): 346-353

入选年份：2013

浅埋煤层覆岩关键层结构分类

许家林，朱卫兵，王晓振，等

摘要：以神东矿区浅埋煤层开采为工程背景，对浅埋煤层覆岩关键层结构的类型及其破断失稳特征进行了研究。结果表明，浅埋煤层覆岩关键层结构类型可分为单一关键层和多层关键层结构；单一关键层结构又分为厚硬单一关键层结构、复合单一关键层结构、上煤层已采单一关键层结构3种类型。单一关键层结构是导致浅埋煤层特殊采动损害现象的地质根源，浅埋煤层单一关键层结构采动破断运动不仅对工作面矿压产生影响，同时会影响顶板涌水渍沙和地表沉陷。关键层破断块体结构承担的载荷层厚度大而不能满足砌体梁结构不发生滑落失稳的条件，从而导致关键层破断块体滑落失稳，这是导致神东矿区浅埋煤层单一关键层结构工作面易出现台阶下沉和压架出水等采动损害问题的力学机理。确定了神东矿区浅埋煤层覆岩关键层结构类型的判别方法。

关键词：浅埋煤层；关键层；涌水溃沙；采动裂隙；压架事故；绿色开采

来源出版物：煤炭学报, 2009, 34(7): 865-870

入选年份：2014

掘进工作面围岩应力分布特征及其与支护的关系

康红普，王金华，高富强

摘要：采用FLAC3D软件计算分析了掘进工作面周围应力、位移及破坏区分布特征与变化规律，巷道轴线与最大水平主应力方向的夹角对围岩应力、位移及破坏的影响；研究了掘进工作面附近锚杆支护应力场的分布特征，及对空顶范围顶板的控制作用。分析了围岩与支护加固的相互作用，指出煤矿巷道围岩基本上属于非连续煤岩体，不能采用连续体的围岩响应曲线分析围岩与支护的关系，锚杆支护与支架等支护方式的基本原理有本质区别，也不能采用支架的围岩响应曲线分析围岩与锚杆的相互作用。基于锚杆受力变化的实测曲线，归纳出5种类型，得出锚杆支护围岩响应曲线，并提出了支护与加固的时空设计原则。最后，通过千米深井巷道、强烈动压影响巷道及深部沿空留巷的3个实例分析，对理论与数值研究结果进行了验证。

关键词：掘进工作面；应力分布；支护应力场；锚杆受力；围岩响应曲线

来源出版物：煤炭学报, 2009, 34(12): 1585-1593

入选年份：2014

基于Zigbee井下无线传感器网络的定位方法

张治斌，徐小玲，阎连龙

摘要：根据井下人员定位系统对定位方法的要求，提出了基于RSSI（Received Signal Strength Indicator）的加权质心定位算法，它综合了基于测距的定位和非测距的定位，并将固定锚节点之间的距离和信号强度信息考虑进来对固定锚节点的权值进行校正。实验结果证明，所提出的算法能够提高定位精度。

关键词：Zigbee；无线传感器；定位方法

来源出版物：煤炭学报, 2009, 34(1): 125-128

入选年份：2014

对中国煤矿水害频发的几个关键科学问题的探讨

董书宁

摘要：归纳分析了近年来中国煤矿水害事故发生的基本特点，研究了废弃矿井诱发矿井透水的水文地质条件，分析了现行断层与陷落柱等防水煤岩柱留设中存在的问题，探讨了突水系数理论和底板突水机理认识的缺陷，提出了正确认识老空与陷落柱重大水害的前兆和新的可行的预警技术手段，为新仪器的研制作出提示。

关键词：老空水害；防水煤柱；突水系数；监测预警；水害成因

来源出版物：煤炭学报, 2010, 35(1): 66-71

入选年份：2014

矸石充填综采覆岩关键层变形特征研究

张吉雄，李剑，安泰龙，等

摘要：在分析传统综采与充填综采覆岩变形特征的基础上，建立充填综采覆岩关键层力学模型，并运用弹性地基梁理论分析了关键层弯曲变形的特征，得到关键层最大挠度与强度、下部岩层弹性地基系数与岩性参数之间的关系。结合某矿的具体条件，计算得出充填综采工作面覆岩关键层的最大挠度，并通过改变充填材料的性质，研究了充填材料弹性模量与关键层挠度之间的变化关系，提出可通过提高充填材料弹性模量的方法减少关键层的弯曲变形量，证实了矸石充填具有限定关键层的变形、控制地表沉陷的作用。

关键词：矸石；充填综采；关键层；变形；弹性地基

来源出版物：煤炭学报, 2010, 35(3): 357-362

入选年份：2014

低透气性煤层群高瓦斯采煤工作面强化抽采卸压瓦斯机理及试验

卢平，袁亮，程桦，等

摘要：针对低透气性高瓦斯煤层群首采卸压层瓦斯涌出量大、瓦斯治理困难的现实条件，在模型试验和理论研究的基础上，揭示出煤层群首采关键卸压层开采后采动影响区内顶、底板岩层裂隙的动态演化规律和卸压瓦斯运移规律，发现采空区侧存在“竖向裂隙发育区”，弯曲下沉带和底板膨胀变形带内煤体发生膨胀变形，煤层的透气性显著增加。2371（1）工作面煤气共采实践表明，工作面最大绝对瓦斯涌出量 70.46 m3/min，平均56.71 m3/min，瓦斯抽采率达85.2%，其中抽采的高浓度瓦斯比例为67.25%，抽采的低浓度瓦斯比例为32.75%，保证工作面的安全回采，实现了煤与瓦斯安全高效开采。

关键词：低透气性；煤层群；高瓦斯；强化抽采；卸压瓦斯

来源出版物：煤炭学报, 2010, 35(4): 580-585

入选年份：2014

沁南煤层气井产能影响因素分析及开发建议

陶树，汤达祯，许浩，等

摘要：通过比较山西沁水盆地南部57口煤层气井在1.5 a时间内的产气产水特征，分析了影响该区煤层气井产能变化的地质及工程特征因素，并提出相应的开发建议。结果显示：煤层埋深及地下水动力条件、含气量以及气井所处的构造部位是影响沁南煤层气井产能的主控地质因素；开发前的煤储层压裂改造规模、井底流压下降速度以及排采速度是重要工程因素。同时，提出了相应的参数指标：500～700 m的埋深，大于15 m3/t的含气量；早期排水期，采取比较大的降压幅度和比较大的排采冲次，分别为0.022 MPa/d和3.0次/min；出现产气高峰后，开始缓慢降压和降低冲次，分别为 0.002 MPa/d 和0.4次/min。

关键词：沁南；煤层气井；地质因素；工程因素；开发建议

来源出版物：煤炭学报, 2011, 36(2): 194-198

入选年份：2014

煤矿井下避难硐室与救生舱关键技术研究

孙继平

摘要：提出煤矿井下避难硐室和救生舱建设原则：无大功率和大容量电源、无安全隐患、不影响矿井通风和安全生产、便于快速紧急避险、免维护或易维护、经济实用等。提出严禁将救生舱的生存舱与设备舱分离；救生舱不宜设置在巷道中；在一定的区域内宜分布设置多个中小型避难硐室或救生舱。提出煤矿井下避难硐室和救生舱宜采用高压气体膨胀制冷；风机宜采用气动风机；宜利用制冷系统的热交换器表面凝水除湿；宜采用压缩氧供氧；不宜采用蓄电池或外接电源供电照明；宜配备便携式O2、CO、CO2、CH4、温度、湿度等检测仪；传感器及分站、人员位置监测分站、调度电话等，应选用用户已有系统的配套设备；救生舱的排气孔、连接压风自救、供水施救、安全监控、人员位置监测和通信等系统的管线，宜分两侧布置。提出软体救生舱不宜在煤矿井下使用；除掘进工作面和临时作业场所外，煤矿井下其他巷道和作业地点均应有不少于2条步行安全撤至地面的通道。

关键词：煤矿井下；避难硐室；救生舱；安全避险；紧急避险；自救器

来源出版物：煤炭学报, 2011, 36(5): 713-717

入选年份：2014

基于区域瓦斯治理的钻割抽一体化技术及应用

林柏泉，孟凡伟，张海宾

摘要：针对我国高瓦斯煤层赋存特点及目前煤矿区域瓦斯治理过程中存在的问题，采用理论研究、数学建模和现场测试相结合的方式，研究了基于区域瓦斯治理的高瓦斯低透气性煤层卸压增透技术及改善瓦斯流动与解吸方式，建立了高压射流割缝卸压范围内瓦斯流动毛细管模型，并且通过对割缝主体影响区、边界影响区消突时间的对比分析，得出了割缝影响区内任一点消突的判据和割缝卸压范围内整体消突时间。最后，结合笔者多年从事瓦斯抽采的研究和科研成果，提出了基于区域瓦斯治理的钻割抽一体化技术，开发了相应的配套设备和材料，在国内有关矿井进行了应用。应用结果表明，该技术可显著提高抽放钻孔的单孔有效影响范围，减少区域瓦斯治理需要的钻孔数量，缩短区域抽采时间，提高区域抽采效率。

关键词：煤矿瓦斯；钻割抽一体化；卸压增透；瓦斯抽采

来源出版物：煤炭学报, 2011, 36(1): 75-79

入选年份：2014

川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构特征及其成藏意义

陈尚斌，朱炎铭，王红岩，等

摘要：以川南龙马溪组页岩气储层为例，运用氮气吸附法对储层纳米孔隙进行测定，通过等温线和DFT分析，对孔结构特征表征并讨论控制纳米孔隙结构的主因和纳米孔隙对页岩气成藏的意义。结果表明：龙马溪组页岩气储层孔隙结构较复杂，主要由纳米孔组成，具有一定的无规则孔结构，孔隙多呈开放形态，以两端开口的圆筒孔及4边开放的平行板孔等开放性孔为主；垂向上由深到浅，孔隙开放程度减小；纳米主孔位于 2～40 nm，占孔隙总体积的88.39%，占比表面积的98.85%；2～50 nm的中孔提供了主要的孔隙体积，小于50 nm的微孔和中孔提供了主要的孔比表面积；TOC是控制该储层中纳米孔隙体积及其比表面积的主要内在因素，也是提供页岩气主要储存空间的重要物质；纳米孔对页岩气的吸附能力极强，在其内部有大量页岩气以结构化方式存在，增加了页岩气的存储量，并使模型表征复杂化；开放状纳米孔可提高页岩气解吸效率和储层渗透率，提高页岩气的产量。

关键词：页岩气储层；纳米孔隙结构；下志留统龙马溪组；氮吸附

来源出版物：煤炭学报, 2012, 37(3): 438-444

入选年份：2014

川南志留系龙马溪组页岩气形成条件与有利区分析

黄金亮，邹才能，李建忠，等

摘要：利用四川盆地南部志留系龙马溪组最新钻井、露头地质调查资料及样品分析结果，从富有机质页岩区域分布、岩性、有机质特征、储层特征、含气性、地层压力等方面，重点研究川南地区龙马溪组页岩气形成条件与有利区优选。认为龙马溪组页岩有机质含量高（TOC含量0.35%～18.40%，平均2.52%）、有效厚度大（黑色页岩厚20～260 m）、热演化程度高（Ro值1.8%～3.6%）、脆性矿物含量较高（40%～70%）、有机质纳米孔隙发育、含气量较高（0.3～5.1 m3/t，平均 1.9 m3/t）、埋藏适中（2000～3600 m），有利于页岩气的形成与富集，其中龙马溪组下部富有机质页岩发育，是南方最有利的页岩气勘探开发层系。综合对比研究指出，隆昌—永川、威远、长宁—珙县等地区具备页岩气勘探开发有利的地质与地面工程条件，是目前经济技术条件下研究区内龙马溪组页岩3个最现实的页岩气勘探开发有利目标区。

关键词：页岩气；川南地区；龙马溪组；有利区；有机质纳米孔隙

来源出版物：煤炭学报, 2012, 37(5): 782-787

入选年份：2014

综合机械化固体充填采煤技术研究进展

缪协兴

摘要：在简要综述充填采煤历程和发展现代化充填采煤技术的目标、要求和难点的基础上，系统介绍了综合机械化固体充填采煤技术的研究进展。重点论述了密实充填采煤的岩层移动控制理论，其理论上的突破是新技术发展的前提，主要包括：充填开采岩层移动控制的等价采高理论；充填开采岩层运动的连续介质力学模型；充填开采岩层移动的计算公式；固体充填的采场矿压与支架受力分析。进而系统介绍了综合机械化固体充填采煤的系统、装备及工艺，以及在密集建筑群下、孤岛村庄煤柱区域、临近松散含水层区域和大型河堤下进行大规模充填开采煤炭的工程实例。

关键词：固体充填；综合机械化开采；充填与采煤一体化；密实充填；岩层移动控制理论；绿色开采

来源出版物：煤炭学报, 2012, 37(8): 1247-1255

入选年份：2014

瓦斯与煤自燃共存研究（Ⅱ）：防治新技术

周福宝，夏同强，史波波

摘要：基于瓦斯与煤自燃共生发生场所的不同定义了煤岩跨尺度裂隙场概念，深入探讨了共生灾害防控机理及技术方法，即通过合理改变跨尺度裂隙场中的场流分布以消除瓦斯与煤自燃共生灾害——共生区域Se=0，提出固相颗粒输运改变煤岩体裂隙漏风场尺度、低温液态惰气改变采空区温度场和气体浓度场两种防治共生灾害新技术。建立了固相颗粒输运改变网络裂隙场场流模型，讨论了颗粒填充漏风裂隙场后，漏风裂隙尺度、可通路径的变化，致使漏风阻力增大，保证了瓦斯抽采处于安全的煤岩体裂隙场和低氧气浓度场；理论揭示了低温液氮防治共生灾害机理，并自主设计了液氮防灭火模拟平台，结果表明：液氮注入火区能迅速吸热膨胀，产生大量的低温氮气，扩散进入采空区空间，对热（火）源形成惰化隔离带，同时低温氮气携带水凝气与采空区隐蔽热（火）源产生的热风压进行热交换，降低热（火）源温度在可燃点温度以下，主动吞噬热（火）源。

关键词：瓦斯；煤自燃；共存；跨尺度裂隙场

来源出版物：煤炭学报, 2013, 38(3): 353-360

入选年份：2014

煤的绝热氧化阶段特征及自燃临界点预测模型

谭波，朱红青，王海燕，等

摘要：为建立煤的绝热氧化阶段特征和自燃临界点的预测模型，基于绝热氧化实验、元素分析实验以及工业分析实验，首先得到了8个煤样的绝热氧化实验数据，据此计算出煤的绝热氧化阶段升温速率；然后运用热动力参数计算方法，定义并获取了各煤样的自燃临界点Tr0.05和TΔmax；最后应用Levenberg-Marquardt法计算拟合得出了煤元素含量、挥发分与绝热氧化阶段升温速率、Tr0.05的关系。结果表明：N，S元素含量与Tr0.05呈正相关，O，C，H元素含量与Tr0.05呈负相关，而各元素与阶段升温速率关系恰好相反；上述规律也表明Tr0.05越低，阶段升温速率越快，则煤越易自燃；煤的挥发分越大，煤的Tr0.05越低，煤越易自燃。

关键词：煤自燃；绝热氧化；阶段特征；升温速率；临界点

来源出版物：煤炭学报, 2013, 38(1): 38-43

入选年份：2014