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国家自然科学基金(41102094): 作品数：13 被引量：195H指数：8; 相关作者：张玉贵张小兵张明杰贾天让阳虹更多>>; 相关机构：河南理工大学中国煤炭学会南宁学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项河南省高校科技创新团队支持计划更多>>; 相关领域：矿业工程理学天文地球化学工程更多>>

平顶山矿区首山一矿戊组煤高瓦斯压力成因被引量：3: 2017年; 为厘清平顶山矿区首山一矿戊组煤高瓦斯压力成因,运用瓦斯赋存地质构造控制理论,根据平顶山矿区地质构造特征、矿井实测瓦斯参数、矿区地应力场特征等,分析了矿区瓦斯地质特征、区域地质构造形成与演化对矿区煤层瓦斯赋存与排放的控制作用、戊组煤成煤作用、变质作用及生烃过程,在此基础上重点研究了首山一矿井田地质构造及地层特征、水动力条件对戊组煤层瓦斯压力及含量的影响。认为平顶山矿区东区为高地应力、高瓦斯压力赋存区;位于东区的首山一矿井田的构造特征和由巨厚砂质泥岩、泥岩组成的戊组煤层顶底板岩石条件,弱的水动力条件,以及高水平挤压应力等形成独特的三维封闭型构造组合,是造成首山一矿戊组煤层高瓦斯压力的主要原因。; 张振平张明杰杨坤贾天让; 关键词：煤层瓦斯压力水动力条件地应力

风化煤及提腐植酸后残渣热解行为与动力学分析被引量：1: 2015年; 应用热重-质谱(TG-MS)联用技术对风化煤(WC)及其腐植酸提取后残渣(WCR)的热解行为进行了研究,分析了非烃类(H2、H2O、CO和CO2)、低碳烃类(CH4、C3H6和C3H7)和芳烃类(C6H6)的实验结果,并利用Coast-Redfern积分法对其热解和烃类生成动力学进行了探讨,获得了热解过程和烃类生成动力学参数。结果表明:热解过程中风化煤的质量损失率(38.9%)略大于其腐植酸提取后残渣(36.6%);除CO和CO2外,残渣中非烃类、低碳烃类和芳烃类产物的逸出量都稍微或显著多于风化煤中各类组分的逸出量。用Coast-Redfern积分法求得的动力学参数很好地解释了这一结果。; 阳虹麻志浩张玉贵毕文彦江林华; 关键词：热解烃类

焦作煤田瓦斯赋存规律及差异性原因分析被引量：9: 2016年; 为厘清焦作煤田二1煤层瓦斯赋存规律及差异性原因,运用瓦斯赋存构造逐级控制理论,研究了焦作煤田瓦斯赋存规律及瓦斯生成与排放的过程,探讨了造成瓦斯赋存差异性明显的原因。深成变质作用叠加岩浆热液的岩浆变质作用是焦作煤田二1煤变质为三号无烟煤的主要原因,也是焦作煤田煤层瓦斯含量高的基础。煤层瓦斯的生、储、排过程研究表明,在喜马拉雅期之前整个焦作煤田的瓦斯赋存状态是相似的;喜马拉雅期形成的NW向峪河口正断层使两盘煤层上覆基岩厚度产生明显差异,是造成焦作煤田瓦斯赋存差异性的根本原因。峪河口断层将焦作煤田划分为东、西两个瓦斯地质单元,西部瓦斯地质单元瓦斯含量高、瓦斯突出灾害严重;东部瓦斯地质单元主要表现为低瓦斯区。; 张明杰张大千贾天让范豪杰; 关键词：瓦斯赋存地质构造焦作煤田

安-鹤煤田水文地质条件对瓦斯赋存影响被引量：4: 2016年; 针对安阳-鹤壁煤田普遍存在的太原组煤层瓦斯含量低于其上覆的山西组煤层的情况,通过分析安-鹤煤田地质构造形成与演化,以及煤田深部太原组煤层瓦斯和下伏奥陶系灰岩通过裂隙作用发生一定水力联系,确定太原组煤层游离瓦斯通过裂隙渗透作用溶入奥陶系灰岩水,并将瓦斯带走,以泉群形式出现时将瓦斯排到大气中,是造成太原组煤层瓦斯含量普遍偏低的原因。; 张明杰张凯贾天让; 关键词：煤层瓦斯岩溶水

Mechanism of stepwise tectonic control on gas occurrence: A study in North China被引量：1: 2015年; To gain an understanding of gas occurrence, distribution is the fundamental basis for preventing gas disasters. Presently, how tectonic structures control gas occurrence remains problematic. This study proposes the theory and elucidates the mechanism of stepwise tectonic control on gas occurrence according to the characteristics of gas occurrence and the patterns of gas distribution in coal mines in North China. On the one hand, tectonic compression and shearing lead to stress concentration and thus deform the coal and reduce the coal seam permeability, further contributing to gas preservation. On the other hand, tectonic extension and rifting lead to stress release and thus improve the coal seam permeability, further contributing to gas emission. Therefore, the distribution zones of tectonic compression, ubiquitous coal deformation, and gas accumulation have been step-wisely revealed, and the coal-gas outburst proneness zones are finally identified. The proposed theory of step-wise tectonic control on gas occurrence is of practical significance for gas prediction and control.; Jia TianrangZhang ZiminWei GuoyingTang Chun'an; 关键词：煤层透气性瓦斯灾害煤体变形

风化煤腐植酸热解特性及动力学分析被引量：2: 2014年; 基于热重-质谱(TG/MS)联用系统对从风化煤中提取的腐植酸进行了热解反应研究,对黑腐酸和棕腐酸的热解曲线作了分析,同时对小分子气体的逸出规律进行了探讨.结果表明,黑腐酸和棕腐酸的失重趋势一致,但是黑腐酸的失重率小于棕腐酸的失重率;在小分子气体逸出曲线中,黑腐酸和棕腐酸的H2和CH4逸出量相近.棕腐酸的H2O逸出量大于黑腐酸的H2O逸出量,在热解过程H2O的逸出量高于CH4,CO和CO2的逸出量,黑腐酸的CO最高峰温出现得比棕腐酸要迟;棕腐酸含硫组分及官能团稍多于黑腐酸;棕腐酸轻质碳氢化合物逸出量明显高于黑腐酸;轻质芳香烃化合物逸出量二者基本相同.并根据Coast-Redfern积分方法计算出了腐植酸热解的表观动力学参数.; 阳虹麻志浩张玉贵李永生; 关键词：腐植酸热解特性动力学

不同煤体结构煤基活性炭微观结构与甲烷吸附性能被引量：14: 2017年; 为探索新型煤基甲烷存储材料前驱体,采用碱活化法制备并酸化改性获得构造煤基/非构造煤基系列活性炭,借助低温氮吸附、红外光谱、Boehm滴定等技术表征了不同煤体结构原煤和煤基活性炭结构参数,并考察了孔隙结构和表面酸性基团对其甲烷吸附行为的影响。结果表明:构造煤基系列活性炭的比表面积和孔体积均大于相应非构造煤基,其甲烷吸附能力也相对较强;酸化改性作用使得活性炭表面主要酸性基团量增加,在改变其比表面积和孔体积的同时却明显抑制了甲烷吸附能力。鉴于酸性基团对煤基活性炭-甲烷吸附的抑制作用强于孔隙结构的促进作用,基于甲烷存储材料开发的构造煤基活性炭制备中应慎重引入酸性基团。; 张小兵郇璇张航张玉贵; 关键词：煤基活性炭煤体结构构造煤微观结构

构造煤微晶取向生长机制探讨被引量：8: 2016年; 构造煤是煤层受地质构造挤压、剪切作用的产物,其晶态结构可能记录了构造作用的痕迹。以煤变形变质为基础,结合X射线衍射(XRD)、核磁共振波谱(NMR)、气相色谱/质谱(GC/MS)等煤结构测试技术,通过对比研究不同类型煤的微晶结构特征和有机质结构演化等,揭示了构造煤微晶取向生长机制:1形成过程中煤层破坏产生断裂、微裂隙及劈理等,由封闭系转变为开放系,为构造煤微晶生长提供受限空间;2构造应力、重力及吸附作用等,是构造煤微晶取向生长的驱动力;3因受限空间和取向作用约束,构造煤微晶倾向于以平躺片晶的形式生长,煤大分子通过调节分子构象及链段排列等达到稳定状态。本研究成果有助于煤结构演化和构造煤物理-化学成因探讨,并能够丰富煤成烃和煤变质理论。; 张小兵王蔚张玉贵高飞郇璇; 关键词：构造煤微晶煤结构

基于不同类型煤吸附甲烷的吸附势重要参数探讨被引量：17: 2015年; 目前广泛使用的以饱和蒸汽压(P0)和吸附相密度(ρa)为重要参数的吸附势理论,在用于煤-甲烷吸附体系研究时,因求取虚拟饱和蒸汽压时参数k值选取随意,导致吸附行为描述精度不高。借助低中变质程度构造煤和共生非构造煤样品,通过开展煤对甲烷等温吸附实验,进行P0和ρa标定,获得相应的吸附特征曲线,并在较宽温域内对不同类型煤等温吸附曲线进行预测。研究发现,基于k值的P0计算对吸附特征曲线影响较大,不同煤样的最优k值分别为kP1N=3.2,kP1D=3.4,kP8N=3.1,kP8D=3.0。利用313 K下吸附数据预测了不同煤在243,283,303,323 K的等温吸附曲线,认为选用Amankwah公式并利用最优k值计算P0时所获得结果与实测值吻合最好。; 郇璇张小兵韦欢文

瓦斯突出煤体形成的物理条件和过程被引量：12: 2014年; 煤与瓦斯突出灾害严重威胁着煤矿安全生产,但目前对煤与瓦斯突出的物质载体形成机理研究鲜有报道。瓦斯突出煤体系指含有高能瓦斯且以强烈韧性破坏为主的构造煤体,具备发生煤与瓦斯突出的固体和气体介质条件。以煤体变形变质为主线,综述相关文献并结合研究积累,分析揭示了瓦斯突出煤体形成的物理条件和过程:煤体结构严重破坏的构造煤、积聚于此的大量瓦斯,是瓦斯突出煤体形成的物质基础;构造应力与重力、吸附/解吸作用、气体增滑与气楔作用,是瓦斯突出煤体形成的动力基础;煤体破坏、瓦斯积聚、封闭压实,是瓦斯突出煤体形成过程的主要特征。本研究对复杂地质条件下区域瓦斯预测防治具有重要指导作用。; 张小兵闫江伟; 关键词：瓦斯地质变形变质物理条件

国家自然科学基金(41102094)

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