以风化煤为底物制取生物甲烷的潜力分析

我国拥有丰富的风化煤储量,因其高度被氧化的独特性质,可应用的领域极为有限,目前主要被作为改善土壤性质的肥料和制取腐殖酸的来源。以风化煤为底物制取生物甲烷是一种具有探索性的全新生物发酵工艺,探究其可行性及模拟实验过程中风化煤的物性特征变化有利于拓宽风化煤的资源利用和环境改善,并可以进一步丰富煤生物产气理论。实验选取内蒙古乌海和山西晋城两地不同风化程度煤样,以煤层矿井水为菌种来源,在适宜环境条件下开展模拟产气实验,通过生物产气模拟和红外光谱测试,分析不同风化程度煤的生物产气能力及其内在因素,以揭示其产气潜力及物性变化特征。结果表明:①随着煤的风化程度加深,可燃基CH 4产气量明显增加,两组煤样中可燃基CH 4生成量最高分别达到7.13,4.20 mL/g;②不同风化程度的煤样均出现了产气高峰,时间基本都出现在15~30 d,各组中随着煤样风化程度不断加深,产气高峰出现时间也越来越早;③随着煤的风化程度加深,煤中芳环被不断打开,大分子结构被破坏,同时煤中羟基、氨基等基团含量趋于降低,脂碳结构逐渐解体,含氧官能团成为主要结构,氧含量比例不断增高,更容易被微生物降解;④菌群鉴定表明风化煤不仅含有大量产生生物气所需的第1阶段和第2阶段细菌,更含有甲烷杆菌属、甲烷球菌属等多种类型的产甲烷菌群,具有把风化煤转化为生物甲烷的环境条件。实验结果最终反映了风化煤具有转化为生物甲烷的潜力,并有利于提高我国风化煤的资源利用率。     

深部底板奥灰薄灰突水机理及全时空防治技术

奥陶系灰岩+厚隔水层夹薄层灰岩+煤层的地层结构模式是我国石炭二叠系煤田带压开采的典型存在形式。尽管隔水层巨厚,由于其中夹有薄层灰岩含水层,导致深部开采时突水灾害仍然频发。由于突水系数的局限性,依据隔水层厚度、底板破坏带高度与奥灰导升带高度之和、突水系数将底板隔水层类型综合划分为极薄、薄、中、厚及巨厚5种类型,淡化突水系数在极薄、厚及巨厚隔水层中的应用。阐述了薄层灰岩在串连奥灰与煤层形成水害的独特作用,定义了深部底板奥灰及薄灰水害概念及突水模式,总结了其五维度特征,概括为充水水源的总源递进、充水通道的面状分散、充水强度的台阶增长、充水时间的滞后出水、充水水源水质的交换吸附,阐明了奥灰水渗透、扩容、压裂、导升经薄灰中转储运形成面状散流的突水机理,提出了相应的突水危险性评价公式P_03σ_3-σ_1-P_p+R_m。针对巨厚隔水层且传统井下底板加固甚至区域治理仍无法完全控制深部突水的现状,创新了全时域与全空域四维度奥灰及薄灰水害的"全时空"综合防治理念,空域上井上下相结合、奥灰及薄灰多层次区域治理与井下薄灰钻孔探治验相结合的全空间多层次立体网状防控布局,创建了全空域立体交叉网络探查、治理、验证、补充的"全空域"立体防治模式,形成了条件评估、探治验补、检验评价、监测保障的全时域"四位一体"技术质量控制流程,创立了"四位一体"立体网状全时空深部底板奥灰及薄灰水害防治方法。以邯邢矿区梧桐庄井田2603工作面为工程案例,确定奥灰顶面以下40～60 m和20～30 m、薄灰大青和山伏青灰岩为目标实施多层段地面超前区域治理及补充治理,配合野青和山伏青为目标井下补充治理和验证,形成立体网络治理;采用奥灰薄灰水文地质条件评估确定治理目标,用地面区域探查治理、补充探查治理以及传统井下查缺补漏验证前期治理效果,以治理效果检验、底板完整性评价、突水危险性评价、涌水量预测、排水能力评价等全面评估能否回采工作面,回采过程中采取水文监测、微震系统、矿压系统等综合监测手段紧盯薄层灰岩关键层,实现了工作面安全回采。     

设施园艺中基于物联网技术的温度监测系统

随着科学的不断发展和人们生活水平的不断进步,人们对于生活质量的要求也越来越高,花草养殖成为了家庭生活中的一部分,人们养殖花草的目的大多是为了陶冶情操和提高室内外的空气质量等等,但由于工作繁忙等原因,不能按时给花草灌溉成为了花卉死亡的主要原因。本课题主要是通过无线传感技术,以CC2530模块为核心,对温度数据进行采集和传输,并在PC机上采用上位机进行温度监测,在温度超出正常范围时发出报警。课题实现了以一个ZigBee协调器节点和一个传感器节点来构建ZigBee无线网络,然后进行数据的传输,用串口将数据发送到上位机进行显示,并在温度超出阈值设定范围时发出报警。相较于国内其他室内空间温度监测系统,本设计具有研发成本低,工作周期长,检测过程简单,结果可靠等优点。     

高浓度过氧乙酸安全配制工艺的研究

过氧乙酸是一种重要的工业氧化剂,在其合成过程中存在很大危险性,为了提高配制高浓度过氧乙酸过程中的安全系数,采取降低反应温度的方法。对高浓度过氧乙酸的配制工艺进行了研究,并探讨了浓硫酸加量和冰醋酸、双氧水的配比等工艺参数对过氧乙酸合成浓度的影响。结果表明,通过降低反应温度来提高过氧乙酸在配制过程中的安全系数是可行的,反应的起始温度控制在10~15℃,反应温度控制在20~25℃;该工艺中双氧水浓度为50%,浓硫酸加入量为7%,冰醋酸和双氧水最佳体积比为1∶1。     

整体顶梁悬移支架在超高水材料充填复采工作面的应用

针对井矿集团瑞丰煤业大量遗留煤炭资源的问题,在充分调研的基础上,决定采用超高水材料充填开采技术进行剩余煤炭资源回收,并结合矿井复采煤物理性质和经济承受能力等实际情况,研制适宜的新型整体顶梁悬移充填支架。结果表明该支架结构简单,操作方便,能很好支护复采区破碎顶板,维护充填空间,并能很好地配合包式充填,成功完成充填复采。     

2014年我国冷却设备行业发展现状及展望

对2014年我国冷却设备行业的发展状况进行了较为全面的叙述,对目前行业发展面临的一些问题做了比较客观的概括和总结,对行业发展趋势提出了一些观点及看法。     

ZL50装载机换档过程动力学数值模拟

ZL50装载机的换档过程平稳性决定车辆使用寿命和舒适性,这一过程是由多参数变化决定的动态过程,数值模拟方法研究这一过程,对改善车辆参数和性能有很大帮助。利用多自由度变速箱的数码表示方法和拉格朗日能量方程,建立行星变速箱各种档位都适用的通用数学模型,用该模型计算不同档位的运动学和动力学问题,对换档过程进行了数值模拟,得到行星变速箱换档过程各部件的运动学和动力学参数。     

跌坎突扩型消力池脉动压力大涡模拟研究

针对跌坎突扩型消力池底板脉动压力分布较为复杂等问题,基于FLOW-3D软件,采用大涡模型和tru VOF法,模拟得出消力池底板的时均压强、脉动压强均方根、功率谱密度等时均量和脉动量特性,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:大涡模型能够较好模拟跌坎突扩型消力池底板的水流脉动压力,消力池内水跃区脉动压力主要受低频大尺度旋涡影响。在此基础上,对跌坎突扩型消力池底板脉动压力分布规律进行定性和定量分析,深入研究发现:脉动压强均方根最大值位于消力池前部与泄槽边墙延长线附近区域,涡体和流速脉动分别为影响底流旋滚区和附壁射流区底部脉动压力分布的主要因素,而冲击区由两者共同导致。