能源科學綜合

光合產氫混合菌群的碳源代謝實驗研究

張全國，張相鋒，王毅，等

能源科學綜合

光合產氫混合菌群的碳源代謝實驗研究

張全國，張相鋒，王毅，等

以紅螺菌科光合產氫混合菌群為研究對象，通過血清瓶培養實驗，研究不同碳源對光合細菌生長和產氫過程的影響。結果表明：光合細菌能有效利用乙酸和丁酸快速增殖和產氫，其中以乙酸最佳，促使光合產氫混合菌群增殖的最佳乙酸濃度為80 mmol/L，最佳產氫濃度為40 mmol/L。光合產氫混合菌群利用乳酸增殖產氫的能力較低，而乙醇則對其表現為抑制效應。

生物制氫；光合細菌；混合菌群；碳源；代謝

來源出版物：太陽能學報, 2012, 33(2): 253-257

入選年份：2012

局部陰影條件下光伏模組特性的建模與分析

劉邦銀，段善旭，康勇

摘要：以考慮了反向雪崩擊穿的光伏電池元的雙二極管電路模型為基礎，建立了適用于陰影效應分析的光伏模組的數學仿真模型，分析了光伏模組在局部陰影條件下I-V和P-V特性及輸出能力的變化，提出了增強光伏模組抗陰影能力的方法。

關鍵詞：光伏模組；光伏電池元；局部陰影；I-V特性；P-V特性

來源出版物：太陽能學報, 2008, 29(2): 188-192

入選年份：2013

串行流化床生物質氣化制取富氫氣體模擬研究

高楊，肖軍，沈來宏

摘要：利用串行流化床技術將生物質熱解氣化和燃燒過程分開，氣化反應器和燃燒反應器之間通過灰渣進行熱量傳遞，實現了自供熱下生物質氣化制氫。利用Aapen Plus軟件模擬制氫過程，通過比較單反應器生物質氣化的模擬結果和實驗結果，驗證了模擬研究的可行性。重點研究串行流化床中非催化氣化與 CaCO3作用下的氣化過程，探討了氣化溫度、蒸汽與生物質的質量配比（S/B）對制氫的影響，為今后開展生物質氣化制氫試驗提供了理論參考。結果表明：對應不同氣化溫度，S/B都存在一個最佳值，且隨著溫度升高其值減小。當氣化溫度低于750℃時，添加CaCO3可大幅提高氫產率，氣化溫度為 700℃且在 S/B約為 0.9時氫產率最大，達43.7 mol·（kg生物質）-1（干燥無灰基），比同溫度下非催化氣化提高了 20.3%。隨著氣化溫度升高，CaCO3促進作用減弱。

關鍵詞：生物質氣化；制氫；串行流化床；模擬

來源出版物：太陽能學報, 2008, 29(7): 894-899

入選年份：2013

光伏發電系統中最大功率點跟蹤算法的研究

李晶，竇偉，徐正國，等

摘要：針對光伏發電系統中最大功率點跟蹤算法，闡述和評價了目前國內外出現的眾多自尋優算法及非自尋優方法的原理和特點，并從算法原理角度歸納了3種基本自尋優算法即恒定電壓法、擾動觀測法、增量導納法。同時，應用MATLAB軟件，詳細對比和分析了同一條件下（包括輻照度、溫度、負荷）此3種基本自尋優算法的追蹤效果及品質。通過仿真結果比較，總結了3種算法的特點及適用范圍。

關鍵詞：光伏發電系統；最大功率點跟蹤；算法

來源出版物：太陽能學報, 2007, 28(3): 268-273

入選年份：2012

WRF模式對金塔綠洲-戈壁輻射收支的模擬研究

文小航，呂世華，尚倫宇，等

摘要：利用WRF中尺度氣象模式結合衛星反演的下墊面土地利用/植被類型資料對夏季金塔綠洲輻射和能量傳輸過程進行模擬，并用 2008年“綠洲系統非均勻下墊面能量水分交換和邊界層過程觀測與理論研究”加強期外場試驗所取得觀測資料進行驗證。結果表明：晴天狀況下 WSF模式能較好地模擬出輻射各分量和熱流密度的變化，陰天和雨天次之；向下長波輻射以外的各輻射分量觀測值與模擬值的相關性很好，相關系數都在0.9以上，均方根偏差在86.6 W·m-2以下，平均絕對誤差都在24%以下；綠洲能量傳輸主要為潛熱輸送，戈壁為感熱輸送；綠洲潛熱、感熱和地表熱流密度分別占凈全輻射的87.1%、9.1%和11.1%，研究結果可為合理配置綠洲太陽輻射資源提供參考。

關鍵詞：金塔綠洲；WRF模式；輻射收支；能量平衡

來源出版物：太陽能學報, 2011, 32(3): 346-353

入選年份：2013

淺埋煤層覆巖關鍵層結構分類

許家林，朱衛兵，王曉振，等

摘要：以神東礦區淺埋煤層開采為工程背景，對淺埋煤層覆巖關鍵層結構的類型及其破斷失穩特征進行了研究。結果表明，淺埋煤層覆巖關鍵層結構類型可分為單一關鍵層和多層關鍵層結構；單一關鍵層結構又分為厚硬單一關鍵層結構、復合單一關鍵層結構、上煤層已采單一關鍵層結構3種類型。單一關鍵層結構是導致淺埋煤層特殊采動損害現象的地質根源，淺埋煤層單一關鍵層結構采動破斷運動不僅對工作面礦壓產生影響，同時會影響頂板涌水漬沙和地表沉陷。關鍵層破斷塊體結構承擔的載荷層厚度大而不能滿足砌體梁結構不發生滑落失穩的條件，從而導致關鍵層破斷塊體滑落失穩，這是導致神東礦區淺埋煤層單一關鍵層結構工作面易出現臺階下沉和壓架出水等采動損害問題的力學機理。確定了神東礦區淺埋煤層覆巖關鍵層結構類型的判別方法。

關鍵詞：淺埋煤層；關鍵層；涌水潰沙；采動裂隙；壓架事故；綠色開采

來源出版物：煤炭學報, 2009, 34(7): 865-870

入選年份：2014

掘進工作面圍巖應力分布特征及其與支護的關系

康紅普，王金華，高富強

摘要：采用FLAC3D軟件計算分析了掘進工作面周圍應力、位移及破壞區分布特征與變化規律，巷道軸線與最大水平主應力方向的夾角對圍巖應力、位移及破壞的影響；研究了掘進工作面附近錨桿支護應力場的分布特征，及對空頂范圍頂板的控制作用。分析了圍巖與支護加固的相互作用，指出煤礦巷道圍巖基本上屬于非連續煤巖體，不能采用連續體的圍巖響應曲線分析圍巖與支護的關系，錨桿支護與支架等支護方式的基本原理有本質區別，也不能采用支架的圍巖響應曲線分析圍巖與錨桿的相互作用。基于錨桿受力變化的實測曲線，歸納出5種類型，得出錨桿支護圍巖響應曲線，并提出了支護與加固的時空設計原則。最后，通過千米深井巷道、強烈動壓影響巷道及深部沿空留巷的3個實例分析，對理論與數值研究結果進行了驗證。

關鍵詞：掘進工作面；應力分布；支護應力場；錨桿受力；圍巖響應曲線

來源出版物：煤炭學報, 2009, 34(12): 1585-1593

入選年份：2014

基于Zigbee井下無線傳感器網絡的定位方法

張治斌，徐小玲，閻連龍

摘要：根據井下人員定位系統對定位方法的要求，提出了基于RSSI（Received Signal Strength Indicator）的加權質心定位算法，它綜合了基于測距的定位和非測距的定位，并將固定錨節點之間的距離和信號強度信息考慮進來對固定錨節點的權值進行校正。實驗結果證明，所提出的算法能夠提高定位精度。

關鍵詞：Zigbee；無線傳感器；定位方法

來源出版物：煤炭學報, 2009, 34(1): 125-128

入選年份：2014

對中國煤礦水害頻發的幾個關鍵科學問題的探討

董書寧

摘要：歸納分析了近年來中國煤礦水害事故發生的基本特點，研究了廢棄礦井誘發礦井透水的水文地質條件，分析了現行斷層與陷落柱等防水煤巖柱留設中存在的問題，探討了突水系數理論和底板突水機理認識的缺陷，提出了正確認識老空與陷落柱重大水害的前兆和新的可行的預警技術手段，為新儀器的研制作出提示。

關鍵詞：老空水害；防水煤柱；突水系數；監測預警；水害成因

來源出版物：煤炭學報, 2010, 35(1): 66-71

入選年份：2014

矸石充填綜采覆巖關鍵層變形特征研究

張吉雄，李劍，安泰龍，等

摘要：在分析傳統綜采與充填綜采覆巖變形特征的基礎上，建立充填綜采覆巖關鍵層力學模型，并運用彈性地基梁理論分析了關鍵層彎曲變形的特征，得到關鍵層最大撓度與強度、下部巖層彈性地基系數與巖性參數之間的關系。結合某礦的具體條件，計算得出充填綜采工作面覆巖關鍵層的最大撓度，并通過改變充填材料的性質，研究了充填材料彈性模量與關鍵層撓度之間的變化關系，提出可通過提高充填材料彈性模量的方法減少關鍵層的彎曲變形量，證實了矸石充填具有限定關鍵層的變形、控制地表沉陷的作用。

關鍵詞：矸石；充填綜采；關鍵層；變形；彈性地基

來源出版物：煤炭學報, 2010, 35(3): 357-362

入選年份：2014

低透氣性煤層群高瓦斯采煤工作面強化抽采卸壓瓦斯機理及試驗

盧平，袁亮，程樺，等

摘要：針對低透氣性高瓦斯煤層群首采卸壓層瓦斯涌出量大、瓦斯治理困難的現實條件，在模型試驗和理論研究的基礎上，揭示出煤層群首采關鍵卸壓層開采后采動影響區內頂、底板巖層裂隙的動態演化規律和卸壓瓦斯運移規律，發現采空區側存在“豎向裂隙發育區”，彎曲下沉帶和底板膨脹變形帶內煤體發生膨脹變形，煤層的透氣性顯著增加。2371（1）工作面煤氣共采實踐表明，工作面最大絕對瓦斯涌出量 70.46 m3/min，平均56.71 m3/min，瓦斯抽采率達85.2%，其中抽采的高濃度瓦斯比例為67.25%，抽采的低濃度瓦斯比例為32.75%，保證工作面的安全回采，實現了煤與瓦斯安全高效開采。

關鍵詞：低透氣性；煤層群；高瓦斯；強化抽采；卸壓瓦斯

來源出版物：煤炭學報, 2010, 35(4): 580-585

入選年份：2014

沁南煤層氣井產能影響因素分析及開發建議

陶樹，湯達禎，許浩，等

摘要：通過比較山西沁水盆地南部57口煤層氣井在1.5 a時間內的產氣產水特征，分析了影響該區煤層氣井產能變化的地質及工程特征因素，并提出相應的開發建議。結果顯示：煤層埋深及地下水動力條件、含氣量以及氣井所處的構造部位是影響沁南煤層氣井產能的主控地質因素；開發前的煤儲層壓裂改造規模、井底流壓下降速度以及排采速度是重要工程因素。同時，提出了相應的參數指標：500～700 m的埋深，大于15 m3/t的含氣量；早期排水期，采取比較大的降壓幅度和比較大的排采沖次，分別為0.022 MPa/d和3.0次/min；出現產氣高峰后，開始緩慢降壓和降低沖次，分別為 0.002 MPa/d 和0.4次/min。

關鍵詞：沁南；煤層氣井；地質因素；工程因素；開發建議

來源出版物：煤炭學報, 2011, 36(2): 194-198

入選年份：2014

煤礦井下避難硐室與救生艙關鍵技術研究

孫繼平

摘要：提出煤礦井下避難硐室和救生艙建設原則：無大功率和大容量電源、無安全隱患、不影響礦井通風和安全生產、便于快速緊急避險、免維護或易維護、經濟實用等。提出嚴禁將救生艙的生存艙與設備艙分離；救生艙不宜設置在巷道中；在一定的區域內宜分布設置多個中小型避難硐室或救生艙。提出煤礦井下避難硐室和救生艙宜采用高壓氣體膨脹制冷；風機宜采用氣動風機；宜利用制冷系統的熱交換器表面凝水除濕；宜采用壓縮氧供氧；不宜采用蓄電池或外接電源供電照明；宜配備便攜式O2、CO、CO2、CH4、溫度、濕度等檢測儀；傳感器及分站、人員位置監測分站、調度電話等，應選用用戶已有系統的配套設備；救生艙的排氣孔、連接壓風自救、供水施救、安全監控、人員位置監測和通信等系統的管線，宜分兩側布置。提出軟體救生艙不宜在煤礦井下使用；除掘進工作面和臨時作業場所外，煤礦井下其他巷道和作業地點均應有不少于2條步行安全撤至地面的通道。

關鍵詞：煤礦井下；避難硐室；救生艙；安全避險；緊急避險；自救器

來源出版物：煤炭學報, 2011, 36(5): 713-717

入選年份：2014

基于區域瓦斯治理的鉆割抽一體化技術及應用

林柏泉，孟凡偉，張海賓

摘要：針對我國高瓦斯煤層賦存特點及目前煤礦區域瓦斯治理過程中存在的問題，采用理論研究、數學建模和現場測試相結合的方式，研究了基于區域瓦斯治理的高瓦斯低透氣性煤層卸壓增透技術及改善瓦斯流動與解吸方式，建立了高壓射流割縫卸壓范圍內瓦斯流動毛細管模型，并且通過對割縫主體影響區、邊界影響區消突時間的對比分析，得出了割縫影響區內任一點消突的判據和割縫卸壓范圍內整體消突時間。最后，結合筆者多年從事瓦斯抽采的研究和科研成果，提出了基于區域瓦斯治理的鉆割抽一體化技術，開發了相應的配套設備和材料，在國內有關礦井進行了應用。應用結果表明，該技術可顯著提高抽放鉆孔的單孔有效影響范圍，減少區域瓦斯治理需要的鉆孔數量，縮短區域抽采時間，提高區域抽采效率。

關鍵詞：煤礦瓦斯；鉆割抽一體化；卸壓增透；瓦斯抽采

來源出版物：煤炭學報, 2011, 36(1): 75-79

入選年份：2014

川南龍馬溪組頁巖氣儲層納米孔隙結構特征及其成藏意義

陳尚斌，朱炎銘，王紅巖，等

摘要：以川南龍馬溪組頁巖氣儲層為例，運用氮氣吸附法對儲層納米孔隙進行測定，通過等溫線和DFT分析，對孔結構特征表征并討論控制納米孔隙結構的主因和納米孔隙對頁巖氣成藏的意義。結果表明：龍馬溪組頁巖氣儲層孔隙結構較復雜，主要由納米孔組成，具有一定的無規則孔結構，孔隙多呈開放形態，以兩端開口的圓筒孔及4邊開放的平行板孔等開放性孔為主；垂向上由深到淺，孔隙開放程度減小；納米主孔位于 2～40 nm，占孔隙總體積的88.39%，占比表面積的98.85%；2～50 nm的中孔提供了主要的孔隙體積，小于50 nm的微孔和中孔提供了主要的孔比表面積；TOC是控制該儲層中納米孔隙體積及其比表面積的主要內在因素，也是提供頁巖氣主要儲存空間的重要物質；納米孔對頁巖氣的吸附能力極強，在其內部有大量頁巖氣以結構化方式存在，增加了頁巖氣的存儲量，并使模型表征復雜化；開放狀納米孔可提高頁巖氣解吸效率和儲層滲透率，提高頁巖氣的產量。

關鍵詞：頁巖氣儲層；納米孔隙結構；下志留統龍馬溪組；氮吸附

來源出版物：煤炭學報, 2012, 37(3): 438-444

入選年份：2014

川南志留系龍馬溪組頁巖氣形成條件與有利區分析

黃金亮，鄒才能，李建忠，等

摘要：利用四川盆地南部志留系龍馬溪組最新鉆井、露頭地質調查資料及樣品分析結果，從富有機質頁巖區域分布、巖性、有機質特征、儲層特征、含氣性、地層壓力等方面，重點研究川南地區龍馬溪組頁巖氣形成條件與有利區優選。認為龍馬溪組頁巖有機質含量高（TOC含量0.35%～18.40%，平均2.52%）、有效厚度大（黑色頁巖厚20～260 m）、熱演化程度高（Ro值1.8%～3.6%）、脆性礦物含量較高（40%～70%）、有機質納米孔隙發育、含氣量較高（0.3～5.1 m3/t，平均 1.9 m3/t）、埋藏適中（2000～3600 m），有利于頁巖氣的形成與富集，其中龍馬溪組下部富有機質頁巖發育，是南方最有利的頁巖氣勘探開發層系。綜合對比研究指出，隆昌—永川、威遠、長寧—珙縣等地區具備頁巖氣勘探開發有利的地質與地面工程條件，是目前經濟技術條件下研究區內龍馬溪組頁巖3個最現實的頁巖氣勘探開發有利目標區。

關鍵詞：頁巖氣；川南地區；龍馬溪組；有利區；有機質納米孔隙

來源出版物：煤炭學報, 2012, 37(5): 782-787

入選年份：2014

綜合機械化固體充填采煤技術研究進展

繆協興

摘要：在簡要綜述充填采煤歷程和發展現代化充填采煤技術的目標、要求和難點的基礎上，系統介紹了綜合機械化固體充填采煤技術的研究進展。重點論述了密實充填采煤的巖層移動控制理論，其理論上的突破是新技術發展的前提，主要包括：充填開采巖層移動控制的等價采高理論；充填開采巖層運動的連續介質力學模型；充填開采巖層移動的計算公式；固體充填的采場礦壓與支架受力分析。進而系統介紹了綜合機械化固體充填采煤的系統、裝備及工藝，以及在密集建筑群下、孤島村莊煤柱區域、臨近松散含水層區域和大型河堤下進行大規模充填開采煤炭的工程實例。

關鍵詞：固體充填；綜合機械化開采；充填與采煤一體化；密實充填；巖層移動控制理論；綠色開采

來源出版物：煤炭學報, 2012, 37(8): 1247-1255

入選年份：2014

瓦斯與煤自燃共存研究（Ⅱ）：防治新技術

周福寶，夏同強，史波波

摘要：基于瓦斯與煤自燃共生發生場所的不同定義了煤巖跨尺度裂隙場概念，深入探討了共生災害防控機理及技術方法，即通過合理改變跨尺度裂隙場中的場流分布以消除瓦斯與煤自燃共生災害——共生區域Se=0，提出固相顆粒輸運改變煤巖體裂隙漏風場尺度、低溫液態惰氣改變采空區溫度場和氣體濃度場兩種防治共生災害新技術。建立了固相顆粒輸運改變網絡裂隙場場流模型，討論了顆粒填充漏風裂隙場后，漏風裂隙尺度、可通路徑的變化，致使漏風阻力增大，保證了瓦斯抽采處于安全的煤巖體裂隙場和低氧氣濃度場；理論揭示了低溫液氮防治共生災害機理，并自主設計了液氮防滅火模擬平臺，結果表明：液氮注入火區能迅速吸熱膨脹，產生大量的低溫氮氣，擴散進入采空區空間，對熱（火）源形成惰化隔離帶，同時低溫氮氣攜帶水凝氣與采空區隱蔽熱（火）源產生的熱風壓進行熱交換，降低熱（火）源溫度在可燃點溫度以下，主動吞噬熱（火）源。

關鍵詞：瓦斯；煤自燃；共存；跨尺度裂隙場

來源出版物：煤炭學報, 2013, 38(3): 353-360

入選年份：2014

煤的絕熱氧化階段特征及自燃臨界點預測模型

譚波，朱紅青，王海燕，等

摘要：為建立煤的絕熱氧化階段特征和自燃臨界點的預測模型，基于絕熱氧化實驗、元素分析實驗以及工業分析實驗，首先得到了8個煤樣的絕熱氧化實驗數據，據此計算出煤的絕熱氧化階段升溫速率；然后運用熱動力參數計算方法，定義并獲取了各煤樣的自燃臨界點Tr0.05和TΔmax；最后應用Levenberg-Marquardt法計算擬合得出了煤元素含量、揮發分與絕熱氧化階段升溫速率、Tr0.05的關系。結果表明：N，S元素含量與Tr0.05呈正相關，O，C，H元素含量與Tr0.05呈負相關，而各元素與階段升溫速率關系恰好相反；上述規律也表明Tr0.05越低，階段升溫速率越快，則煤越易自燃；煤的揮發分越大，煤的Tr0.05越低，煤越易自燃。

關鍵詞：煤自燃；絕熱氧化；階段特征；升溫速率；臨界點

來源出版物：煤炭學報, 2013, 38(1): 38-43

入選年份：2014