摘要：研究不同注气方式煤炭地下气化(UCG)能量回收情况,有利于发展更高效的UCG工艺。设计并实施了固定和移动注气点UCG模型实验,基于化学计量学和碳平衡法计算了气化煤耗总量及速率,对比分析了2种注气工艺对煤气组成和热值的影响。在此基础上,分析了不同注气方式下煤气产量和有效气体组成的变化,评价了2种注气工艺实验的能量回收效率。结果表明,固定注气点实验中提高O_(2)净注入流量可改善煤气热值衰减的现象,但随着气化空腔的扩大,提高O_(2)净注入流量对气化反应的促进作用逐渐降低;分3次提高O_(2)净注入流量,煤气热值分别提高2.01、1.27和1.10 MJ/Nm^(3),气化效率(煤气的热值与碳的燃烧热之比)分别提高14.64%、9.45%和7.73%。移动注气点位置,可实现煤气热值和气化效率的短时间快速回升,分4次移动注气点位置,每次移动距离为300 mm,煤气热值分别提高2.95、3.32、3.37和2.54 MJ/Nm^(3),气化效率分别提高17.99%、21.04%、27.88%和13.92%。2种注气工艺实验分别气化了72.49 kg和91.47kg的煤,平均煤耗速率分别为0.97和1.27 kg/h,气化效率和煤耗速率呈同步突变,这一现象在改变气化剂注入条件和移动注气点位置后更为明显,表明气化效率与煤耗速率具有一定关系。相比固定注气点实验,移动注气点位置可有效改善气化效果,相同的气化剂注入条件下,有效气体组分和气化效率分别提高12.5%和23.23%。

摘要：急倾斜大段高综放开采顶煤放出率较低,且煤矸混合流动规律很难进行现场实测,以乌东煤矿北采区45号煤层+575水平工作面为工程背景,采用相似模拟试验与数值模拟分析方法,对急倾斜大段高综放开采不同放煤方式及工艺参数进行研究,首先,采用相似模拟实验方法,对急倾斜大段高综放开采不同放煤方式及工艺参数进行了研究,验证了理论分析的准确性,同时得到散体顶煤的运动规律,即运动轨迹近似直线,且离放煤口及中轴线越近,颗粒的流速越快。其次,采用数值模拟分析方法,统计不同放煤方式及工艺参数下煤矸混合流动规律,指导工作面放煤工艺的设计与优化。最后,对放煤过程中形成的煤矸分界线和放出椭球体进行反演,并与理论分析结果进行对比,验证了理论分析的合理性,为明确急倾斜大段高综放开采煤矸混合流动规律提供理论依据。