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内容介绍
本书系统地总结了作者近年来从事地下气化理论与实践研究的主要成果，本书共7章，以我国残留煤资源的形成背景及其复采所面临的问题为基础，介绍了我国残留煤资源分布特征，分析了残留煤地下气化影响因素，构建了残留煤地下气化变权-模糊层次综合评价模型，探究了不同注气工艺的地下气化特性，提出了燃空区围岩稳定性的控制方法。本书可供煤炭地下气化、煤炭转化与利用、洁净煤技术等领域的科研与工程技术人员阅读参考，也可作为高等院校相关专业研究生和本科生的教学参考书。
前言概述
受限于独特的“富煤、贫油、少气”资源结构特点，改革开放四十多年来，我国经济持续地高速发展所需的巨大能源需求主要依赖于国内的煤炭资源供给。然而，煤炭资源长期"过度和粗放式的开采和利用方式，不仅形成了量大面广的残留煤资源，而且引发了一系列环境和社会问题，给煤炭行业带来了极大的负面影响。煤炭地下气化（以下简称“地下气化”）技术是一种既能有效回收和利用残留煤资源，又能兼顾环保性和安全性的新型复采技术，但并非所有残留煤资源都适合地下气化，需要从资源"技术、经济、环境"安全和能耗等方面对其进行综合评估。此外，当前地下气化技术仍处于工业性试验至产业化的过渡期，而地下气化的产气稳定与否对其能否实现产业化发展至关重要。因此，研究残留煤地下气化综合评价与稳定生产技术对实现我国煤炭资源的绿色开采和综合利用，以及推动我国煤炭工业的可持续发展具有十分重要的现实意义。然而，目前国内外相关研究在中国残留煤资源分布特征"
残留煤地下气化可行性评价"燃空区围岩稳定性控制技术等方面尚存不足之处，亟待完善。作者一直致力于地下气化领域的理论研究与技术开发工作，曾先后参与国家自然科学基金项目"江苏高校优势学科建设工程项目等地下气化纵向课题。以及山西大同煤矿集团"山西晋城无烟煤矿业集团"山西三元煤业股份有限公司"安徽淮北矿业集团等多家大型煤矿企业的科技项目，尤其是以主要成员身份参与了华亭煤业集团科技项目、难采煤有井式综合导控法地下气化及低碳发电工业性试验研究和贵州省科技重大专项“盘江矿区山脚树矿煤层地下气化关键技术及产业化示范研究”。得益于上述经历，作者在地下气化可行性评价"
地下气化注气工艺与产气特性"地下气化热-力耦合条件下煤岩体力学特性等方面积累了一些的研究成果。并于2014年完成了博士学位论文的撰写。近年来，作者又主持参与了多个地下气化科研项目，使得相关研究得到了进一步的夯实与完善。在原有博士学位论文的基础上，作者对其进行了结构优化、数据更新和模型修正，几易其稿，终著成本书。本书系统地总结了作者近年来从事地下气化理论与实践研究的主要成果，主要创新点如下：（1）通过文献调研和理论分析估算出了我国残留煤的资源量，掌握了我国残留煤资源的分布特征、赋存条件、煤质特性等情况；按照残留煤成因对其进行了种类划分，并根据残留煤资源特征和复采技术适用条件，构建了残留煤资源复采技术体系。
（2）从资源条件、技术方案、经济效益、环境影响、安全保障、能耗水平等六个方面对残留煤地下气化可行性的影响因素进行了全面分析，选取了89项因素作为评价指标，建立了多层次结构模型，并运用变权综合、模糊数学和层次分析等理论构建了残留煤地下气化可行性变权-模糊层次综合评价模型。（3）基于中梁山和华亭地下气化工业性试验的实测结果，对不同气化工艺的操作参数和气化指标进行了对比分析，探究了单双炉运行、气化剂氧浓度和蒸汽对地下气化产气效果及稳定性的影响，对地下气化产业化生产的工艺选择提出了指导意见。（4）结合理论分析和数值模拟，揭示了地下气化过程中燃空区顶板和煤柱的力学特性演化规律，据此获得了地下气化条带合理采宽和留宽的确定方法，对燃空区充填工艺进行了初步设计，并提出了一种可以实现地下气化大规模生产围岩稳定性控制的“条带充填跳采”气化工艺。在本书的选题、构思与撰写过程中，得到了中国矿业大学王作棠教授的悉心指导和帮助，辛林博士在数值模拟方面给予了帮助，段天宏博士、张朋博士、王建华博士等也对本书的相关内容提出了诸多宝贵意见。此外，本书的现场试验研究得到了重庆中梁山煤电气有限公司、华亭煤业集团有限责任公司、贵州盘江投资控股（集团）有限公司领导"
管理人员和工程技术人员的大力支持。在此，作者谨向上述单位及个人表示衷心的感谢。本书的出版及相关研究得到了江苏高校优势学科建设工程项目(SZBF2011-6-B35)、中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放研究基金资助项目(SKLCRSM19KF024)和东华理工大学博士科研启动基金项目(DHBK2015322)的联合资助，在此一并感谢。由于作者水平有限，书中不足之处，恳请广大读者批评指正。
作者简介
黄温钢，男，江西省上饶市人，博士，讲师，一直从事地下气化的理论研究和工程实践工作，作为项目主要成员，曾参与国家自然科学基金项目、江苏高校优势学科建设工程项目、贵州省重大科技专项等10余项地下气化基础研究、可行性评价、工程设计和工业性试验运行项目，以第一作者在国内外学术期刊上发表地下气化相关论文10余篇。
目录
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.□ 研究意义
1.□ 国内外研究现状
1.□.1 我国残留煤资源特点
1.□.□ 地下气化可行性评价
1.□.3 地下气化过程稳定性控制
1.□.4 燃空区围岩稳定性控制
1.3 研究内容与方法
1.3.1 研究内容
1.3.□ 研究方法与技术路线
□ 我国残留煤资源分布特征及复采技术
□.1 残留煤资源定义及特点
□.□ 残留煤资源量及分布特征
□.□.1 残留煤资源量估算
□.□.□ 残留煤资源分布特征
□.□.3 残留煤资源赋存条件
□.□.4 残留煤资源煤质
□.3 残留煤资源类型及复采技术
□.3.1 残留煤的成因及分类
□.3.□ 残留煤资源传统物理复采技术
□.3.3 残留煤资源新型化学复采技术
□.3.4 残留煤资源复采技术体系
3 残留煤地下气化可行性影响因素分析
3.1 资源条件
3.1.1 地质构造
3.1.□ 水文地质
3.1.3 煤层赋存条件
3.1.4 煤质特征
3.1.5 气化储量
3.1.6 开采技术条件
3.1.7 建厂条件
3.□ 技术方案
3.□.1 方案与规模
3.□.□ 工艺技术
3.3 经济效益
3.3.1 盈利能力
3.3.□ 清偿能力
3.4 环境影响
3.4.1 大气环境影响
3.4.□ 地表水环境影响
3.4.3 固体废弃物环境影响
3.4.4 噪声环境影响
3.4.5 地下水环境影响
3.4.6 地表沉陷
3.5 安全因素
3.5.1 气化矿井安全
3.5.□ 化产区安全
3.6 能耗水平
4 残留煤地下气化变权-模糊层次综合评价模型
4.1 综合评价方法选择
4.□ 变权-模糊层次综合评价基本原理
4.□.1 模糊层次综合评价法
4.□.□ 变权的基本概念及原理
4.3 残留煤地下气化变权-模糊层次综合评价模型构建
4.3.1 变权模糊层次综合评价模型的建立方法
4.3.□ 评语集确定
4.3.3 评价指标集建立
4.3.4 评判矩阵构建
4.3.5 指标权重计算
4.4 评价模型应用
4.4.1 项目概况
4.4.□ 指标状态值与分级界定值确定
4.4.3 隶属度及其变权计算
4.4.4 评价结果
5 不同注气工艺的地下气化特性
5.1 试验条件与方法
5.1.1 资源条件
5.1.□ 试验系统
5.1.3 试验方法与操作参数
5.□ 试验结果
5.□.1 点火阶段
5.□.□ 空气连续气化试验
5.□.3 空气一蒸汽连续气化试验
5.□.4 富氧（蒸汽/C0□）连续气化试验
5.□.5 空气/富氧-蒸汽两阶段气化试验
5.3 气化指标对比分析
5.3.1 煤气组分与热值
5.3.□ 煤气产率与流量比
5.3.3 消耗指标
5.3.4 气化效率
6 燃空区围岩稳定性控制
6.1 地下气化条带开采采宽与留宽确定方法
6.1.1 地下气化的工作面与煤柱形态
6.1.□ 地下气化条带开采采宽确定方法
6.1.3 地下气化条带开采留宽确定方法
6.□ 燃空区充填工艺
6.□.1 充填工艺选择
6.□.□ 充填系统与工艺流程
6.□.3 燃空区充填体积
6.3 地下气化“条带+充填+跳采”开采工艺
7 残留煤地下气化工程设计
7.1 资源条件分析
7.1.1 地质构造
7.1.□ 水文地质
7.1.3 煤层赋存条件
7.1.4 煤质特征
7.1.5 气化储量
7.1.6 开采技术条件
7.1.7 建厂条件
7.□ 地下气化工艺方案选择
7.□.1 建炉方式
7.□.□ 注气工艺
7.3 地下气化条带开采采宽与留宽的确定
7.3.1 地下气化条带开采采宽
7.3.□ 地下气化条带开采留宽
7.4 地下气化条带开采数值模拟
7.4.1 模型构建与参数选择
7.4.□ 模拟结果与分析
参考文献
- 冶金工业出版社图书旗舰店
- 冶金工业出版社，是国内历史最悠久的专业科技出版社之一。主要承担学术专著、技术著作、技术手册、专业辞书、大中专教材、职工培训教材、科普读物、人文社科、文集、史志、年鉴等图书的出版。
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