2016年度山西省应用基础研究计划

2016年度山西省应用基础研究计划□□□□□□□□□□□山西省科学技术厅2016年11月编制说明山西省煤层气联合研究基金是省科技厅贯彻落实创新驱动发展战略，发挥自然科学基金的引导作用，以强化企业技术创新主体地位、加快提升我省煤层气产业核心竞争力为目标，以创新科技资源配置方式、集聚省内外科研力量为路径，与晋煤集团共同出资设立的一种基金资助方式。本联合研究基金是省应用基础研究计划的重要组成部分。2016年度山西省煤层气联合研究基金项目紧密结合我省煤层气产业发展的重大科技需求，认真贯彻“围绕产业链部署创新链、围绕创新链配置资金链”的指导思想，以煤层气开发利用中急需解决的关键科学问题和重大工程技术问题为重点，根据年度申报指南要求，在各有关单位推荐及组织省内外专家进行严格评审的基础上，经认真研究筛选所确定。项目的实施将对提升我省煤层气产业技术创新能力和人才队伍水平，加快煤层气产业发展起到重要推动作用。本批计划共安排项目 14项，资助经费 890万元。其中省内单位承担 10项、经费655万元，省外单位承担口、经费235万元。TOC\o"1-5"\h\z2016012001口基质中孔隙 /裂隙对煤层气开采的影响与控制机理 12016012002煤矿采动 /采空区煤层气管道受损规律研究 12016012003寺河口采动卸压区 9号煤层L型井抽采技术研究 12016012004基于煤层气合成氨的新型多相催化剂的创制及应用性研究 22016012005基于煤层气脱氧用双核杂金属中心新型吸氧剂的构建 22016012006构筑高吸附量与选择性的柔性金属有机骨架( MOFs)用于低浓煤层气中 CH4的高效富集 22016012007口水盆地南部煤储层压裂液滤口机理研究 32016012008口中可溶有机微生物生气组分判识 32016012009口地质微生物菌群对褐煤的降解及产气研究 32016012010口压瓦斯抽采的地面 L型钻井工艺及常规导向参数优化 42016012011低浓度煤层气安全输送泄露检测技术研究 42016012012采动下煤层瓦斯运移规律及抽采特征研究 42016012013松软煤体水力压裂口透机理研究 52016012014口软煤层气井压裂机理与数值模拟 520162016年山西省煤层气联合研究基金项目表#单位：万元编号项目名称类别简 要 说 明起止时间承担单位主持人经费2016012004基于煤层气合成氨的新型多相催化剂的创制及应用性研究皿础研究本项目针对温和条件下低浓度煤层气一步法合成氨过程中甲烷转化和氮分子的活化能高的关键科学问题， 首次提出以金属-有机多孔材料 （MOFs）热解得到的多级孔口 （HPC）作为载体， 构筑钌一镍双金属纳米团簇 @多级孔碳多相催化剂。项目系统考察钌 -镍双金属纳米团簇在载体的孔道内部的自组装规律， 通过对载体材料的筛选及改性， 探索多相催化剂的组成、 结构与反应的活性和转化率之DODO,获得高活性和选择性的新型Ru-NiMNCs@MOFs-HPC催化剂，为实现温和条件下低浓度煤层气一步法合成氨奠定基础。20172018太原理工大学王爽602016012005基于煤层气脱氧用双核杂金属中心新型吸氧剂的构建皿础研究本项目以高比表面吸附剂 Cu3（BTC）2为基体， 二价态金属 Cr作为交换剂， 打破MOFs结构中原始的配位平衡理论， 采用蒸汽相法原位固相交换方式逐步提高金属交换量， 双金属 Cu-Cr协同构建双核杂金属吸附剂 （Cu-Cr）3（BTC）2材料，使其兼具稳定性和可逆吸氧特性。研究材料的合成与交换规律，晶体结构，配位类型，O2和H2O吸脱口，以及稳定性等科学问题，为管输低浓度煤层气脱氧提供优良吸附剂。20172018太原理工大学杨江峰602016012006构筑高吸附量与选择性的柔性金属有机骨架（MOFs）用于低浓煤层气中ch4的高效富集皿础研究高效利用低浓煤层气， CH4/N2分离是关键。本项目基于CH4/N2难分离的关键问题，提出利用柔性金属有机骨架材料（MOFs）独特的压力响应结构特点， 用以构筑高效的 CH4/N2分口吸附剂。针对现有柔性 MOFs存在高 CH4/N2选择性，低 CH4吸附量的问题， 对柔性 MOFs进行结构改性。 在柔性 MOFs层间引入长链配体，扩张其层空间，提高 CH40000,00000性的同时提高 CH4吸附量，以期最终实现 CH4/N2混合物的高效分离。本课题的提出将为 CH4/N2的高效分离提供理论支撑，为实现低浓煤层气中 ch4o高效富集奠定基础。20172018太原理工大学李立博60

单位：万元编号项目名称类别简 要 说 明起止时间承担单位主持人经费2016012007沁水盆地南部煤储层压裂液滤口机理研究应用基础研究本研究以口水盆地南部 3号煤储层为研究对象， 利用煤岩压口液滤口仪测试不同煤体结构煤岩压裂液滤口路径及赋存空间特征，结合损伤力学理论构建研究区不同煤体结构煤岩内部损伤力学模型， 基于此实现本区煤储层压口液滤口体积计算模型的建立。通过煤层气井单井、井组开挖的连续观察，查明煤储层主干裂缝壁面压裂液滤口带宽度、侵入带划分情况， 结合口岩弹性力学理论分析， 研究煤层气井排采期间煤储层压口滤液闭锁伤害机制，最终提出煤储层压口液滤失伤害的防控措施建议。可为研究区“个性化压口”目标的实现奠定理论基础。20172018内蒙古工业大学陈立超552016012008煤中可溶有机微生物生气组分判识应用基础研究为进一步培育高效生气微生物， 加快煤的微生物生气商业化进程，亟需开展微生物生气口中可溶有机物判识研究，此项研究具有重要的科学价值和国家能源安全战略意义。本项目拟通过对微生物生气实验前后口中可溶有机物的对比分析，判识有利微生物生气的煤中可溶有机物组分；建立适宜微生物生气前后口中可溶有机物的口提、 分离和检测技术，为微生物分解煤生气提供理论基础和依据， 为实现微生物分解煤生气商业化提供前提条件。20172018中国石油大学（北京）张潇802016012009煤地质微生物菌群对口煤的降解及产气研究应用基础研究本项目以不同地区褐煤为研究对象， 利用实验室发酵罐内已优化的煤层原始菌群作为外源菌， 在实验室展开厌氧微生物降解褐煤产气实验，通过红外光谱、气相色谱 -质谱、扫描电镜等设备，采用 DGGE等现代分子生物学手段，研究煤样组份及微观形态的改变、 主要功能菌群的变化情况、以及发酵液中小分子口含量的变化， 探索厌氧菌群与褐煤的相互作用， 以期了解煤层微生物对褐煤的降解过程及褐煤对厌氧微生物菌群结构的影响。20172018山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司王江泽85

单位：万元编号项目名称类别简 要 说 明起止时间承担单位主持人经费2016012010卸压瓦斯抽采的地面 L型钻井工艺及常规导向参数优化应用基础研究通过有效的优化卸压瓦斯抽采的地面 L型井钻井参数可提高钻井的工作效率，基本的钻井参数包括： L井口孔层位优选、井身结构优化、合理确定钻具组合、常规导向系统矫正及优化。以岩石可钻性的钻速模式为基础的钻井参数优选目标函数， 进行优化钻井参数的设计， 合理优化钻井技术的经济指标，提高 L钻井的轨迹精度、中靶率。 通过对口压瓦斯抽采 L型钻井参数优化技术工艺的改进， 使得矿井抽采效果显著提高 ，抽采成本大大下降，有效促进了矿井的安全生产。20172018山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司白建平8020160120n低浓度煤层气安全输送泄露检测技术研究应用基础研究本研究从泄露源参数动力学特性底层分析出发， 分析其作用机理，研究低浓度煤层气泄露引起振动特性以及温度变化特性，并分别建立泄露源数学模型； 研究用于泄露引起振动和温度测量的光纤传感方案， 研制用于低浓度泄露检测定位的相位敏感 OTDR与ROTDR融合新型光纤传感技术。 依托实时采集技术下在线特征识别与数据融合实现低浓度输气泄露险情识别与定位， 为低浓度煤层气输送管路安全监测与预警提供一种新的解决方案， 本研究也可为其它管路输送检测与预警提供借鉴。20172018太原理工大学靳宝全402016012012采动下煤层瓦斯运移规律及抽采特征研究应用基础研究采动下煤层瓦斯运移规律及产出机理研究是矿井瓦斯防治和煤层气勘探开发最为重要的研究内容之一。 项目研究中采用理论分析、 数值计算、 软件模拟、 采样测试及现场实测等技术手段，并充分利用公司承担的国家“十一五”、“十二五”重大科技攻关“采煤采气一体化” 项目前期研究成果和现有的数十口地面采动井抽采实践经验， 对口动下煤岩的裂隙分布特征、煤岩应力—应变及渗透性特征、 瓦斯产出机理、 瓦斯运移规律及采动区瓦斯抽采特征等进行系统分析和研究。20172018山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司郝春生90

单位：万元编号项目名称类别简 要 说 明起止时间承担单位主持人经费2016012013松软煤体水力压裂口透机理研究应用基础研究松软煤体的低渗透性是制约当前瓦斯抽采的瓶颈问题， 本项目通过测定晋城矿区松软煤体的力学参数， 对其破坏特征进行分析，同时结合水力压裂相似模拟实验， 建立考虑煤体弹塑性损伤、流口耦合及裂隙扩展分析的计算模型，并提出相应的数值算法，模拟不同压裂参数时煤体的破坏情况， 并将数值模拟结果与实验结果结合，探讨注水量、注水压力、注水时间等压裂参数对口软低透煤层起裂压力、压裂半径、裂纹开度、裂纹数量等的量化影口规律，为现场水力压裂工艺技术参数优化提供指导。20172018太原科技大学茹忠亮502016012014松软煤层气井压裂机理与数值模拟应用基础研究水力压裂是提高松软煤层透气性以及煤层气开采效果的一种重要手段， 目前针对松软煤层压裂机理的相关研究始终未有较大进展，导致松软煤层压裂施工缺乏指导，压裂