煤矿专用模型实验装置哪里有卖

① 煤矿术语及含义 比如说 溜煤眼，放顶煤，开切眼等等

本安型本安型是本质安全型的简称本质安全源于按GB3836.1-2000标准生产，专供煤矿井下使用的防爆电器设备的分类，防爆电器分为隔爆型、增安型、本质安全型等种类，本质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质安全电路，即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。也就是说该类电器不是靠外壳防爆和充填物防爆，而是其电路在正常使用或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mJ, 即瓦斯浓度为8.5%（最易爆炸的浓度）最小点燃能量。本质安全，就是通过追求企业生产流程中人、物、系统、制度等诸要素的安全可靠和谐统一，使各种危害因素始终处于受控制状态，进而逐步趋近本质型、恒久型安全目标。本质安全是珍爱生命的实现形式，本质安全致力于系统追问，本质改进。强调以系统为平台，透过繁复的现象，去把握影响安全目标实现的本质因素，找准可牵动全身的那“一发”所在，纲举目张，通过思想无懈怠、管理无空档、设备无隐患、系统无阻塞，实现质量零缺陷、安全零事故。人的本质安全相对于物、系统、制度等三方面的本质安全而言，具有先决性、引导性、基础性地位。人的本质安全包括两方面基础性含义。一是人在本质上有着对安全的需要。二是人通过教育引导和制度约束，可以实现系统及个人岗位的安全生产无事故。人的本质安全是一个可以不断趋近的目标，同时又是有具体小目标组成的过程。人的本质安全既是过程中的目标，也是诸多目标构成的过程。本质安全行的员工可通俗的解释为：想安全，会安全，能安全。即具备自主安全理念，具备充分的安全技能，在可靠的安全环境系统保障之下，具有安全结果的生产管理者和作业者。本质安全型企业指在存在安全隐患的环境条件下能够依靠内部系统和组织保证长效安全生产。该模型建立在对事故致因理论研究的基础上，建立科学的、系统的、主动的、超前的、全面的事故预防安全工程体系。 本质安全防爆方法是利用安全栅技术将提供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花，又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内，从而消除引爆源的防爆方法。 对于仪表检测和控制回路而言，限制能量首先意味着限制电压和电流。又由于电容和电感能够储存和释放电能量，因此电容和电感也须限制。 实践中，人们利用火花实验装置，通过实验确定对不同危险类别气体的电能量限制参数。国际标准和中国国家标准中给出的常用电能量引爆曲线有电压电流引爆曲线、电压电容引爆曲线和电流电感引爆曲线等。根据这些曲线，再参考1.5倍的保险系数，人们便可以确定在涉及某类气体时，对指定回路的电能量限制参数。 例如，涉及IIC类气体(如氢气)时，对标准24VDC供电的回路(如变送气，电气转换器，电磁阀等)通常设定限压值为28V。依此限压值查电压电流引爆曲线，并考虑1.5倍的保险系数，可确定此时的限流值，可确定此时的限流值应为119mA。依28V限压值并考虑1.5倍的保险系数后查电压电容引爆曲线，可确定回路电容值应限制在0.13μF。依119mA限流值并考虑1.5倍的保险系数后查电流电感引爆曲线，可确定回路电感值应限制在2.55mH。 为限制仪表的表面温度，除需限制回路的开路电压和短路电流外，还要限制回路的最大功率。 本质安全防爆回路，总是由一个本安现场仪表和作为回路限能关联设备的安全栅配合组成

保护层路面保护层是指在磨耗层上用砂土材料铺成厚度不超过1CM的薄结构层，其作用是保证路面的平整度。煤矿保护层：在开采煤层群时，有的煤层突出（煤与瓦斯突出）危险性大，有的煤层突出危险性小，甚至没有突出危险性。为了保护突出危险性大的煤层而先开采的不突出或突出危险小的煤层就叫保护层；后开采的突出危险煤层叫被保护层。

外因火灾由外部火源(如明火、爆破、电流短路等)引起的火灾外因火灾是指由外部火源，如明火、放炮、机械摩擦、撞击、电气设备产生的电弧火花，瓦斯或煤尘爆炸等引起的火灾一般的说，在电气化程度较低的中、小型煤矿，大多数外因火灾是由于使用明火或违章爆破等引起的。在机械化、电气化程度较高的矿井，则大多是由于机电设备管理维护不善，操作使用不当，设备运转故障等原因所引起的。而且随着矿井电气化程度的不断提高，机电设备引起的外因火灾的比重也有增长的趋势。在井下吸烟、取暖、违章放炮、电焊及其它原因，引起的外因火灾，也时有发生。外因火灾大多容易发生在井底车场、机电硐室、运输及回采巷道等机械、电气设备比较集中，而且风流比较畅通的地点。这类火灾一般发生得比较突然，发展速度也快。一个小火源，稍有疏忽，火势就可能蔓延扩大到很大的范围。如果发现不及时，处理方法不当，或是行动措施不果断，会给矿井带来严重损失以至发生惨痛的人身伤亡事故

大巷大巷：煤矿术语之一。就是井下的主要巷道。附录：巷道大巷（dā hàng)workings地下采矿时，为采矿提升、运输、通风、排水、动力供应等而掘进的通道。根据巷道长轴线与水平面的关系分为3类：①直立巷道。巷道的长轴线与水平面垂直，包括立井、盲立井。立井中直接与地面相通，专门或主要用于提升矿石的称主井；作提升废石、矸石、下放器材、升降人员等辅助提升用的称副井。盲立井不与地面直接相通，又称暗立井。专门用来溜放矿石的暗井称溜井。②水平巷道。巷道的长轴线与水平面近似平行。如平硐，直接与地面相通，包括担负主要运矿任务的主平硐、担负辅助运输的副平硐和专作通风用的通风平硐等；石门，与地面不直接相通，其长轴线与矿体走向斜交或直交。平巷，与地面不直接相通的水平巷道，其长轴方向与矿体走向平行，布置在矿体内的称脉内平巷，布置在岩石中的称脉外平巷。③倾斜巷道。巷道的长轴线与水平面呈一定角度。如作用与立井和平硐相同，与地面直接连通的倾斜巷道——斜井，用于开采某水平以上或以下矿体的上山道或下山道、斜坡道和天井等。巷道断面形状多为拱形、梯形或矩形，围岩松软的为圆形、椭圆形或马蹄形。如围岩不稳定，须进行支护，根据围岩稳定程度、涌水量、断面形状和大小、服务年限等因素，选择喷射混凝土、锚杆、金属钢筋混凝土或石材等支护形式。

火风压井下发生火灾时，由于高温烟流流经有标高差的井巷所产生的附加风压矿井中发生火灾时，烟流主要沿着原来的风流方向移动，火灾波及的范围内空气温度升高，形成与自然风压相同的火风压。火风压可以使巷道内的风流逆转，使有毒有害气体波及到临近巷道，造成人员伤亡，还可以使通风系统混乱，造成瓦斯爆炸。控制火风压，尽可能使之减小。采用灭火，修筑临时防火密闭墙，加大供风量，利用火源近的巷道将烟直接引入总风道排至地面。

避难硐室矿工自救中，设置避难硐室是十分必要的。由于自救器有效时间较短，当佩戴自救器后，在其有效作用时间内不能到达安全地点；撤退路线无法通过；若有自救器而有害气体含量又较高时，避难硐室可以发挥作用。避难硐室有两种：一种是预先设置的避难硐室；一种是当多故出现后因地制宜地构筑临时性的避难硐室。预先设置的避难硐室，如中央避难硐室，可设在井底车场附近，与井下保健站硐室结合在一起。采区避难硐室．用设于采区安全出口的路线上，距人员集中工作地点不超过500米。其容积应能容纳一个工作班的采区全体人员。在有煤与瓦斯突出危险的矿井的掘进工作面附近，也应设难避难硐室，各硐室中应装备有一定数量的自救器。避难硐室必须构筑严密，以免有害气体侵入，使避难人员受害。永久避难硐室有过滤和制氧装置，有的能造成封闭式小循环．以及必要的救护器材。临时避难硐室是利用工作地点的临时巷道，硐室或两道风门之间的巷道，在事故发生后临时修建的。临时避难硐室机动灵活，修筑方便，正确地选择修建临时避难硐室的地点，往往能对受难人员发挥很好的救护作用。在进入临时避难硐室前，应在硐室外留有衣物、矿灯等明显标志，以便救护队发现。待避时，应保持安静，避免不必要的体力消耗和空气消耗，借以延长避灾时间。硐室内除留有一盏灯照明外，其余矿灯应全部关闭。在硐室内可间断地敲打铁器、岩石等，发出呼救信号。全体避难人员要坚定信心，相信在各级领导和职工的努力下，一定会安全脱险。

戗柱在煤矿高档普采工艺中，为保持支架的稳定性，防止支架或支柱倒向一侧，在支架或支柱的另一侧支设一棵支柱，新支设的这棵支柱，柱头与原支柱紧邻，柱脚离开原支柱一定距离，以起到防止原支柱或支架歪倒。这棵支柱就称作戗柱。

拿道拿道——煤矿术语，原指井下电车脱轨，即“掉道”后，用手和工具使其重新走向正轨。后泛指修正错误，改正缺点等方面的过程。

非常仓库井下贮存救灾材料和设备的硐室

均压防灭火降低采空区和已采区两侧的风压差，减少漏风，达到预防和消灭火灾的措施

止浆岩帽止浆岩帽：井巷工作面预注浆时，暂留在含水层上方或前方能够承受最大注浆压力（压强）并防止掘进工作面漏浆、跑浆的岩柱

② 画有机化学实验装置的软件（适合于大学）

ChemOffice Ultra 2008 v11.0已发行一段时间,这是2007.8最新正式完整版! 价值:$2,870.00
美国剑桥公司最新版本ChemOffice Ultra 2008 是世界上最优秀的桌面化学软件，集强大的应用功能于一身, 为您提供了优秀的化学辅助系统,使您的研究工作达到一个新的高度。ChemOffice Ultra 2008 包括:ChemDraw Ultra 化学结构绘图、Chem3D Ultra 分子模型及仿真、 ChemFinder Ultra 化学信息搜寻整合系统等一系列完整的软件。可以将化合物名称直接转为结构图，省去绘图的麻烦；也可以对已知结构的化合物命名，给出正确的化合物名称。

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③ 地热源热泵有实验数据库吗

有。中文科技期刊数据库通过对同一测试孔分别进行实验室法、地热源热泵测试模型方法以及在原有柱热源测试模型方法的基础上提出分层热物性测试法进行土壤热物性测试。地热源热泵指地源热泵。地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源实现由低品位热能向高品位热能转移的装置。通常地源热泵消耗1kwh的能量，用户可以得到4kwh以上的热量或冷量。

④ 请问河南省哪里可以制造煤矿矿井巷道模型的。需要专业点的，附近省份的也可以。例如江苏省的。

河南天荣万华科教设备有限公司，这家是专业做煤矿安全教学模型的，各级安培中心通版风、采掘、机电、运输权提升实验室设备模型。去年我们单位在这家采购了一批三级安培中心培训模型，其中就有现代化矿井仿真综合系统模型，井上工业广场，井下全矿井生产系统，按理论制作的，外观非常漂亮，人家售后服务真好，前段时间有个小模型出了点问题我打个电话试试让来维修，没想到第二天技术人员就到我们矿上了。你要的这家应该能做的。

⑤ 工频耐压仪与耐压测试仪有什么区别

工频耐压仪与耐压测试仪基本没有什么区别。

绝缘耐压试验设备

SJTU系列冲击电压发生器
YDQ系列充气超轻型试验变压器
YDQD系列带抽头充气式多用高压试验变压器
YDQW系列充气无晕超轻型试验变压器
YDQJC系列充气式串激高压试验变压器
YD系列油浸式高压轻型试验变压器
YDJC系列串激轻型试验变压器
EDCDP系列超低频高压发生器
GTU系列高电压大容量充气式无局放高压组合电
JY系列绝缘筒式无局放全绝缘试验变压器
EDCZB-09型操作波发生器装置
GTB系列干式高压试验变压器
ED2690/ED2691智能耐压测试仪
ED2671A通用交/直流耐压测试仪
ED2670/ED2670A通用交流耐压测试
ZDTC系列高压试验变压器电动操作台
ED2672/ED2672A耐压/绝缘电阻测
ED2670B通用交/直流耐压测试仪
TPXB系列调频串联谐振装置
TC系列高压试验变压器操作台
XC系列高压试验变压器操作箱
TPXB-B系列变电站电器设备交流耐压调频串
TPXB-C系列CVT检验用工频串联谐振装置
TPXB-D系列电缆交流耐压调频串联谐振装置
TPXB-E系列发电机交流耐压调频调感串联谐
TPXB-F系列发电机交流耐压工频串联谐振装
TPCB系列变频控制电源
EDYD系列激励变压器
EDFC系列电容分压器
EDDK系列电抗器
DMA2550型绝缘电阻测试仪
DMB5000型绝缘电阻测试仪
DMC2000型绝缘电阻测试仪
DMD系列绝缘电阻测试仪
DME2305型数显绝缘电阻测试仪
DME2306型数显绝缘电阻测试仪
Q50-300 放电保护球隙
FRC系列交直流数字分压器
H9840型保护式直流数字微安表
高压滤波电容
TAG6000型无线高压核相器
2DL系列高压硅堆
FZ系列高压直流放电棒
FRD型高压核相器
YDQ-Ⅱ型声光伸缩验电器
400ml标准式试油杯
均压球
水电阻
警示灯，警示牌
EDC系列高压电容
测试导线、电流型、电压型多功能连接件，接插件

⑥ 网上传的山河智能的丑闻谁知道原因

曝光无良企业，山河智能！！！
中国机械制造业名企、上市公山河智能(002097)被传盗窃行业技术机密，近日在一股吧中大量被曝光了盗窃同行技术机密一案的图片证据该案件不仅牵扯国内众多机械制造企业内斗，更涉及国人神经高度敏感的煤矿井下安全话题。继达?芬奇、味千拉面等无良企业后，山河智能成为又一无良心、无道德、无信誉的商企。然而，山河智能的道德缺失跟达?芬奇，味千拉面比起来，破坏力更大，社会影响更为恶劣！！！
山河智能属于国内外基础设施建设的重工行业，所生产的产品应用在城市、农村的基础设施建设、高铁建设、地质勘探、煤炭矿井生产等各种领域。虽然这类重工企业的知名度不算高，但它跟只与富人打交道的奢侈品达?芬奇和营养品味千拉面相比起来，山河智能这样的企业，才是与每一个老百姓住房、出行生活、用电息息相关，才是真正关乎国计民生的产业。
今年上半年开始，网络上就陆续有人爆料说一向以产学研一体化自居的山河智能剽窃多家同行的技术机密；6月山河智能集团董秘、证券法务部门纷纷出面对该窃密行为予以彻底否认。而一月多月后，又有爆料者将山河智能剽窃事实的证据晒到网上，有理有据，让人不得不信服，更爆出了山河产品的技术问题。
盗窃同行技术丑闻什么的是你们企业间的斗争，跟我们老百姓关系没那么大，但让我们气愤的是，山河智能对设备技术质量和安全的漠视。要知道，你们任何一款产品的任何一个技术问题，都随时随地威胁着施工人员的生命安全。在那个网友爆料的证据中，山河在售的一台煤矿用设备居然没有减速系统！！！我们不懂得如何操作煤矿机械，但哪怕是开三轮车的司机都知道，不论什么车，不配刹车、不配减速系统就等于是自杀、就等于谋杀！！！
我国原煤产量是世界产量的35%，却占了世界煤矿工人死亡人数的80%。中国煤矿百万吨死亡率2.041，现在发展中的煤炭大国，比如印度、南非、波兰，他们在0.5左右，我们是2.04，他们是0.5，也就是他们的4倍。先进国家，像美国、澳大利亚就更低了，大概是0.01--0.05，我们现在是它的40倍--150倍，英国矿工自2002年至今一直保持0死亡率。为什么我国煤矿事故这么多，这些有问题的煤矿设备应该要负多大的责任？？？
据我们所知，山河智能的产品主要用在井下煤炭开采和井下救援；同时我们也查到，山河智能在成立短短不到半年的时间便下线了第一台掘进机，创造了煤炭机械领域的一大“奇迹”！可是！我们并不为这个“奇迹”感到喜悦，反而，我们为这个“奇迹”感到恐惧，惊出一身冷汗。因为哪怕是现成的技术，现成的专家，从试验品原料选购、模具生产、零件生产、组装、涂装、安全实验、试验品整改到再投产再试验等后续加工的内容，也不可能在这么短的时间内完成。那么试问，这生产出来的是试验品还是模型？？？卖到煤矿井下使用的又是什么？？？
披着鲜艳光环的山河智能，不仅是湖南创新型企业、还是国家级企业技术中心；不仅是湖南省知识产权先进单位，还获过湖南省科学技术进步奖；不仅是中国驰名商标，还获了“守合同重信用”称号；不仅获国家科技进步奖，还是有A级纳税企业称号；不仅是湖南省出口名牌企业，还是高新技术100强;我真想请问何老师，您不脸红吗？

⑦ 化学实验要用的化学仪器有哪些

补充一些仪器设备：
恒温干燥箱、高温电炉、冰箱……。
玻璃干燥器内……。
大气压力计、温度计容……。
真空泵、空气压缩机……。
某些规格玻璃管、锉刀、酒精喷灯……。
多种规格胶皮塞、软木塞、穿孔器、剪刀……。
电子计算器。
等等。

⑧ 轴子是什么带你了解寻找轴子的有趣实验

一、轴子的来历

自然界中存在着许许多多的物质，它们都是由各种原子分子等组成的；而原子则是由更基本的粒子，例如质子、中子、电子等组成的。除此之外，像是太阳产生的光，磁铁产生的磁场等，这些没有实体的场，也是构成宇宙的物质。那么，宇宙里究竟有多少种组成物质的基本单元呢？像是之前所说的， 原子可以分为更小的质子、中子、电子，那么这些粒子又可以再细分吗？

这些问题已经在几十年前被物理学家们认真研究过了，他们提出一套名叫标准模型的理论，预言了所有可能出现的基本粒子，共计61种。这个模型囊括除了引力以外的另外三种基本作用力，并且其预言的粒子接连被实验所证实，尤其是13年希格斯玻色子的发现，标志着标准模型取得了空前的成功，这也是目前最接近万有理论的普适模型。即便如此，标准模型也有无法解答的现象，例如 中 微子振荡，暗物质来源 ，以及正反物质不平衡等等问题。其中，后两个问题都跟本文要介绍的轴子相关。

验证标准模型的强子对撞实验数据图

基本粒子

暗物质有很多候选的粒子，它们都没有被包含在标准模型当中，因此一旦有所发现，将是物理学的又一个里程碑。在候选的新粒子之中，最热门的是大质量弱相互作用粒子（WIMP），还有另外一种比较可能的就是 轴子（axion） 。

宇宙中一小块区域暗物质的分布图

轴子一开始并不是为了解决暗物质的问题而提出来的，这个想法起初来源于理论物理学家罗伯托·佩切伊（Roberto Peccei）和海伦·奎恩（Helen Quinn）为了解决量子色动力学中的强CP问题而提出的 Peccei–Quinn 理论 ^[1] 。他们引入了一种新的动态标量场来表征违背电荷-宇称对称性的作用的大小，这个场可以天然地给出极小的参数值，保证了对称性的守恒，也就解决了强CP问题。之后，诺贝尔物理学奖得主弗兰克·威尔泽克（Frank Wilczek）和史蒂芬·温伯格（Steven Weinberg）指出这样会引入一种新的粒子，被威尔泽克命名为“axion”轴子。

电荷C，宇称P，及其联合对称性CP的示意图

轴子的引入本质上就是希望它很弱，从而表征出极弱的CP破缺，这样的要求导致这种粒子理论上几乎不与其他粒子发生相互作用，而且质量很小，大约是电子质量的 10 ^-11 ~10 ^-9 量级，因此在之前的实验中没有条件被观测到。然而，这反倒让轴子成为了暗物质的理想候选，因为这些特性也恰好是暗物质所需要的。

二、粒子物理中寻找轴子的有趣实验

轴子的耦合作用虽然很弱，但是一旦有轴子参与，普通的电磁相互作用就变得有趣起来。 本来静态电场和静态磁场并没有联系，但是轴子会把电场、磁场都旋转一个角度，然后相互混合起来，而轴子场本身则表征了电场、磁场耦合的大小 。这样一来，静磁场就可以生成电荷，而静电场则可以产生额外的电流进而生成磁场。不仅如此， 轴子和光子在强电磁环境下还会发生相互作用 ，相互转化，发生一系列有趣的现象。

扭曲的电磁场示意图

下面就介绍第一个实验—— 闪光穿墙（LSW） 。

闪光穿墙实验的简易装置图

闪光穿墙（LSW）实验理论上十分简单，因为光子和轴子在强磁场下可以相互转化，所以当激光通过强磁场后，有一定几率转变为轴子，而轴子基本不与普通物质发生相互作用，就可以毫无障碍地穿透墙壁，在经过墙后的强磁场后，轴子又转变回光子被探测器捕捉到。虽然理论上如此简单，但是考虑到轴子和光子的转化率极其低下，这个实验实现起来还是相当困难的。一方面需要大功率的激光器和产生极强磁场的大磁体，另一方面还需要特别灵敏的探测器，这种种条件让实验器材变得十分庞大。在德国电子加速器（DESY）研究中心的ALPS装置就是为了寻找这种具有很弱相互作用粒子而建设的。跟上面的示意图比较起来，这可就是庞然大物了。

ALPS大型实验装置（一期）

一期实验装置从2007年到2010年给出了一些实验结果，标示出轴子等粒子的存在边界，为了更进一步开展LSW实验，从2013年开始至今，科学家们设计建造了ALPS II 二期装置，各项参数都大大优于一期装置，在该装置上有望探测到轴子这类粒子的存在痕迹，为闪光穿墙这个构想提供更加有力的实验支持。

ALPS II大型实验装置（二期）

第二个实验是—— 轴子望日镜 。

望日镜是17世纪的物理学家，天文学家们为了观测太阳，以及研究太阳黑子所改造使用的一种望远镜。最早的发明者，使用者包括耶稣会牧师克里斯多夫·沙伊纳（Christopher Scheiner），他在其一本著作中详细绘制了装置的结构；还有我们所熟知的天文学家伽利略也改造了其数学家友人贝内德托·卡斯泰利使用的装置，做出了相似结构的望日镜。望日镜的原理是将望远镜安置在暗室当中，仅仅在镜头进光处开孔对准太阳，然后将成的像投影到白纸上。借由这种方法沙伊纳和伽利略都清楚地看到了太阳黑子并进行了研究，体现了望日镜的优越性。

克里斯多夫·沙伊纳著作中的望日镜

到了现代，同样是为了寻找太阳中“黑色”的不为人知部分——轴子，人们设计制造了现代化的望日镜。那么测量轴子的望日镜是什么样的呢？

就像之前实验一所说的，光子会在强磁场下转化为轴子，因此我们需要大功率的激光器和强磁场装置来产生轴子。而对于太阳来说，其内部的强电磁环境就是天然的轴子发生器，具体来说，在太阳核心位置通过 普里 马科夫效应 （Primakoff effect）产生了足量的轴子束流。因此，在地球上我们只需要用强磁场再将其转化为光子就能测量到轴子的信号了。

太阳轴子探测的方式

目前最灵敏的轴子望日镜是欧洲核子研究中心（CERN）的CAST装置。该装置每天在日出和日落的时候分别进行1.5小时的测量，其余的21小时将对准太阳以外的区域以测量背景信号。迄今为止，CAST并未发现太阳轴子存在的关键性证据，不过已经将范围缩小了许多。为了进行更精密的测量，在CAST基础上一个新的企划正在准备当中，它的名字是IAXO，即国际轴子天文台。

欧洲核子研究中心的CAST装置

IAXO装置示意图

除了这些以外，还有很多寻找轴子的实验，原理不尽相同，实验装置也各有差异，例如利用 轴子晕望远镜 （axion haloscope）的ADMX实验，利用自旋进动的CASPEr实验，MIT的ABRACADABRA实验，我国四川锦屏山的PANDAX、CDEX实验等。

ADMX实验的轴子晕望远镜示意图

当然，如之前所说的，轴子不光与暗物质有联系，还与宇宙正反物质不平衡这一问题相关。在2020年一篇最新的物理评论快报（PRL） ^[2] 上，一篇名为轴子起源说（Axiogenesis）文章指出在宇宙大爆炸之初，是轴子场的转动导致了正反物质不平衡，使得演化至今的宇宙中，物质远远多于反物质，因此万物起源于轴子场。

势函数像墨西哥帽的形状，小球的运动代表了轴子场的演化，其最终停留的位置决定了宇宙的现状。

正如上图所刻画的情形一样，决定轴子场的状态的函数不仅像是墨西哥帽一样，其边缘还是弯弯曲曲的形状，这就导致轴子场在演化过程中不仅会发生自发对称性破缺，还会以一个特定的旋转方向靠近终态，因此在这个过程中，轴子会传递多余的能量产生新的粒子。更神奇的是由于旋转方向是固定的，因此朝一个方向转动就会导致粒子的公式出现正号（即正物质），而不是另一个方向的负号（即反物质）， 那么这个过程就给出了正反物质的不平衡 。如果这个假设是正确的话，将会有一个与希格斯玻色子相关的重粒子存在，并且可能被升级版的LHC（大型强子对撞机）探测到。那么再回到轴子的话题上来，这篇文章的英文是Axiogenesis，不仅代表了轴子起源说的含义，其中genesis还有创世纪的一层含义存在，如果真如文章所述，那么现在的宇宙万物就确实是轴子场在大爆炸过程中所达成的创世纪，我们自身的存在就变成了轴子存在最有力的证据，这不就是寻找轴子最有趣，最出乎意料的实验吗？

轴子起源说

三、凝聚态物理中寻找轴子的有趣实验

轴子在参与电磁相互作用之后，实际上是对传统麦克斯韦方程组进行了修改，从而导致了一系列新的磁电效应的产生。而在凝聚态物理中，拓扑的引入可以等效的产生同样的效应，从而导致与轴子相同的效果。 这种等效替代实际上就是在材料的动量空间，材料的一个个原子堆砌成的小小宇宙中，找到了轴子的存在。

拓扑磁电效应

这种情况在凝聚态物理里面已经司空见惯了，物理学家们已经把狄拉克（Dirac）费米子，外尔（Weyl）费米子，马约拉纳（Majorana）费米子，斯格明子（skyrmion）等等粒子概念先后引入了凝聚态体系当中，这其中包括在粒子物理里还未发现的许多粒子。因此，凝聚态物理给这些新粒子的研究提供了另一种舞台，这其中就包括轴子。

外尔半金属态和轴子绝缘体态

轴子在凝聚态物理中表现为一种轴子绝缘体，相关材料内部的电子不表现出宏观导电性。 自然杂志上的一篇文章 ^[3] 就介绍了外尔半金属 (TaSe ₄ ) ₂ I 中电荷密度波表现出轴子的性质。另外，轴子与量子反常霍尔效应是密切相关的，轴子绝缘体和量子反常霍尔绝缘体之间是可以相互转化的。只要施加磁场，改变材料中的自旋极化，系统的拓扑状态就会相应发生改变，从而导致这两种具有不同拓扑性质的绝缘态之间相互转化。

量子反常霍尔绝缘体和轴子绝缘体，以及它们通过磁场相互转变的过程

在实验中，掺杂磁性杂质的拓扑绝缘体的复合结构中也发现了轴子绝缘体的存在。最近清华大学王亚愚老师的研究组在磁性拓扑绝缘体材料 MnBi ₂ Te ₄ 中发现了很强的轴子绝缘体态 ^[4] ，把凝聚态物理中的轴子现象的研究又往前推进了一步。

四、结语

轴子这个概念从1977年到现在已经发展了快半个世纪了，不管是高能物理中对真实轴子的探寻，还是凝聚态物理中对等效的轴子绝缘态的寻找，科学家们都提出了诸多脑洞大开预想，并且也开展了许多妙趣横生的实验。相信大家已经充分了解轴子这个神奇的概念了，如果有一天轴子被发现的话，那就证明科学真的具有无限的可能性， 而我们总能在其中发现有趣的物理，从而得到无穷的快乐。

参考文献

作者：Cioran

审稿：刘广同

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⑨ 低煤阶煤层气的成藏模拟实验研究

刘洪林 王红岩 李景明 李贵中 王勃 杨泳 刘萍

（中国石油勘探开发科学研究院廊坊分院 河北廊坊 065007）

作者简介：刘洪林，男，江苏徐州人，1973年生，汉族，2005年毕业于中国石油勘探开发研究院，获博士学位，主要从事煤层气勘探开发方面的研究工作。通讯地址：065007河北廊坊市万庄44号信箱煤层气E-mail：[email protected]。

本研究受到国家973煤层气项目（编号：2002CB211705）资助。

摘要 在美国粉河、澳大利亚的苏拉特等低煤阶盆地煤层气勘探取得突破以前，大家一直认为具有商业价值的煤层气资源主要存在于中煤阶的煤层中，煤阶太低，一般含气量不高，不具有勘探价值。但是近几年来的发现证实，低煤阶盆地煤层厚度大，渗透率高，资源丰度大，含气饱和度高，同样可获得了商业性的气流，而且从其气体的成因来看，其中有很大一部分是生物成因的煤层气。本文利用煤层气成藏模拟装置对低煤阶含煤盆地的煤岩样品开展了成藏模拟，从实验角度证明了中国西北地区虽然煤层煤阶较低，热成因气较少，但是却存在着具有商业价值的二次生物成因的甲烷气，再加上含煤层系众多，煤层厚度大，资源丰度极高，仍具有巨大的勘探潜力。

关键词 煤层气 水动力 成藏

Simulation Experiment of Biogenic Gas in Low Rank Coal of China

Liu Honglin，Wang Hongyan，Li Jingming

Li Guizhong，Wang Bo，Yang Yong，Liu Ping

（Langfang Branch of PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration ＆ Development，Langfang 065007）

Abstract：Before CBMexploration achieved success in the low rank coal basins like Power Rive Basin of the U.S.and Surat Basin of Australia，People thought that CBM resources with commercial development value mainly stored in medium-high rank coal seams and low rank coal was not worthy of exploration and development e to low gas content.But the exploration practices for recent years proved that commercial CBMproction could be obtained in low rank coal basins which have thick coal thickness，high permeability，high resource concentration，high gas saturation.Moreover，from the cause of formation of CBM，most of CBMin low rank coal belongs to biogenic gas.In this paper，the simulation experiment on CBM accumulation in coal samples from low rank coal basin was carried out by using simulation apparatus of CBM accumulation.The experiment proved that commercial secondary biogenic methane gas possibly existed in northwest coal basin although the rank of coal is low and there was little thermal-genic gas in the basin.Considering there are lots of thick coal seams and the resources concentration is high，the exploration prospect of CBM is promising in the northwest coal basins.

Keywords：CBM；hydrodynamic condition；accumulation

前言

进入20世纪90年代，随着煤层气产业的迅猛发展，美国煤层气的资源开发活动不再局限于中煤阶煤储层发育的圣胡安和黑勇士盆地，资源评价和研究工作覆盖了18个主要含煤盆地或含煤区，在其中12个含煤盆地从事煤层气开发活动，煤储层的煤阶从中煤阶扩展到低煤阶和高煤阶，特别是发育低煤阶煤储层的含煤盆地因煤层气资源量较大而受到重视，发育低煤阶煤储层的含煤盆地6个，煤层气资源量10×10¹²m³，占总资源量的53%，以粉河盆地为代表的低煤阶含煤盆地煤层气商业开发的成功，大大拓展了煤层气勘探开发的视野和领域。粉河盆地位于蒙大拿州东南部和怀俄明州东北部，面积25800km²，为一大型沉积盆地，形成于腊腊米运动造山期，盆地中含有巨厚的晚白垩世煤层，单层厚度达67m，煤层总厚118m。盆地为一不对称向斜，轴部靠近西部边缘，西部边缘以逆断层为界，靠近Bighorn隆起。西部地层倾角5°～25°，东部为翘起端，倾角不超过2°。上白垩统沿东南部和东部分布，古新统Fort Union组沿盆地边缘分布，盆地晚三叠系低界深1067m，粉河盆地煤炭资源量1.3×10¹²t，镜质体反射率为0.3%～0.4%，与西北一些低煤阶盆地相似，煤化程度低，含气量为0.03～3.1m³/t，但由于煤层厚度巨大，资源丰度大，预测煤层气资源量（0.5～0.8）×10¹²m³。粉河盆地煤层气碳同位素介于-65‰～-69‰之间，具有明显的生物成因特征，并且在其构造的高部位，生物气经过二次运移而富集，形成较高的含气量和较高的饱和度，有较高的渗透率，含气饱和度为80%～100%，钻井深度一般不超过305m，产气量为110～5976m³/d，产水量为45～69m³/d，最好的产气远景区是砂岩体附近与差异压实作用有关的构造高点、紧闭褶皱形成的构造高点以及煤层上倾尖灭的部位，并在该部位伴生有为非渗透性页岩所圈闭的游离气。

中国低煤阶煤储层非常发育。全国垂深2000m以浅的煤炭资源量为55697×10⁸t，低煤阶煤储层占到煤储层的一半以上。低煤阶煤储层形成于早中侏罗世、早白垩世、第三纪等成煤期，其中早中侏罗世、早白垩世是中国重要的成煤期，早中侏罗世成煤作用主要发生在西北地区，煤炭资源量占全国的35.5%^[1]，新疆准噶尔、吐哈、塔里木盆地、伊犁和焉耆是低煤阶煤储层发育的典型的大型内陆盆地，煤层厚度大，煤层最大累厚近200m，最大单层煤厚逾100m，煤层层数超过50层^[2]。中国西北地区低煤阶煤储层煤层气资源量丰富，早中侏罗世煤储层煤层气资源量超过10×10¹²m^3[3-4]。随着美国低煤阶煤层气藏商业开发的成功、国内煤层气勘探开发工作的推进，在近期低煤阶煤层气藏受到了越来越多的关注，有望成为新的研究热点和煤层气勘探开发新领域^[5，6，7]。但是中国西北地区与美国的粉河盆地、尤因塔盆地和澳大利亚的苏拉特盆地相比，在进入第四纪以来气候虽然总体较为干旱，但是部分地区由于受到天山影响，水动力仍非常活跃，具备二次生物气生成的可能，如位于天山北坡的准南地区、焉耆地区和伊犁地区。

1 研究区的煤层气地质概况

本次工作研究，重点对水动力较为活跃的伊犁和焉耆进行了采样，研究较强水动力条件下煤层次生生物气的生成问题。

1.1 伊宁地区

伊宁含气区块位于新疆维吾尔自治区西部伊犁自治州境内，区内为低山—丘陵及伊犁河畔冲积平原，含气区内地势西高东低，北高南低，属典型大陆性气候，盆地内先后由煤炭、石油、地矿部门进行过石油勘探及物探，煤炭部门在盆地边缘及局部进行过煤田勘探。特别是近几年来，随着油气勘探工作的进展，在盆地内，已进行了部分钻探实物工作量。该区含煤地层为侏罗系中统西山窑组，下统三工河组和八道湾组，主要为一套河湖相的灰、灰白色含砾砂岩，深灰色泥岩，砂质泥岩夹煤层。伊宁含气区块侏罗系下统八道湾组和中统西山窑组成煤环境优越，聚煤时间长，形成的煤层较稳定，厚度大，层数多，为煤层气的形成奠定了物质基础。西山窑组主要为一套浅灰色含砾粗砂岩，灰白色中、细粒砂岩，深灰色泥岩、砂质泥岩夹煤层，在区内北部地层厚度一般211～552m，含煤10～15层，煤层单层厚度相对较小，层数较多，反映成煤环境震荡性较强。南部一般厚度为102～132m，含煤4～6层。单层厚度相对较大，层数相对较少，反映成煤环境较稳定。八道湾组主要为一套灰白色含砾粗砂岩，中、细粒砂岩，深灰色泥岩，砂质泥岩夹煤层。在区内北部厚度一般在342～452m；南部厚度在60～150m。在北部含可采煤层10层，厚度15～68m，据（伊参1井）资料，可采煤层厚度为88m。在南部煤层厚度相对较小。煤质分析资料表明，该区侏罗系下统八道湾组和中统西山窑组煤层，原煤灰分含量在9.71%～25.60%，一般含量在12%～18%，其变化特征属中—低灰、低硫—特低硫、低磷煤，是有利于形成煤层气的煤质类型。

伊宁含气区块侏罗系中、下统沉积之后，受燕山构造运动的影响，褶皱、断裂使含煤地层遭受不同程度的改造。现构造形态主要表现为不对称的复式向斜，呈近东西向展布。含煤地层倾角一般在20°～30°之间，其中北部相对较陡，南部较缓。断层多发育在褶皱轴部，以逆断层为主，断层线呈北西西向展布。从构造展布特征分析，构造相对较简单，有利于煤层气的勘探开发。八道湾组和西山窑组煤层组埋藏深度0～2000m，分布面积约3445km²，占含煤地层分布面积的82%。从构造赋存地质条件分析，构造较简单，有利于煤层气的勘探开发。该区侏罗系中、下统煤层煤级为长焰煤，煤层气地质资源丰度为1.28×10⁸m³/km²，资源丰度较高，有着较好的勘探开发前景。

1.2 焉耆地区

焉耆含气区带侏罗系中、下统是主要的含煤岩系。侏罗系中、下统是在盆地经历了印支末期构造运动，三叠系遭受不同程度抬升剥蚀后，盆地又逐渐下降，接受该套内陆含煤碎屑建造。八道湾组沉积时，盆地受南缘库克塔格山和北缘南天山差异抬升隆起作用，呈现为南低北高的古地貌。由于古气候温暖潮湿，有利于植物的生长，植被茂盛，森林密布，形成大面积泥炭沼泽，为形成厚煤层奠定了物质基础。据本区哈满沟、塔什店矿区资料，本组煤层称A组，含煤3～14层，累计厚度10～30m，一般厚度10～15m。盆地内石油钻井钻遇本组煤层厚度一般30～40m，最厚可大于60m。煤层空间展布特征为东部厚度相对较薄，一般厚度10～15m，而西部较厚，在四十里城一带最厚可大于60m。

西山窑组沉积时，气候温暖潮湿，地势相对平坦，形成大面积泥炭沼泽，有利于成煤物质的生长，为形成厚煤层奠定了物质基础。据盆地内煤田及石油钻井资料统计，本组含煤5～10层，可采煤层厚度10～40m之间，一般厚度10～30m之间。焉耆含气区带侏罗系下统八道湾组和中统西山窑组成煤环境优越，聚煤时间长，形成的煤层较稳定，厚度大，层数多，为煤层气的形成奠定了物质基础。其中侏罗系下统八道湾组煤层厚度大，稳定性强，煤层气勘探开发潜力较好，是煤层气勘探开发选区评价的主要目的层。

本区内目前煤矿开采以西山窑组煤层为主，煤质分析资料较少。据塔什店矿区分析资料统计，煤层分析基水分含量平均在 4.34%～4.59%，分析基灰分含量在2.36%～6.79%，挥发分产率在42.33%～49.29%，硫分含量在0.39%～0.73%。煤层水分含量中等，灰分、硫分含量较低，属特低—低灰、特低—低硫煤，是有利于形成煤层气的煤质类型。

焉耆含气区带大地构造位于库鲁克褶皱带和天山褶皱系南天山褶皱带之上，是受海西期—印支期构造作用的影响在夷平面的基础上形成的中生代含煤盆地。中生界沉积之后，经历了燕山和喜山多次构造运动的影响，改造后的侏罗系中、下统含煤地层形成了复杂多样的构造面貌。本区中生代以来构造演化大致经历了燕山、喜山二期，使盆地内侏罗系中、下统含煤地层遭受强烈抬升剥蚀，煤层压力降低，吸附在煤层中的气体解吸扩散，含气量降低。埋藏深度600～2000m 区，累计分布面积约930km²，占含煤地层分布面积的39%。主要分布在西部塔什店矿区，中东部盐家窝及库木布拉克等地，是煤层气勘探开发深度较理想的区域。

据钻井及矿井煤层采样分析资料及埋藏深度资料综合分析，焉耆含气区带侏罗系中、下统煤层埋藏深度2000m以浅区煤级以气煤为主。焉耆含气区带侏罗系中、下统以往煤田地质勘探程度相对较低，有关煤层含气量资料也较少，矿井开采深度较浅（一般在100～300m之间），相对瓦斯含量也较低。

2 煤层气成藏模拟实验装置和原理

煤层气成藏模拟装置的特点是模拟地层温度、压力、地层流体介质下煤层气富集成藏过程，它可以通过模拟不同物性组合、不同介质、不同充注压力、不同运移方式煤层气成藏过程，获取不同模拟条件下的物理和化学参数，确定煤层气不同运移条件下的边界条件。设备主要由气体增压泵、恒温箱、仪表控制面板和计算机采集-处理系统。其中控制面板包括压力控制子面板、温度控制子面板、平流泵控制子面板、真空泵控制按钮、流程图；恒温箱内放有多功能模型仓Ⅰ、多功能模型仓Ⅱ和参考缸；计算机采集系统包括一套数据采集模块和数据处理软件。图1是装置原理流程，装置考虑采用不同岩心、不同岩性、不同气体介质进行工作，同时进行精确计量。把设计制作后的岩心组合装进多功能模型仓，利用气体增压泵维持环压，利用平流泵提供不同的流体介质、不同充注压力，通过温度和压力仪表以及传感器采集温度和压力数据，并经过数据处理软件分析温度压力数据。

在自然界中，已知的产甲烷菌中有一半可利用甲酸盐形成甲烷。甲酸盐首先转化成CO₂和H₂，然后再通过还原反应生成甲烷。在自然界中能够利用氢还原二氧化碳及利用醋酸盐发酵的产甲烷菌的存在是生物成因的煤层气成藏的必要条件。与近地表甲烷生成过程研究相比，地下（十几米到几百米深度）甲烷生成的研究工作相对较少。在地下环境中，对于甲烷的产出来说，沉积物必须具备使产甲烷菌得以生存及繁殖的孔隙空间。对此，低煤阶煤层中发育的孔隙空间和裂隙系统对甲烷菌的生成是非常有利的。甲烷生成菌不具有直接分解煤层的能力，要形成甲烷须有一个前期阶段，即主要依酸发酵菌和还原菌分解类脂化合物和大分子聚合物如纤维素和蛋白质等；接着微生物进一步脱去长链酸（和乙醇以上的醇）的氢而生成氢、甲酸、乙酸、二氧化碳和醇等。甲烷菌由此取得碳源和营养而生存，并以此为基质进行生物化学和新陈代谢作用产生甲烷。

图2 伊宁和焉耆地区煤岩样品产甲烷菌实验

3.3 生物甲烷气成藏模拟实验

把接种过甲烷菌的煤层样品放入成藏模拟装置内，在35^oC的恒温状态下，开始培养，观测煤岩样品生气过程。经过近两个月的连续实验得到一条压力-时间曲线。经分析认为曲线存在两个明显的曲线段，第一阶段为快速生气阶段，第二阶段为生气-吸附平衡阶段（图3）。对最后生成的气体进行了分析，其所产气体成分主要为CH₄、N₂和CO₂。除个别样品外，绝大多数样品所产气中C²⁺含量很低，甲烷碳同位素值相差较大，从-56‰～-67‰，表明为生物成因气体。

图3 煤样生物成气后吸附过程中的压力-时间变化曲线

4 实验结果及其讨论

（1）模拟试验表明，一方面在我国西北地区低煤阶煤层中存在产甲烷菌，另一方面证明了低煤阶的煤层可以作为二次生物气的来源。根据资料，伊犁盆地浅部的煤矿区在侏罗系煤层中所产气的δ₁₃C为-66.10‰～-60.12‰，显然属于生物甲烷气。

（2）与高煤阶相比，低煤阶一般埋藏较浅，孔隙空间较大，适合产甲烷菌的生存和繁殖，所以国内外的低煤阶盆地多发现生物成因的煤层气富集成藏。

（3）在我国西北地区，由于煤阶普遍较低，热成因甲烷生成量有限，次生物成因气生成量巨大，特别是在焉耆和伊犁地区，煤层层数众多，地下径流活跃，煤层中有大量甲烷菌繁殖，有大量的二次生物成因气生成、运移，如遇到断层遮挡、煤层尖灭等圈闭条件，就有可能形成较高的饱和度，形成具有商业价值的煤层气藏群。

参考文献

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