薄基岩特厚煤层端头围岩变形机理

随着我国煤炭主产区西移,西部薄基岩、特厚煤层等复杂地质采矿条件导致工作面端头围岩变形严重、巷道超前支承压力增大、资源回收率低等一系列问题,西部资源开采端头围岩变形机理研究已成为行业的重大需求之一。基于不连沟煤田地质条件,建立相似模拟试验模型,结合摄影量测方法,对西部特殊地质条件下端头围岩变形和区段煤柱稳定性进行深入研究,分析端头放煤距离对端头围岩和区段煤柱变形破坏及应力分布特征的影响规律。研究表明:当端头有3架以上宽度顶煤未放出时,基本顶形成悬顶结构,其中顶煤剩7架、5架、3架未放时,基本顶回转角度分别为9°,22°和12°;端头顶煤全部放出时,基本顶破碎,端头上方顶板结构向采空区发生逆向回转,较大程度改善区段煤柱的应力状态;3架宽度顶煤不放出时,端头围岩应力较大,端部顶煤全放出时,端头围岩应力较小。相关研究成果在F6203综放工作面成功实施,效果显著。     

复杂敏感环境城区隧道爆破振动及噪声控制技术

为了避免和减少隧道爆破振动及噪声对复杂敏感环境城区的影响,以珠海板障山新增隧道为例,采用数值模拟和现场爆破试验的方法,对不同掏槽眼延期时间下既有隧道迎爆侧进行爆破振动监测。发现掏槽眼延期时间4 ms时,既有隧道迎爆侧爆破振速最小。同时,针对隧道进口段周边建筑物繁多、爆破噪声大、飞石迸溅的问题,进行了炮孔封堵和防飞石的试验。设计发明了一种新型炮孔堵塞装置,在装药量增大情况下,爆破噪声能够控制在允许范围内。在洞口采用联合防护门帘,减少了飞石迸溅的风险。可为复杂敏感环境城区隧道爆破振动和噪声控制提供参考。     

采空区围岩水流场特征研究

运用RFPA2000数值模拟软件,建立了采空区端部突水流场计算模型,分析了综放采场覆岩破断过程中采空区竖向流场特征、水平流场特征和流场流速分布规律。研究表明,当隔水层被破坏后,顶板水沿裂隙通道涌向采面。随着工作面的继续推进,涌入工作面的水量逐渐减小,采空区中部的流速逐渐减小,突水部位进一步向采空区前后两侧收缩,工作面突水流速与承压水的压力成正比。当首次周期来压后,随着工作面的推进,上覆岩层垮落、离层高度上升,采空区压力呈现中间高两侧低的趋势,致使周边较疏松,形成“o”形圈;它是水流的主要通道,其宽约为20m。     

超长面巷道矿压显现规律研究

在大量现场实测的基础上 ,分析并总结了超长综放工作面巷道矿压显现特点 ,为类似工作面巷道的支护设计提供科学依据。     

露天矿渣混合料压实特性试验研究

为模拟露天矿矿渣混合料充填煤矿采空区后的工程性质,利用一种专用的压实试验装置,进行了矿渣混合料压实特性的试验研究;讨论了应力与应变、压实度以及变形模量的关系.研究表明,矿渣混合料在压实过程中,应变随着轴向应力增加而减少,两者之间呈对数关系;变形模量随着应力的增加而线性增加.在相同应力条件下,细小颗粒含量较高的混合料应变较小,压缩模量较高,抗压缩性能较高,充填后对上部岩体的支撑效果较好.     

煤矸石压实特性研究

通过试验总结出松散煤矸石压实过程中，轴向应变、横向应变、泊松比、弹性模量等变形模量的变化规律，并对压实过程中变形机理进行了分析，为煤矸石的工程应用提供依据。     

破碎页岩渗透特性

破碎页岩的渗透特性是影响煤矿保水开采和地下采空区灾害预防的重要因素之一.利用一种专门的破碎岩体压实渗透试验装置,在MTS 815.02岩石力学伺服试验系统上完成了破碎页岩压实过程中的渗透特性测定,得到了轴向应力、渗透压差、水头梯度与渗流速度的关系,并分析了各种粒径破碎页岩在不同渗透速度下,轴向应力对渗透系数的影响.研究表明:当载荷达到15 MPa后,渗透压差急剧增大,渗透系数达到本次试验测到的最低值:4.7×10-8 cm/s;在恒定的渗流速度下,破碎页岩岩样的渗透压差与轴压之间近似呈指数函数关系;在轴压一定的情况下,渗透速度对水头梯度的影响呈现小粒径大、大粒径小,破碎岩样的水头梯度与渗流速度之间呈指数函数关系;不同粒径破碎页岩的渗透系数与其压实状态密切相关,随轴压增加,渗透系数都相应降低,且两者之间呈对数函数关系.     

热喷涂技术研究现状及发展趋势

综述了热喷涂技术的研究现状和在石油天然气装备上的应用,指出传统热喷涂技术在应用上存在问题,提出纳米技术的引入对涂层产生的影响。重点介绍了纳米陶瓷涂层及纳米结构粉体材料制备的研究情况,并对发展前景进行了展望。     

注采过程中岩石物性参数变化规律研究

目前我国许多油气藏采用保压开采措施生产，对部分衰竭油气藏进行储气库改造措施。油气藏流体反复注采，使得孔隙内外压差不断变化，导致岩石压缩系数、孔隙度、渗透率等物性参数也在不断发生变化。本研究采用人造岩心，经过反复升降围压实验对岩石压缩系数、孔隙度及渗透率进行了测试。研究结果表明，岩石物性参数随压力的变化而变化。岩石孔隙度不同．其它参数变化规律不同：渗透率随压力循环升降存在滞后效应。     

饱和破碎泥岩蠕变过程中孔隙变化规律的试验研究

 破碎岩石具有显著的蠕变特性,可引起孔隙连续变化,从而导致渗透特性的连续变化。利用自制的破碎岩体多相耦合蠕变试验装置,研究饱和破碎泥岩蠕变过程中孔隙的变化规律。结果表明,破碎泥岩蠕变过程中孔隙率与时间呈负指数关系,整个过程具有明显的阶段性;荷载相同时,破碎泥岩粒径越小,孔隙率变化也越小,最终稳定下来的孔隙率越大;随着荷载的增大,这种因粒径不同而产生的孔隙率大小差异逐渐缩小;相同粒径下,荷载越大,孔隙率变化越快。