基于水化学和环境同位素的准格尔煤田地下水循环特征

为揭示准格尔煤田地区地下水循环特征,运用水化学技术、水汽轨迹模型和环境同位素等方法分析不同水体水化学特征、环境同位素特征、大气降水主要来源、地表水及地下水转化关系。结果表明:地表水矿化度低,呈弱碱-偏碱性,水化学类型以HCO_3·SO_4·Cl-Ca型水为主;地下水整体矿化度低,偏弱碱性,主要以HCO_3-Na·Ca型、Cl-Na型、HCO_3-Ca·Mg型、HCO_3·Cl-Na型水为主;黄河水δ(D)平均值为-79.6‰、δ(~(18)O)平均值为-10.47‰,第四系地下水δ(D)平均值为-66.25‰、δ(~(18)O)平均值为-9.1‰,白垩系地下水δ(D)值为-70.6‰、δ(~(18)O)值为-9.3‰,石炭-二叠系地下水δ(D)平均值为-77.07‰、δ(~(18)O)平均值为-9.9‰,寒武-奥陶系地下水δ(D)平均值为-75.73‰、δ(~(18)O)平均值为-10.06‰;大气降水受极地气团和季风影响,主要来源为西风带水汽、地表水和地下水水汽蒸发再循环;断层带、褶皱轴部裂隙带为不同含水层间主要导水通道,大气降水和黄河为地下水主要补给来源;高承压水头寒武-奥陶系岩溶裂隙水越流补给第四系松散孔隙水和砂岩裂隙水,第四系松散孔隙水通过地层间不整合接触面裂隙发育带向下补给石炭-二叠系砂岩裂隙水,黄河水对寒武-奥陶系地下水的补给比例受地质构造发育的影响较大。     

水平切片解释方法在焦作井田构造复杂区的应用

河南焦作某矿地处焦作煤田东部,该矿东三盘区地质构造复杂,主采的2号煤层底板与L_8灰岩平均间距仅20m,与奥灰顶界面平均间距约100m,因此断层的存在极易导通奥灰水,形成较大的水患事故。故查明区内构造分布情况十分必要。本文重点介绍了用三维地震常规解释方法结合偏移及方差数据体水平切片解释方法在构造复杂区的应用情况,具有一定的推广意义。     

矿用钻杆接头螺纹加工切屑形成试验研究

针对矿用钻杆接头螺纹加工切屑缠绕刀具的问题进行接头螺纹切屑形成的研究,设计切削参数的正交试验,并结合金相显微镜对切屑微观形貌观察,分析得到了切屑的锯齿微观形貌随切削用量的变化规律,并通过锯齿形貌与切屑形成过程中切削力、切削热的关系,得到了切削力、切削热与切削用量的变化规律。切屑形成实验为接头加工质量提供可靠保证,并对进一步研究切削机理、科学地选择工艺参数具有重要指导意义。     

巨厚含水层采动影响下矿井涌水量预测

在地下采掘活动的影响下,导水断裂带未能贯穿含水层时,大井法计算的涌水量误差较大。针对这种情况,对复杂地质条件合理概化,建立导水断裂带未能贯穿含水层的水文地质概化模型,对大井法进行改进,将含水层概化为垂直方向上互不影响的两元结构,提出倒置非完整大井法,可以分别计算顶部和侧向的水量,使其更贴近实际情况;并结合相关理论进行推导,得出相应的数学模型。结合彬长矿区亭南矿和胡家河矿2个工作面的现场实测地质资料,应用该方法计算涌水量,并与实际涌水量进行对比,结果较为准确,验证了顶板巨厚基岩含水层采动影响下,倒置非完整大井法计算涌水量的合理性。     

综放工作面回采煤体出水快速治理技术

根据东坡煤矿912工作面煤体出水及治理复产工作,研究了综放工作面煤体出水的治理技术。制定了工作面出水后的处理思路,分析了912工作面煤体出水的水源和通道,研究了煤体出水的机理和特点,设计了注浆堵水的方案,实现了工作面跨断层回采。研究认为,综放工作面煤层出水后,先停采查明水源和通道,并根据煤体出水未揭露构造带、水量小的特点,由远及近布置注浆孔,最后在支架下采用水泥-水玻璃双液浆封堵出水口裂隙,再对断层带进行全面加固后,工作面可迅速复产并安全推过断层带。     

有机-无机联合矿井突水水源判别方法

溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)在随地下水运移过程中,不同含水层水中DOM含量、类别、荧光强度等均存在较明显差异,因此结合无机水化学,开展了有机-无机联合的矿井突水水源判别方法研究,结果表明:地下水中无机组分浓度分布具有垂向分带性,利用pH、矿化度(TDS),HCO3,SO4等无机指标,可以判别浅部含水层和深部含水层水化学特征差异; DOM进入含水层后发生氧化还原反应强烈,其浓度(TOC含量和UV254)变化快、差异大,可以识别地表水与第四系水的水化学特征;第四系与白垩系含水层,以及覆岩破坏范围内的细分含水层,水中无机组分和有机组分含量非常接近,而荧光指纹技术灵敏度高,可以根据3DEEM光谱图分析DOM类型和荧光峰强度等差异,区分相邻含水层的水化学特征差异。陷落柱等地质异常体作为特殊的地质环境体,其内部水体中DOM相对丰富,其DOM含量和荧光指纹特征与奥灰水差异显著。将有机-无机联合开展不同含水层水化学特征分析,能够很好地区分不同水源,为矿井突水事故发生时快速判别水源提供科学依据。     

DGUS多媒体屏在煤矿井下坑道钻机的应用

DGUS多媒体屏是一种可二次开发的显示屏,为了快速有效地开发煤矿井下坑道钻机的人机界面(HMI),以可编程控制器为控制核心,通过RS 232通信接口采用Modbus协议,在DGUS系统的基础上采用OS的软件架构方法来实现。详细介绍了系统的硬件组成、硬件接口以及人机界面的软件设计,重点以主界面和故障界面为例说明显示软件的设计方法。实验结果表明,该方法可实现参数显示、页面切换、动画显示和触摸输入等功能,连续运行3天,无白屏、死屏和参数不正常的现象,参数和动画显示正常,页面切换流畅,触摸输入准确可靠。     

独立式卸扣器卡瓦齿形分析优化

针对现有独立式卸扣器卡瓦工作过程中齿尖磨损以及钻杆表面压溃问题,应用有限元分析软件ANSYS建立了卡瓦与钻杆的接触模型,利用线性静态结构分析方法,对不同参数下齿前角α、齿后角β、齿顶宽s和齿高h进行应力分布进行分析。     

相似材料模拟在上行开采防治水中的应用北大核心

为了准确判断在上行开采期间下部煤层的主要充水水源,需要对下部煤层回采产生的导水裂缝带发育高度进行预测。在对矿井水文地质条件分析的基础上,利用相似材料模拟实验对下部煤层的导水裂缝带发育高度进行了预测,并结合煤层和含水层的空间关系,分析了下部煤层的主要水害威胁。结果表明:下部煤层的导水裂缝带仅能够波及到其顶板含水层,上部煤层顶板含水层对其未构成水害威胁,并制订了相应的防治水措施。通过分析,利用相似材料模拟对下部煤层的导水裂缝带发育高度进行预测,其成果可以作为上行开采条件下开展防治水工作的依据。     

电磁法检测油气管道缺陷的影响参数分析

介绍电磁法检测金属管道缺陷的原理,搭建试验台验证电磁法检测油气管道缺陷的可行性,对电磁法检测金属管道的影响因素进行试验分析,主要包括激励电流、频率、提离高度、缺陷位置和缺陷类型等。试验结果可为后期传感器优化及实际工况作业提供技术支撑,可为具有包覆层金属管道的缺陷检测提供参考。