涪陵地区茅三段热液白云岩展布影响因素分析

针对热液白云岩展布非均质性强的问题,开展基底断裂与茅三段沉积演化关系研究,分析断裂样式与白云岩分布关系,建立沉积演化模式,预测白云岩的分布。研究结果表明:茅三段可划分为5个小层,1~3小层为白云岩发育主要时期,4~5小层为台地均一化时期,不发育白云岩;15-1、15-2和16号基底断裂控制了早期“台-洼”相间的沉积地貌,断裂附近的地貌高部位为生屑滩发育有利部位,为白云岩的发育提供物质基础;15-1、15-2号基底断裂样式为花状,周边生屑滩白云石化程度高,为白云岩发育最有利区;16号基底断裂为直立状,附近白云石化发育程度较低,为白云岩发育较有利区。研究成果可为热液白云岩领域的进一步勘探提供指导依据。     

水工建筑物下伏采空区稳定性评价及治理措施研究

位于煤矿采空区上的水工建筑物，存在采空引起的沉陷问题，沉陷使采空区上覆岩层的围岩失稳，使地表变形呈现裂缝、塌陷台阶等不同型式的地质灾害，导致建筑物受损，并影响其安全稳定性，使工程建筑物不能发挥其功能。为此需对采空区进行勘察研究，研究其垮落型式和垮落体体积，在此基础上采用概率积分法，对建筑物下伏采空区引发的地表变形进行计算预测，分析评价剩余变形量的稳定性，确定建筑物下伏采空区治理标准，研究采空区的治理范围、防治措施、施工方法，提出质量控制要求。通过垂直钻孔、全胶结法灌浆充填的方法对深层煤炭采空区进行治理，用钻孔检测等多种方法对治理后的采空区进行检测，其倾斜值、曲率值、水平变形值、水平移动值和下沉量均小于采空区场地变形允许值。说明对剩余空洞体灌注混凝土的治理方法达到了预期效果，可以为同类采空区治理工程提供借鉴经验。     

废石—棒磨砂混合充填料浆工作特性与流变参数试验

为了得到满足管道稳定自流输送的废石—棒磨砂混合充填料浆配比最优组合，基于正交试验设计方案，开展了 48 组不同配合比参数的废石—棒磨砂混合充填料浆管道输送特性以及流变特性试验，并利用回归分析法研究了废砂比、胶砂比和料浆质量浓度变化对料浆特性参数的影响规律。同时，基于响应曲面法原理，以塌落度和泌水率达到最优为目标，对混合料浆配比进行了分析和优化设计。研究结果表明，混合充填料浆工作特性随胶砂比及料浆浓度的变化规律相同，料浆浓度是影响工作特性的最显著因素。混合充填料浆的流变关系显示其为具有屈服应力的伪塑性体，屈服应力主要影响因素是料浆浓度，粘度系数主要影响因素是胶砂比。当料浆废砂比为 0.62、胶砂比为 1∶5、料浆质量浓度为 81.85% 时，料浆塌落度为 27.24 cm、泌水率为 9.25%，满足矿山充填采矿管道自流输送要求且达到最优。     

砾石充填条件下筛管堵塞与冲蚀特性试验

为分析油田水源井筛管失效原因和防砂周期短的内在机制,建立一套模拟井下冲蚀和堵塞问题的砾石充填筛管防砂装置,研究筛管类型、砾石种类与粒径、生产压差等因素对筛管堵塞情况以及堵塞后筛管挡砂介质与本体的损坏情况的影响,分析筛管失效的原因和井下挡砂介质堵塞的内在机制。结果表明:在套管内砾石充填完井条件下,地层砂对砾石充填层和筛管的堵塞具有非均匀性,不同射孔孔眼部位的砾石充填层内的渗流压力分布不均,筛管过滤介质堵塞存在一定随机性;携砂流体流动时的磨蚀作用是造成筛管过滤介质失效主要原因之一;射孔孔眼流出的流体可与充填层的砾石掺混,形成磨料射流冲击正对射孔孔眼处的防砂管,造成防砂管本体的冲蚀失效;地面模拟试验结果与井下取出失效防砂管特征基本一致;试验结果能够为防砂方式的选择、生产制度的建议、筛管材质的选择、筛管结构的改进等提供依据。     

聚丙烯纤维加筋固化尾砂强度及变形特性

针对胶结充填体脆性强、易开裂等问题，以聚丙烯纤维为加筋材料，通过设置水泥与尾砂质量比为1∶10和1∶20，纤维掺量为0、0.05%、0.15%和0.25%的充填体进行无侧限抗压强度试验，探究纤维掺量对胶结充填体强度及变形特性的影响，借助扫描电镜（SEM），从微观角度探讨纤维对充填体力学性质的作用机制。研究结果表明:充填料浆的屈服应力随纤维掺量增加呈线性增大，其流态模型符合Bingham流体；随着纤维掺量的增加，充填体的无侧限抗压强度呈先增大后减小趋势，纤维最优掺量为0.15%；掺入纤维有效地减缓了裂纹的扩展，约束了充填体的变形，充填体的峰后应变软化延长，残余强度增大，破坏特征由脆性向延性转变；纤维的加固效果主要受纤维与尾砂?水泥基体界面之间的黏结与摩擦作用控制。      

基于微型塌落筒和稠度漏斗的膏体充填料浆流变参数预测研究

充填料浆流变参数的准确测定是合理评价其管道输送特性的关键，目前充填料浆流变参数主要采用流变仪测试，工程适用性较差。基于圆锥塌落筒模型和圆柱塌落筒模型，结合流变仪测试，对比分析了不同形状尺寸塌落筒测试屈服应力的准确性，确定了微型塌落筒最佳形状尺寸为柱形 100 mm×100 mm；在此基础上构建了屈服应力-塌落度关系模型，经验证在无量纲屈服应力范围为 0~0.1 时该模型可以准确计算料浆屈服应力；通过自制稠度漏斗测试充填料浆流出时间，探索流变仪测试塑性粘度与流出时间关系，结果表明相同质量浓度时，料浆流出时间与其塑性粘度呈负相关关系，料浆质量浓度变化时其流出时间与塑性粘度关系不明显。