液氮致裂烟煤渗透率及其应力敏感性研究

为了研究液氮致裂条件下烟煤渗透率及其应力敏感性演变规律,取许疃煤矿自然含水率烟煤进行了多次液氮致裂实验,分析了液氮致裂前后不同应力条件下渗透率变化特征,探究了液氮致裂作用对煤应力敏感性影响规律。结果表明:恒定围压下渗透率随着有效应力减小,呈现出先减小后增大的趋势,符合二次函数分布;多次液氮致裂能有效提高煤体渗透率,渗透率随致裂次数的增加而增加,但增长速率逐渐变缓;定义了渗透率离散度来表征改变气体压力所引起渗透率值改变的波动范围,渗透率离散度经过第一次液氮致裂后有明显增加,而其余几次液氮致裂波动范围很小;在同一气体压力下,围压敏感性系数随着围压增大而减小,渗透率损害率随着致裂次数和气体压力增大而增大;第一次液氮处理对煤体渗透率和应力敏感性影响最为显著,后几次液氮处理影响较小。     

液氮溶浸作用对不同煤阶煤样渗流特性的影响

中国低透气性煤层广泛赋存且煤阶跨度较大。针对不同煤阶、性质煤层如何确定有效的液氮致裂方式是一个亟待解决的难题。为此,分别选择褐煤、烟煤和无烟煤3种煤阶的煤样进行不同条件下的液氮溶浸,并使用摄像机定点拍摄、观察煤样表面宏观裂隙的演化规律,使用受载煤体注气驱替瓦斯测试实验系统与纯度为99.999%的氮气测试得出煤样渗透率的变化规律。对实验得到的煤样渗流曲线趋势进行简要讨论,对比分析了液氮处理不同阶段煤样的渗透率数值。实验结果表明:①相同围压条件下,煤样的渗透率随着气体压力的增加呈"U"型变化趋势,使用二次函数公式拟合效果良好;②单次液氮处理即可对褐煤煤样产生显著增透效果;③通过增加液氮循环处理次数可有效提升液氮对烟煤的增透效果,一次液氮溶浸处理后的烟煤渗透率增幅最大达到514.89%,两次处理后最大可达到1 129.79%;④多次液氮处理对无烟煤透气性的改善不甚明显,只会逐渐降低其抗拉强度,通过增大热冷冲击温度梯度的液氮处理方式可以有效改善无烟煤透气性,在围压-气压为2.00～1.25 MPa时,初始温度50℃的无烟煤液氮处理后的渗透率增幅仅为2.44%,而初始温度100℃的无烟煤处理后的渗透率增幅达到125.43%;⑤基于实验结果讨论、提出适宜于不同煤阶煤层的液氮致裂增透方法。     

我国工业化进程中煤矿安全评价分析

对工业化进程中,即1949-2012年我国煤矿事故进行统计分析。建立煤矿安全以自然条件、安全管理和通风系统的3个层次及21个指标的综合评价体系,给出煤矿安全5个等级标准及相应的评价指标量值。应用可拓理论,以平顶山某煤矿为实例,进行计算分析,得出该煤矿等级为Ⅲ级,处于一般安全的状况,需要采取防范措施预防潜在危险因素。评价结果合理。     

复杂应力区段煤柱合理留设宽度仿真研究

针对南关煤矿3205运输巷道工作面掘进与支护困难、巷道变形严重且维修频繁的现状,为破解复杂应力情况下煤柱合理留设宽度这一关键性问题,借助FLAC 3D软件进行了应力场与位移场仿真分析。研究结果表明:显著的水平应力场、邻近的采动应力场与劣化的围岩稳定性三重因素的综合作用是制约3205运输巷正常掘进作业的瓶颈。在不同煤柱宽度方案比选过程中,窄煤柱在应对较强水平应力与剪切应力作用时处于劣势。煤柱宽度越大,采动应力场对煤柱及工作面的影响越小,采掘活动更为安全。经过方案比选,最终确立留设煤柱在复杂应力区段的合理宽度为30 m。     

茅台酒厂26层剪力墙结构大楼爆破拆除

根据茅台酒厂钟楼的结构特性、周围环境特点及爆破要求,分析该栋26层高楼的爆破拆除控制要点,采用了单向三折叠的爆破方案。通过爆破方法预先拆除切口内部分剪力墙,有效地降低爆破总药量;通过切口间开设铰链,使大楼在空中充分解体,减小了塌落体的触地块度,从而降低了触地冲击;采用胶皮网覆盖和敷设减振带等防护措施,有效地控制了爆破飞石及触地振动。结合高速摄影对钟楼倒塌后坐造成排污管及排污沟破坏的原因进行了分析,可为类似工程提供参考。     

对含添加剂细水雾灭火系统的分析

含添加剂细水雾灭火系统是当今火灾科学研究的热点之一。结合细水雾灭火系统的灭火机理对碱金属化舍物和泡沫添加剂的灭火效果进行了分析，指出了影响含添加剂细水雾灭火系统灭火性能的主要因素。讨论了目前含添加剂细水雾存在的问题，并展望了系统今后的研究方向和发展趋势。     

电去离子技术去除弱电解质的影响因素

对EDI去除弱电解质(CO2、SiO2)的影响因素进行了试验研究,探讨了其去除机理.结果表明:进水电导率增大和弱电解质含量增加都会降低EDI对弱电解质的去除率;进水CO2含量对产水电导率影响较大,当CO2含量增加到10 mg/L以上时EDI产水电导率会急剧上升;只有严格控制进水电导率(电导率＜40μS/cm)和弱电解质浓度(CO2＜10 mg/L,SiO2＜1 mg/L),才可能获得较高的产水质量和弱电解质去除率;在一定范围内,提高进水pH值、增大操作电流和减小产水流量,有利于弱电解质的去除.     

单轴压缩煤岩变形破裂电磁辐射与应力耦合规律的研究

利用实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法，研究了单轴压缩条件下煤岩变形破裂过程中产生的电磁辐射(EME)强度与煤岩内部应力之间的耦合规律。在煤岩材料损伤特性和强度统计理论的基础上，研究了受载煤岩变形破裂的三维力．电耦合本构关系，从理论上分析了煤岩变形破裂过程中电磁辐射强度和脉冲数与加载应力之间的关系，认为它们之间的关系可以用多项式来表征。煤岩变形破裂过程中的力-电耦合计算结果表明：EME先是逐渐增加，达到一个峰值后快速降低，这与实验测定结果的趋势是一致的：加载速度越大，EME信号也越强：随着煤岩样品强度的增加，EME也是逐渐增大的，其中强度最高的砂岩产生的EME强度也最大，以下依次是泥岩、硬煤和中硬煤。这些都说明采用的模型和计算方法是合理的，可以有效地模拟煤岩单轴压缩过程电磁辐射信号的变化规律。