破碎围岩支护优化研究与应用

为研究不同支护参数对破碎围岩下山巷道形变的影响,更合理地选择支护参数,以车家庄煤矿4^#煤层二采区下山为研究对象,运用FLAC^3D数值模拟,模拟不同支护参数时围岩的位移矢量分布情况,进而确定最佳支护参数。现场监测表明,与数值模拟的结果基本对应。     

双亲纳米SiO2颗粒的制备及提高渗吸采收率性能

以正辛基三乙氧基硅烷和3-巯基丙基三乙氧基硅烷为改性剂，以双氧水为氧化剂，在水基环境下对亲水纳米SiO2颗粒表面进行改性，得到具有磺酸基和辛基的双亲纳米SiO2颗粒，并通过红外和热重对其化学结构和热稳定性进行分析。将双亲纳米SiO2颗粒分散在地层水中制备纳米流体，并评价纳米流体的稳定性、界面性质和渗吸效率。利用核磁共振技术探究纳米流体渗吸过程中岩心孔隙内原油运移规律。结果表明，纳米流体储存30 d未出现分层现象，表现出良好的稳定性；经纳米流体处理的岩心亲水性增强。此外，双亲纳米SiO2颗粒将油水界面张力降低至1.7 mN/m；纳米流体渗吸采收率高达22.6%，渗吸初始阶段小孔隙中的原油被动用，而在渗吸后期阶段大孔隙中的原油才被动用。     

基于FLAC3D的破碎围岩巷道支护效果分析

为了解破碎围岩分别采用锚杆支护、锚喷支护以及锚喷+锚索耦合三种支护方式下的支护效果,进而为破碎围岩巷道选择合理的支护方式提供参考。通过借助FLAC^3D软件建立数值模型,分析不同支护条件下的破碎围岩巷道位移量、应力分布以及塑性区的时空演化特征。结果表明,采用锚喷+锚索耦合支护时,可以较好的控制巷道围岩的位移量、减小应力集中效应、缩小塑性区的影响范围。     

高温对煤炭地下气化围岩损伤的影响

煤炭地下气化是煤炭无害化开采技术创新战略方向之一，该技术可以回收老矿井废弃煤炭资源，对传统采煤技术难以开采的煤炭资源进行原位清洁转化。气化过程中燃空区形成带来的结构应力和高温造成的热应力共同作用对岩石造成损伤。以大城勘查区深部煤层为气化对象，得出典型围岩热物性及力学参数随温度变化规律。基于连续损伤力学理论，在平滑Rankine损伤模型的基础上提出高温岩石损伤变量模型，使用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件对深部煤层地下气化过程围岩温度、主应力、损伤变量进行模拟研究。结果表明，5种典型岩石的比热容随温度升高整体呈上升趋势，导热系数随温度升高整体呈下降趋势，抗压强度和弹性模量随温度变化规律差别较大。围岩受温度影响范围随气化时间呈指数变化，气化10 d时，温度影响范围仅为3.27 m;气化50 d时，温度影响范围达到5.73 m;气化100 d时，温度影响范围为8.21 m;气化400 d时，温度影响范围达到18.20 m。结合地下气化过程中普遍采用的控制注气点后退气化法，岩石处于高温区的时间在40 d左右，温度场对围岩的影响范围约为4.7 m。燃空区上方及两端均出现损伤...     

煤矿巷道围岩应力场分析及变形控制技术研究

分析了巷道支护的设计原则,并提出了应结合实际地质条件来合理设计巷道支护的策略,通过进一步了解不同锚固方式以及项板角下围岩应力场分布情况,从实际出发选用最佳的巷道围岩变形控制技术,能有效控制巷道围岩变形,更好地保障了矿井安全生产.     

基于Newmark法两端支座松动拉杆转子动力学分析

建立了具有两端轴承基座松动故障的拉杆转子模型(松动轴承基座质量称为松动质量块,松动轴承基座与地面连接的刚度称为松动刚度),并推导了其运动微分方程.基于分离变量法和Sturm-Liouville理论得到了有限长滑动轴承油膜力近似解析解,运用Newmark法分析了该转子系统的非线性动力学行为.首先,将无故障转子、一侧轴承基座松动和两侧轴承基座松动转子系统动力学进行比较,结果显示存在松动故障的转子具有更加复杂的动力学行为,而且存在松动故障的转子振幅比无故障转子的振幅大.其次,对两端轴承基座松动情况进行了分析,结果表明转子系统存在着周期、周期三、周期五、周期六、周期七、准周期和混沌等运动形式.同时发现,随着转子转速升高,松动质量块的振动幅度也随之增大.当两端松动质量和松动刚度不同时,松动质量较大或者松动刚度较小的一侧,转子的振幅和松动质量块的振幅较大,随着两侧松动质量和松动刚度差值的增加,两侧转子的振幅和松动质量块的振幅的差值也随之增加.     

基于交叉点支护设计对井巷支护效果优化

为进一步提升综采工作面生产的安全性,对交叉区段采取特殊的支护进行设计,以西铭矿22407工作面为例在分析其地质、水文、煤层等条件的基础上,对其支护现状进行分析,并从改进交叉区段掘进顺序、交叉点形式以及支护参数三个方面实现对交叉区段的特殊支护,并对最终的支护效果进行验证,取得理想效果.     

天然油脂乙氧基化物稳定高内相乳液影响因素的研究

以棕榈仁油乙氧基化物(SOE-N-60)为表面活性剂稳定高内相乳液(HIPEs)。通过对乳液外观、微观结构、粒径分布、黏度和流变学测试，研究了油相体积分数、SOE-N-60添加量对HIPEs性能的影响，同时对其稳定性进行考察。结果表明：SOE-N-60添加量为0.6%~1.5%（油相体积分数为83%）、油相体积分数为74%~86%（SOE-N-60添加量为1.0%）时可形成稳定的HIPEs，此时乳液液滴内部形成紧密堆积的网络结构，乳液粒径变小，具有弹性凝胶性质，并展现出很好的黏弹性和触变性，且随着油相体积分数和SOE-N-60添加量的增大，乳液黏弹性逐渐增强，同时HIPEs在(-5±1) ℃、(25±1) ℃、(40±1) ℃下贮存24 h时均具有良好的稳定性。