盐穴储气库建腔期浓度场分布规律研究

以盐岩能源地下储库群建造工程为背景,用相似理论中的量纲分析法建立了建腔期腔内浓度场相似模型实验平台,对盐岩建腔期腔体内浓度场分布规律进行了系统分析,研究发现:建腔期腔体内卤水浓度在同一水平面上除边界层外是均匀分布的,边界层浓度高于同一水平面上其他位置;在竖直方向上,注水流量、套管位置、循环方式都会影响卤水浓度的分布;反循环造腔时,卤水浓度在竖直方向上呈现梯度分布,且随深度增加而增加,而且在竖直方向上的分布的浓度梯度受到造腔工艺的影响。在反循环建腔时,根据腔体卤水浓度在纵向上的分布特征,可以将其分为4个区域,饱和沉淀区,缓冲扩散区,对流扩散区和自由扩散区。获得了反循环建腔时卤水浓度分布函数,分析了造腔工艺相关参数对卤水浓度分布的影响规律,为盐穴储气库建腔提供指导意义。     

破碎围岩巷道新型注浆加固工艺实验研究

破碎围岩巷道是煤矿安全生产的重大隐患之一,而注浆是破碎巷道加固的主要手段,注浆工艺的适应性对于煤矿安全生产具有重要意义。针对实验巷道极破碎围岩锚杆(索)孔成孔困难、锚固效果差等问题,采取不同的注浆工艺对巷道破碎围岩进行分区加固,并对注浆后围岩变形进行观测。观测结果表明:XV1101巷注浆加固完成后,巷道两帮变形和顶底板的移近量均比较小,两帮移近量最大72 mm,底鼓量最大为166 mm;XV1102巷注浆加固完成后,两帮移近量最大55 mm,底鼓量最大为46 mm,变形量更小。实验所提出新型注浆加固工艺对破碎巷道的加固效果较好,新的注浆工艺和注浆锚杆(索)有效地控制了巷道变形。     

急斜特厚煤层水平分段综放开采覆层类椭球体结构分析

急斜特厚煤层水平分段综放(Horizontal Section Top-coal Caving,HSTCC)工作面覆层结构稳定性预测对安全开采至关重要。以乌鲁木齐矿区急斜特厚煤层安全开采为目标,采用理论分析、数值计算和现场探测等综合方法,揭示了HSTCC条件下覆层类椭球体结构形成过程与局部化动态演化规律。研究表明:急斜特厚煤层水平分段综放开采工作面覆层垂向变形演化非对称趋势显著,顶煤与上覆残留煤矸复合形成非对称"拱结构"并演化为典型倾斜椭球体结构;拱角与拱顶煤岩滑落失稳,造成工作面局部压力畸变并诱发动力学灾害。这对急斜特厚煤层覆层结构和高度留设设计和灾害防治具有指导作用。     

监控量测技术在枫香桠隧道中的应用研究

以枫香桠隧道工程为例,结合工程地质条件,介绍了隧道施工过程中的监控量测内容及方法,并对监控量测数据进行了处理和分析,为该隧道的喷锚支护和二次衬砌的参数调整和施作时间的确立提供了依据。     

金属矿采矿-充填-建库协同系统及充填储库结构

针对金属矿采空区难治理问题,以地下空间利用为出发点,结合国家能源战略储备需求,提出以充填采矿为手段,在金属矿大型采空区构建充填储库,用于储备石油、天然气等能源。结合金属矿充填采矿法的特征,提出采矿-充填-建库（MBS）协同系统理念。依据采矿、充填、建库的工艺特点,构建了采矿-充填-建库协同系统结构体系,研究了该系统的协同特征,主要包括时间协同性、空间协同性、工艺协同性、环境协同性。明确了充填储库这一新型储库形式,按功能特征将充填储库分为充填储物库、充填储气库、充填石油储库3类;对充填储库尺寸和形状特征进行分析,将充填储库按形状分为方形、圆柱形、椭球形3类,并对其特点进行分析。以充填石油储库为例,研究了充填储库结构及高强-低渗功能充填材料特征,描述了充填储库群串并联结构特征,确定了充填石油储库工作原理;对充填储库稳定性进行分析,建立了充填矿柱安全距离判据,推导了充填储库顶板受力的计算模型。