线型聚能装药切割石材应用研究

将线型聚能装药应用于石材矿山的开采，旨在找到一种能够精确控制断裂面的岩石定向断裂爆破新方法。理论研究和试验研究表明，采用这种方法，既能大幅度提高石材开采的劳动生产率，又能提高石材开采成荒率，不对石材造成“内伤”，抑制石材内部非切割方向原有裂纹的扩展，且不形成次生裂纹，充分保护和利用现有的石材资源。     

SSM—1型石材专用炸药的研制

石材开采效果与爆破器材及方法密切相关,对自行研制的石材采用ＳＳＭ－１型弱性炸药的性能进行了分析,介绍了该型炸药现场应用实验情况,事实证明该型炸药为石材开采中大规格荒料的生产提供了一种有效手段。     

饰面石材开采周边爆破机理与方法

本文介绍饰面石材开采周边爆破的原理、特点和方法，如何根据不同矿体赋存条件和结构、构造进行炮孔布置的开采方法。     

缝洞型碳酸盐岩油藏开发早期合理采油速度模型

对于缝洞型碳酸盐岩油藏，衰竭式开发是最合理的开采方式。对于衰竭式开采，在制定开发方案时，确定合理采油速度尤为重要。研究中根据其他相同类型油田的成功开采实例，选取尽可能多的影响因素，采用多元逐步回归分析方法。得到了一个缝洞型碳酸盐岩油藏开发早期合理采油速度模型。此模型包含了流体性质和地层参数，与关于固有地质情况对采油速度影响的物理概念并不矛盾，并且适应面广，可对衰竭式开发早期缝洞型碳酸盐岩油藏的合理采油速度做出初步结论。用数值模拟方法证明，这个模型可用于现场实际。     

致密油藏直井多层缝网压裂产量递减分析

垂向多层发育的致密油藏常采用缝网压裂进行开采,从而改善储层渗透率,提高油井产量。为此建立直井多层缝网压裂不稳定渗流数学模型,压裂后各层划分为人工裂缝区、改造区和未改造区。绘制分析Blasingame产量递减典型曲线,曲线分为7个流动阶段,总裂缝长度一定时,裂缝半长短的储层流体渗流率先到达未改造区,流体渗流阻力大,Blasingame曲线靠下;总改造体积一定时,各层改造体积差异越大,Blasingame曲线越靠下。用所建立的模型,对实测生产资料进行解释,获得各层裂缝半长、改造区渗透率等相关地层参数,该模型对进行多层缝网压裂直井产量分析具有指导意义。     

柠条塔煤矿自动成巷无煤柱开采新方法

为减少巷道掘进量,提高煤炭采出率,削弱因煤柱留设引起的围岩应力集中,提出了一种自动成巷无煤柱开采新方法,并系统总结了该方法的工艺流程和关键技术.在自动成巷无煤柱开采新方法中,巷道顶底板与实体煤侧巷帮由采煤机截割而成,采空区侧巷帮则由采空区垮落碎石堆叠而成,巷道顶板与碎石巷帮的控制是决定成巷效果的关键.基于岩体碎胀特性,提出采用顶板定向切缝技术,优化留巷应力环境,减少上位顶板回转下沉,针对巷道顶板提出以"恒阻大变形锚索+切顶护帮支架"为主的支护方式,针对碎石巷帮提出"侧向动静结合、纵向伸缩让压"的控制理念.最后以柠条塔煤矿S1201-Ⅱ工作面为工程背景进行了现场工业性试验,结果表明:采用自动成巷无煤柱开采新方法进行回采,当工作面推进约150m后留巷围岩开始稳定,最终下沉量基本稳定在70mm左右,满足下一工作面的使用要求.现场试验结果验证了自动成巷无煤柱开采新方法可以实现工作面回采无需提前掘进回采巷道、无需留设工作面护巷煤柱的目标,且成巷效果良好,经济效益显著.     

堵老裂缝压新裂缝重复压裂技术

老井重复压裂是石油开采领域面临的重大技术课题。分析了低渗透油藏高含水期油田生产特点,提出了一种新的重复压裂技术,即堵老缝压新缝重得压裂,阐述了其技术原理和配套工艺技术;研究开发一种满足性能要求的老裂缝堵剂。该套技术在长庆油油田应用取得了十分显的经济效果,证明了重复压裂可以形成新裂缝。     

单井缝洞单元注水替油开发中的油水关系分析

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏以缝洞单元为开发单位,缝洞单元具有地下储集空间相对较小和流动性能较好的特征。单井缝洞单元注水替油开发可以划分为基本不产水和高含水2个阶段。单井缝洞单元油水产出能量主要依靠原油自身弹性膨胀,油井注水可以等效于常规油藏开发中的边部注水增加油藏能量,注入水进入缝洞单元底部抬升了缝洞单元的油水界面。井孔储层深度与缝洞单元油水界面之间的储集空间(剩余存水空间)体积大小决定了注水替油的开发效果好坏,单井注水替油可以开发井孔储层深度下方的油体,建议井孔储层深度上方的油体通过注气或侧钻等措施来开采。     

切顶成巷工作面矿压分区特征及其影响因素分析

通过分析陕煤柠条塔煤矿切顶成巷开采试验工作面矿压数据,发现工作面矿压沿长度方向呈现出非对称分布特征,留巷侧的低压区范围较非留巷侧明显增大.通过FLAC3D数值模拟,同样得到工作面矿压沿长度方向呈现出中部高、两端低的非对称形态,其规律与现场数据基本一致.结果表明:切顶成巷开采工作面存在3个典型矿压分区,工作面中部为矿压强显现区(Ⅱ区);工作面两侧为矿压弱显现区,其中留巷侧为Ⅰ区,另一侧为Ⅲ区;相较于Ⅲ区,Ⅰ区受顶板切缝和取消掘巷的影响,其低压范围增大,且局部应力集中现象消失.基于以上分析结果,提出无掘巷卸压效应和顶板切缝效应的概念,得出无超前掘巷和有顶板切缝是导致切顶成巷开采矿压分布发生变化的主要原因,两者均有利于减弱工作面留巷侧一定范围内矿山压力,降低围岩控制难度.     

缝洞型碳酸盐岩孤立溶洞注水替油实验研究

缝洞型碳酸盐岩油藏储层具有多重介质特征,储集体在空间分布上具有不连续性,油水关系复杂,流体渗流机理与砂岩油藏有本质的区别,造成油田开采难度大.注水替油是在油藏依靠自身能量无法达到自喷,并且在机抽都无法举升原油至地面的情况下,通过井口注入地层水,使得油藏能量提升,重新具有自喷能量的一种技术.针对缝洞型碳酸盐岩油气藏的注水替油开发技术还处于探索阶段,尚无普遍适用的成熟技术可以直接应用.从大量的开发实践看,对油田的动态预测和分析,应当在将油藏进一步细分为缝洞单元的基础上进行.为了研究缝洞型油藏流体流动机理及注水替油开采机理,找到一个适合缝洞型油藏合理开发的方法,针对孤立溶洞实际特征,建立物理模型,实验研究其生产动态特征,结合现场注水替油生产,从无因次产量、无因次井底流压、含水率变化曲线得出注采动态变化规律.     

采空区上覆岩体裂隙分形规律的实验研究

以山西省霍州矿务局辛置煤矿2204采掘工作面为原型,利用相似材料模拟实验模拟采空区上覆岩体裂隙的形成过程扣分布状态,运用分形几何理论研究采空区冒落带、裂隙带和弯沉带岩体裂隙的分形规律。实验结果表明：上覆岩体裂隙分形维数随工作面推进经历了由小→大→小并趋于稳定的变化过程,开采结束且岩层基本稳定之后,其分形雏数为采动前分维值的0．5％-5％,且模型采空区边缘地带“三带”的分形维数值较采空区中心的分形维数值大。     

冲击载荷下脆性岩板损伤断裂演化的实验模拟研究

在矿山运输系统中,井壁围岩冲击损伤破坏对经济和安全效益的影响是至关重要的,因为动态冲击载荷对井壁围岩和支护结构会产生严重的削弱破坏作用,室内研究表明,岩石样品如岩板在动态载荷的冲击作用下会失效。为研究在低速冲击载荷作用下,脆性岩石损伤断裂的演化过程,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置中压缩气体发射球体子弹对脆性岩板进行变角度冲击损伤实验,岩板受到冲击后,边缘出现凹坑,表面裂纹从撞击凹坑直达岩板边缘,实验中样品的表面裂纹能有效代表试样内部的开裂状况,能有效反映冲击能量的耗散、破裂区面积与裂纹表面积随入射能量呈非线性增长趋势,同时与入射角度相关,但当破裂区面积急剧下降时,裂纹表面积反而急剧上升,表明裂纹的发生发展有明显的孕育期,在入射能量达到临界值前,主要表现为裂纹孕育增长,在达到临界值后,发生宏观断裂破坏,裂纹面积呈负增长,破裂区面积增大。实验结果分析表明在实际工程中,围岩和支护结构的抗冲击的最优化设计角度范围在15°～30°。     

同进隧道二次衬砌开裂原因分析及治理

衬砌裂纹是隧道衬砌承受力超出其强度的反映，二次衬砌开裂是隧道工程常见的病害，针对同进隧道二次衬砌开裂段局部侵入净空进行了分析，围岩分级、地下水和施工因素是导致衬砌开裂的主要原因，对失效衬砌采取拆除重建进行整治，首先加固周围的围岩，加强对衬砌裂纹的监控量测，拆除旧衬砌时，及时进行初期支护，确保施工安全。提出了预防裂缝开裂的措施，设计方面正确判断围岩级别，选择支护和衬砌参数；施工方面规范操作，确保支护到位和衬砌强度，防患于未然。     

Numerical simulation and damage analysis of fissure field evolution law in a single coal seam mining

Based on the different deformation and failure laws of coal and rock materials under tensile or compressive loads, the damage variable was defined to divide three phases from the damage and rupture point of view in order to reveal the fissured field evolution characteristics and spatial distribution of coal and rock in the single coal seam mining with low permeability and rich methane. According to the corresponding damage constitutive equations, the secondary development of the finite element program was completed. The fissures field evolution law of a coal mine with single coal seam mining was calculated and analyzed by this new program and the distribution areas and failure degree of the surrounding coal and rock structures with damage, fissure or rupture are given on the condition of mining. This paper provides a scientific basis for quantitative research and evaluation of the safe simultaneous production of coal and gas.     

模拟准脆性材料热开裂的热力耦合格构离散单元法

针对准脆性材料的热传导与热开裂问题,基于格构离散单元法（LDEM）提出新的热力耦合数值模型. 通过格构离散体系与连续体传热过程的等效换算,结合格构单元的线膨胀公式,在LDEM中实现温度传导与裂纹扩展的数值模拟. 以平板的热传导与热弹性应力问题、由温度梯度与热失配引起的开裂问题为例,验证所提模型. 将所提模型应用于细观混凝土温度?应力试验的数值模拟中. 结果表明,LDEM热力耦合模型能够有效模拟准脆性材料的热传导过程、在温度影响下的裂纹萌生与扩展,是研究准脆性材料热开裂过程与机理的有力工具.     

软岩巷道破裂特征与分阶段分区域控制研究

解决软岩巷道维护问题的关键在于准确把握该类巷道围岩内部裂隙发展演化规律和破裂特征.以某矿典型的软岩巷道为研究对象,实验研究了巷道围岩组份及微结构的特征;现场测试了巷道围岩内部破裂发展过程和规律,得到了典型软岩巷道围岩内部裂隙扩展贯通具有阶段性和非均匀性的破裂特征;根据巷道破裂发展的时间效应和区域特征,提出了分阶段、分区域控制的关键技术,包括:分阶段喷射混凝土、锚杆(索)强力支护、围岩注浆加固的过程控制和重点部位的加强支护技术.现场工程实践表明,针对软岩巷道破裂特征的分阶段控制技术可以有效控制软岩巷道的围岩变形破裂的发展,实现该类巷道的围岩稳定.     

减速器齿轮开裂分析

从渗碳层深度、硬度与组织、齿轮材质、裂纹区组织与硬度等方面对开裂的渗碳齿轮进行了检测和分析。结果表明,齿轮上的裂纹虽然是在渗碳淬火、回火后的磨削时发现,但系锻造裂纹,而非淬火裂纹。给出了避免出现锻造裂纹的措施。     

Boundary-effect and scale-heating rate equivalence effect of cracking behavior in the rock models subjected to heating from the central borehole

Thermal cracking is broadly observed in rock engineering. A finite element numerical model which considers the heterogeneity of rock materials and the dama     

岩盐水压致裂溶解的数值模拟

在建立岩盐水压致裂溶解过程的固流传质耦合数学模型的基础上，对该过程进行了数值模拟．由模拟结果分析得出，岩盐水压致裂溶解过程裂缝的扩张以及裂缝宽度的变化受水压和溶解双重因素的影响．水压较大时，裂缝扩展速度快，水压对裂缝张开起主导作用；而裂缝内空间增大，会导致缝内水压降低，此时裂缝扩展速度也随着降低，当缝尖压力接近临界破裂压力时，裂缝停止扩张，缝内压力趋于稳定，此时岩盐溶解对裂缝张开起主导作用．     

内聚力模型在裂纹萌生及扩展中的应用

断裂及开裂是工程中严重的结构失效形式.结合传统断裂力学中应力强度因子K以及J积分,综述了内聚力模型基本思想及发展,分析了典型的内聚力模型及模型应用的局限性,总结了不同内聚力模型在有限元中的实现形式,概述了国内外学者关于内聚力模型解决不同材料裂纹萌生与扩展的研究状况,得出了内聚力模型可以用以研究裂纹尖端塑性变形、静力和疲劳载荷条件下的蠕变开裂,以及金属、岩土材料及混凝土、复合材料及纳米晶材料裂纹萌生与裂纹扩展的结论.