保护层开采卸压增透效应及其定量表征方法研究

保护层开采是高突矿井瓦斯治理的主要方式及开采方法,然而其卸压增透效果当前无法量化表征,缺乏评价体系。基于平板流体模型增透率理论,结合平煤十矿地质条件,通过离散单元法建立保护层开采数值模型,获得保护层开采不同距离时采空区下方的增透率图谱及被保护层的应力分布。结果表明:保护层开采过程中,采面前方15 m处支撑压力会出现应力峰值,随着采面的推进,增透率与现场瓦斯流量呈现正相关关系;在采空区下方,被保护层卸压及增透效应明显,且卸压区范围与增透率分布集中区域基本一致,均随采空区范围的扩大而增大。该研究成果证实了增透率理论可作为保护层开采卸压增透指标,为现场保护层回采设计、瓦斯抽采设计范围的确定提供更加科学的依据。     

水力压裂煤储层卸压增透技术的适用性分析

水力压裂煤储层技术在不同矿区应用过程中受不同煤体破坏类型和围压条件的影响,其卸压增透效果差异性较大.为了明确该项技术的井下适用条件,优化其实施工艺,切实提高煤层瓦斯抽采率,通过分析和总结河南省不同矿区实际煤储层的水力压裂试验数据资料发现,水力压裂增透技术对Ⅰ,Ⅱ破坏类型煤体的增透效果比较明显,而在Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ破坏类型的松软煤层中适用性则具有一定的局限性,具有压裂范围小、裂缝闭合快、增透效果不明显等特点.所得结论对于选择合理的水力压裂储层并进一步优化完善高效预抽本煤层瓦斯技术具有一定的指导意义.     

上向穿层钻孔水力冲孔卸压增透技术研究

为考察水力冲孔卸压增透技术的消突效果,在潘二煤矿A组煤底抽巷穿层钻孔中进行试验。在煤层段每米冲孔时间不低于60min条件下,单孔冲出煤量约2.0t/m,可形成直径约1.3m孔洞,水力冲孔后钻孔周围的卸压范围显著增加,钻孔瓦斯抽采量提高3倍,透气性系数由原来0.19m2/(MPa2.d)提高到1.71m2/(MPa2.d),钻孔流量衰减系数降为冲孔前的1/3,有效影响半径达到5m,降低了瓦斯突出潜能和危险性,卸压增透效果明显。     

煤与远程卸压瓦斯安全高效共采试验研究

运用高瓦斯煤层群煤与瓦斯安全高效共采的思想,在淮南潘一矿进行了煤与瓦斯安全高效共采及远程瓦斯抽采的试验研究：首先开采瓦斯含量低、无突出危险的B11煤层,利用其采动影响使处在其上部70m(相对层间距35)的C13煤层卸压,煤层透气性系数增加近3000倍,瓦斯大量解吸并形成了沿顺层张裂隙流动的条件,通过在C13煤层底板沿走向布置的瓦斯抽采巷向C13煤层均匀地打网格式上向穿层钻孔,C13煤层内的卸压解吸瓦斯在煤层残余瓦斯压力和抽采负压作用下沿顺层张裂隙向抽采钻孔汇集,瓦斯抽采率达60%以上,不仅消除了煤与瓦斯突出危险性,而且相对瓦斯涌出量由原来25m^3／t下降到5m^3／t,工作面日产量由原来的1700t提高到5100t,成功地实现了煤与瓦斯两种资源的安全高效共采。     

保护层开采卸压增透效应研究及其定量表征方法探索（研究生论坛稿件）

保护层开采是高突矿井瓦斯治理地主要方式及开采方法,保护层开采的卸压增透效果当前无法量化表征的,缺乏评价体系。以平板流体模型增透率理论为基础,结合平煤十矿地质条件,通过离散单元法建立保护层开采数值模型,获得保护层开采不同距离时采空区下方的增透率图谱及被保护层的应力分布。研究结果表明：保护层开采过程中,采面前方15 m处支撑压力会出现应力峰值,随着采面的推进,增透率与现场瓦斯流量呈现正相关关系;在采空区下方,被保护层卸压以及增透效应明显,且卸压区范围与增透率分布集中区域基本一致,均随着采空区范围的扩大而增大。该研究成果证实了增透率理论可以作为保护层开采卸压增透指标,对现场保护层回采设计、瓦斯抽采设计范围的确定提供了更加科学的依据。     

水力冲孔措施的卸压增透效果考察分析

为了考察水力冲孔措施的卸压增透效果,以淮南矿业集团潘二矿11124工作面为试验点,通过考察水力冲孔单孔出煤量、冲孔前后抽采瓦斯体积分数、单孔抽采量以及冲孔前后钻孔瓦斯涌出初速度q等参数,分析了水力冲孔防突措施的卸压增透效果．实验结果表明,水力冲孔防突措施的卸压增透效果明显,抽采瓦斯体积分数由冲孔前的7．8％（平均）增至冲孔后的56．9％（平均）,钻孔瓦斯涌出初速度也由冲孔前的24．2L／min（平均值）下降到冲孔后的2．28L／min,比原来下降90．57％．     

轻钢增层结构地震反应试验研究

为研究轻钢增层结构的动力特性,本文详细介绍了以有机玻璃为模拟材料增层结构共振法试验,将共振法测试到的模型动力特性,与理论计算作了对比,二者具有较好的一致性,并对试验结果进行了理论与计算分析。     

Fenton试剂作用下煤的渗透规律及增透机理研究

为研究Fenton试剂作用下煤的渗透规律及增透机理,对焦作煤业(集团)有限责任公司九里山煤矿的无烟煤、安阳市主焦煤业有限责任公司的焦煤、义马煤业集团股份有限公司杨村煤矿的长焰煤等3种不同煤阶的煤样,利用Fenton试剂进行加压饱和浸泡试验,研究其渗透率变化情况,并通过对比试验前后各煤样核磁共振T_2谱和红外光谱,分析探讨了Fenton试剂作用下煤样的增透机理。结果表明:Fenton试剂作用后,煤样中大孔和裂隙体积增大,内部连通性变好; Fenton试剂作用后,煤样表面含氧官能团增加,抑制了煤对瓦斯的吸附能力;通过3种煤样的对比试验发现,Fenton试剂作用对低阶煤煤样有较好的增透效果。研究结果可为提高煤层的透气性提供新的方法和理论指导。     

深部高瓦斯低透突出煤层水力化增透技术模拟分析及试验研究

本文以淮南矿区低透气性煤层为试验区,考察钻孔采取水力化措施,形成水力增透理论。水力冲孔后,储层内孔隙压力发生很大变化,导致地应力场的变化,并在钻孔的煤孔段形成较大的圆柱体状的洞穴,煤体卸压范围扩大,裂隙入渗进一步扩大,透气性增强。在对淮南潘二矿 A 组煤工作面进行水力冲孔试验,取得了较好的效果,抽采半径增加 1.25 倍,抽采量增加 2.68 倍,煤体的透气性系数增加到原来的 2.5 倍,衰减系数只有原来的 1/3,降低了煤层的突出危险性,保证了安全生产。     

超临界CO_2增透煤热流固耦合模型与数值模拟

针对中国绝大多数高瓦斯煤层渗透性低以及低渗透煤层强化抽采瓦斯效果不理想的现状,结合超临界CO_2强扩散和溶解增透孔隙介质等独特优点,依据超临界CO_2作用后煤微观孔裂隙的演化特征,得到煤微观孔隙率和渗透率演化方程,根据孔隙率的变化确定损伤变量,考虑体积应力、温度、孔隙压力及超临界CO_2溶解增透作用的影响,建立超临界CO_2作用后煤的热流固耦合力学模型,利用ABAQUS软件提供的场变量子程序,结合PYTHON脚本和子程序二次开发功能,实现低渗透煤层注超临界CO_2增透规律数值模拟。结果显示:超临界CO_2注入后,注气孔周围煤体内体积应力、温度及孔隙压力变化明显,随着距注气孔距离的增加,影响程度逐渐减弱,并趋于稳定;经超临界CO_2作用后,注气孔周围煤体内不断萌生新的孔裂隙,并与原有的孔裂隙相互贯通,随注气时间的延长各级孔裂隙不断向煤体纵深演化发展,煤微观孔隙率较注气前提高了2个数量级;超临界CO_2的致裂增透作用引起煤体不同程度的损伤,距注气孔越近,损伤程度越大,损伤增加越快,注气时间越长,损伤增加的幅度越大;煤微观孔裂隙的有效发育为煤层气的扩散渗流提供了更多的运移通道,使煤体渗透系数较注气前提高了3个数量级。     

土-地下结构界面层效应试验研究

用粗糙钢板模拟地下结构面,利用DRS-1型超高压直残剪试验系统,研究了不同法向应力条件下福建标准中砂与地下结构接触面及界面层的剪切力学特性.结果表明：随着法向应力的改变,界面层内土体的力学特性发生明显变化.在相对低应力条件下,接触面及界面层内土体的剪切应力-剪切位移曲线均呈现出应变软化特性,但界面层内土体的抗剪强度高于接触面处的抗剪强度,发生明显的＂界面层强化效应＂;反之,在相对高应力条件下,将发生＂界面层弱化效应＂,即界面层内土体的抗剪强度低于接触面处的抗剪强度,接触面及界面层内土体的剪切应力-剪切位移曲线均呈现出应变硬化特性.利用＂界面层效应因子＂可以衡量界面层效应的类型及其强弱化程度.     

低透气性煤层顺层钻孔水压预裂增透消突技术研究

通过对顺层钻孔增透消突技术的现状及存在问题分析的基础上,介绍了一套新型的增透消突技术—水压预裂增透消突技术,该技术通过在李子垭煤矿的现场应用和考察,有效解决了低透气性煤层的瓦斯治理及防突问题,大大改善工人的工作环境,提高了煤矿生产的效率和安全状况。     

类金刚石薄膜红外增透作用研究

利用ＰＬＤ（ＰｕｌｓｅＬａｓｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）技术,在硅或光学玻璃基底上制备的类金刚石薄膜,通过实验条件的调控,其折射率在１７～２２之间．理论分析和实验验证都得出同一结论：这种新型的功能材料可以作为多种物质的增透膜,特别是作为红外光学元件硅、锗等材料的增透膜,增透效果十分明显．     

薄煤层切顶卸压自动成巷关键参数研究

以嘉阳煤矿3118薄煤层工作面为工程背景,通过现场工程地质条件分析,建立力学模型,推导切缝角度和高度的理论公式,利用数值计算方法,确定预裂切顶合理参数,并分析作用效果.结果表明,薄煤层顶板预裂切缝具有明显的角度与高度效应,合理的预裂切顶参数为预裂切缝角度为20°、孔深4m.研究成果在嘉阳煤矿3118工作面成功应用.为薄煤层切顶卸压自动成巷技术的推广应用提供基础.     

顺煤层定向长钻孔水力压裂煤层增透技术及试验研究

为了提高顺煤层钻孔瓦斯抽采效果,在分析井下煤层水力压裂技术发展现状及其增透机理的基础上,结合定向长钻孔施工技术与煤层水力压裂增透强化抽采技术,提出了顺煤层定向长钻孔裸孔坐封、水力压裂增透技术工艺。鉴于赵固二矿二1煤层中等偏硬、厚度大、瓦斯含量高等特征,选择该矿井二1煤层进行长钻孔整体压裂试验。结果表明:采用煤层长钻孔孔内封隔器裸孔坐封方式能够满足赵固二矿水力压裂煤层段密封需要;注水压裂过程压力上升平稳,泵压和流量达到设计要求;工具串回收过程无塌孔和卡阻现象,顺层长钻孔孔内封隔器裸孔坐封和压裂工艺达到预期目标;整体水力压裂影响半径最大达到38 m(单侧),压裂钻孔百米钻孔瓦斯抽采量比常规顺层钻孔有了较大提升。     

华北中部太原组火山事件层与煤岩层对比

研究了华北中部太原组含煤地层中火山事件层的岩石学识别标志和分布规律.研究结果表明含煤地层中广泛发育火山事件层.火山事件层的岩石类型以玻屑（沉）凝灰岩、玻屑晶屑（沉）凝灰岩和凝灰质中细粒砂岩为主.火山事件沉积的成因类型以空降－水携复合型和空降型为主.研究区由西向东,火山事件层的赋存层位有上迁的趋势;从东、西两个方向向峰峰地区均远离火山源.西部区和东部区分别对应一个火山源,东部区火山源位于河北康堡、围场一带,西部区火山源位于内蒙古达尔罕明安旗一带.     

特低渗透油藏压敏效应研究

特低渗透储层中存在压敏效应,进行渗透率随孔隙内流体压力的变化规律的研究对油田开发意义重大。通过对朝阳沟地区岩心模拟实验,采用改变孔隙内流体压力改变净压力的方法,可以更真实地反映地层的真实状况,得出渗透率随净压力变化曲线,回归了净压力与渗透率的关系模型。结果表明,特低渗透油藏中,因压敏效应,在流体压力减少阶段,渗透率随净压力变化显著,渗透率变化率大约20%;在流体压力增加阶段,渗透率随净压力变化不明显,渗透率变化率大约5%;在流体压力增加或减少阶段采用分段拟合,得出渗透率随净压力变化规律基本符合二项式关系,相关系数达到0.99以上。     

合肥化妆品厂综合车间双跨五层工业厂房结构设计

合肥化妆品厂综合车间工业厂房的设计中，为了满足工艺要求，降低造价，采用了大跨度有粘结后张部分预应力混凝土结构。文中叙述了该工程的结构平面方案，结构分析，构造措施和预应力结构的工程施工。     

不同跨受火时两层两跨钢框架火灾行为试验

为对不同跨受火时的两榀两层两跨钢框架足尺结构进行试验研究.受火工况有一层两跨梁柱同时受火,节点被保护不受火和一层两跨梁单独受火,节点被保护不受火两种形式.分析宏观试验现象、温度场以及变形情况,得出钢框架各个构件的温度场分布和变形规律,并在此基础上对钢框架的整体变形全过程进行全面分析,考虑了内力重分布的影响.结果表明:钢框架各构件在火灾作用下的破坏特征与单个构件在火灾行为下的破坏特征有所不同;框架柱的变形对不同跨的组合梁挠度变化有着不同的影响,有些影响是有利的,而有些影响却是负面的;内力重分布和造成内力重分布的各种因素所起的作用时时刻刻发生着变化,当两种不同的因素交替起主导作用时,便发生位移拐点现象.