深部煤层瓦斯治理综合防治措施

针对新集二矿深部二水平瓦斯含量高、瓦斯压力大的特点,采取顺层抽放、高位钻孔抽放、顶板高位巷抽放、开采解放层等综合防治瓦斯措施,为深部二水平的瓦斯防治提供了治理方案.     

深部煤层瓦斯治理综合防治措施

针对新集二矿深部二水平瓦斯含量高、瓦斯压力大的特点,采取顺层抽放、高位钻孔抽放、顶板高位巷抽放、开采解放层等综合防治瓦斯措施,为深部二水平的瓦斯防治提供了治理方案.     

深部巷道围岩变形试验与数值模拟研究

为了研究深部软岩巷道的变形破坏特性,以淮南矿区某煤矿13-1煤回采巷道为例,在现场调查回采巷道工程概况的基础上,开展了室内深部回采巷道围岩变形特性相似模拟试验,并基于块体离散元法,建立了深部回采巷道围岩的数值模型,模拟了开挖过程中围岩的变形特性。相似模拟试验和数值模拟试验结果表明,深部巷道围岩的典型特征为:巷道底臌量两帮移近量顶板下沉量,巷道不同围岩受开挖扰动的位移影响范围不同,底板为3.5 m,顶板为2.45 m,两帮为5.5 m。     

深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究

实测了新庄孜矿深部低透气性煤层的瓦斯压力、煤层透气性系数、瓦斯含量、瓦斯涌出衰减系数和自然排放半径等基础参数;在此基础上,数值模拟计算了钻孔抽采瓦斯的有效半径。研究结果表明,煤层的透气性是决定钻孔有效排采半径的主导因素。为提高低透气性煤层抽采瓦斯钻孔预抽消突效果,应积极采取措施提高煤层透气性系数。     

软煤层巷道支护数值模拟研究

针对新义煤矿11011工作面回采巷道煤层松软、围岩变形大、现有微拱工字钢支护难以满足生产安全需要的问题,利用FLAC数值模拟软件分别对微拱工字钢和外扎腿U型钢支护下的巷道位移矢量特征、应力特征及塑性区范围进行了分析．结果表明,外扎腿u型钢支护,能有效地改善围岩的应力状态和控制围岩的变形量,适合该矿软煤层特征;通过对12011皮带运输巷进行的工业性试验的实测变形数据分析表明,外扎腿u型钢支护,降低了顶板与两帮收敛速度与位移,提高了软岩巷道围岩强度和自承能力,维护了巷道围岩的稳定性,支护效果良好,能满足新义煤矿安全生产的要求,可为类似条件下的巷道支护提供参考．     

近距离煤层开采侧向支承压力分布的相似模拟试验研究

采用相似模拟的方法,以平顶山八矿己二采区己15和己16-17煤层实际地质资料为基础,分析了近距离煤层上煤层开采时,在上煤层采场两侧向的支承压力分布及集中程度、峰值距煤壁的距离、支承压力的影响范围;一定范围内底板中集中应力的传递及渐衰减特征.研究了上煤层开采后下煤层开采过程中,采煤工作面两侧应力降低区范围、峰值应力的位置、应力集中的程度以及与上煤层开采时的对比关系.作者认为,下煤层开采后上覆顶板岩层受到二次扰动,其破坏移动主要是沿原有破裂面滑移,由于剪胀的作用,上覆岩层能够形成面接触的覆岩基本结构特征.根据模拟结果得出:特定开采条件下,上部或下部不同煤层采煤工作面侧向卸压区范围.该结果对区段巷道布置有一定的参考价值.     

近距离煤层开采侧向支承压力分布的相似模拟试验研究

采用相似模拟的方法,以平项山八矿己二采区己15和己16-17煤层实际地质资料为基础,分析了近距离煤层上煤层开采时,在上煤层采场两侧向的支承压力分布及集中程度、峰值距煤壁的距离、支承压力的影响范围;一定范围内底板中集中应力的传递及渐衰减特征．研究了上煤层开采后下煤层开采过程中,采煤工作面两侧应力降低区范围、峰值应力的位置、应力集中的程度以及与上煤层开采时的对比关系．作者认为,下煤层开采后上覆顶板岩层受到二次扰动,其破坏移动主要是沿原有破裂面滑移,由于剪胀的作用,上覆岩层能够形成面接触的覆岩基本结构特征．根据模拟结果得出：特定开采条件下,上部或下部不同煤层采煤工作面侧向卸压区范围．该结果对区段巷道布置有一定的参考价值．     

化学固化对淤泥颗粒粒径及含水率影响的试验研究

以水泥、石灰和粉煤灰为固化材料,按照正交方法设计配合比,进行了淤泥的固化试验,通过测试固化淤泥的颗粒级配及含水率,研究了淤泥固化后其颗粒粒径分布及含水率的变化,探讨了固化材料中的各组分对淤泥固化效果的影响。结果发现,粉煤灰最有利于淤泥内部自由水和吸附水的减少,而石灰对于增大粒径效果最明显。淤泥经化学固化后,粘粒含量从34%降低到1%以下,强度稳定性和耐水性大大提高。     

斜坡地震响应的物理模拟试验研究

“5·12”汶川大地震不仅诱发了数以万计的崩滑灾害,这些灾害还表现出非常独特的动力学特征。为了研究和探索强震诱发地质灾害的成因机理,利用振动台物理模拟试验手段,系统地研究了强震作用下地震力作用方向、坡体结构、坡体形态特征等因素对斜坡变形破坏的影响规律,探讨了强震诱发斜坡失稳破坏的主要模式和过程。研究发现：地震过程中所产生的强大惯性力是导致斜坡变形破坏的主要原因。强大的水平地震惯性力,首先在斜坡坡顶产生走向垂直于地震力作用方向的竖向拉裂缝,同时带动裂缝外侧变形体沿水平方向运动,产生近水平或外倾的拉剪结构面(滑动面),最后沿此面整体失稳破坏。强震作用下,坡体中岩性及岩性组合特征、岩体中控制性结构面组合特征是影响斜坡变形破坏模式的重要因素。     

基底伸展型地裂缝破裂扩展的物理模拟试验研究

基底伸展变化会引起上覆土层破裂,并导致地表建筑物、地下管线和隧道等结构物的变形与破坏。为探究基底伸展型地裂缝的发育过程及机制,通过物理模拟试验,揭示基底拉伸情况引起上覆土体形变和位移的变化规律,分析裂缝的剖面结构特征和发育破裂过程。结果表明,在基底张应力环境下,断层上覆土体会被"拉裂"而释放应力。随着水平拉伸活动的持续,上覆土体首先发生沉降和减薄,尤其是塑性较强的土体反应更明显,并在持续应力作用下,裂缝自下而上延伸扩展,直至贯穿地表。此外,越靠近地裂缝,土体的沉降量和减薄量越大,密度越小。     

就仓干燥粮食温度和水分的实验模拟对比

粮堆的通风干燥是粮食干燥的主要形式,粮食的干燥过程实质上是多孔介质热湿耦合传递的过程.本文借助实验研究和数值模拟的方法,针对利用太阳能／热泵联合就仓干燥粮食的热风随时间变化的情况,采用综合温度和空气绝对湿度作为瞬态边界条件,对干燥过程中粮食内部温度和水分的变化进行了模拟研究.模拟结果表明干燥150h后小麦水分达到安全水分13.6％(干基),而实验结果表明干燥135h后达到安全水分13.6％(干基),二者对比相差不大且模拟温度与试验温度吻合较好.     

木材含水率检测系统

利用木材电导与含水率、温度的关系,设计出具有水分和温度测量电路的电导支送器,用于直接测试烘干窑中木材电导的变化和温度的变化,变送器信号送人微机对木材含水率进行测定,并可由快速失重式水分测量装置随时对此检测系统进行标定,从而保证测量的精确性．     

波前编码景深延拓照相系统成像模拟实验研究

利用Matlab软件分别对传统光学系统和波前编码景深延拓照相系统在不同离焦情况下进行了成像模拟.证明了波前编码景深延拓照相系统具有离焦不变性,在滤波后系统能够在较大范围内成清晰像,从而提高系统的景深.     

深基坑土钉支护正交数值模拟试验初步研究

把数值模拟计算用于工程设计阶段,对深基坑土钉支护设计有很重要的意义,特别是对超近深基坑(群)变形控制的设计.通过应用于土木及采矿工程的拉格朗日元法的应用程序FLAC(FastLagrangianAnalysisofContinua,连续介质快速拉格朗日分析),结合工程实例,对深基坑土钉支护进行正交数值模拟,初步探讨了土钉支护参数对支护变形的影响,可供超近深基坑土钉支护变形控制设计时参考.     

深基坑土钉支护正交数值模拟试验初步研究

把数值模拟计算用于工程设计阶段,对深基坑土钉支护设计有很重要的意义,特别是对超近深基坑(群)变形控制的设计.通过应用于土木及采矿工程的拉格朗日元法的应用程序FLAC(Fast Lagrangian Analysis of Continua,连续介质快速拉格朗日分析),结合工程实例,对深基坑土钉支护进行正交数值模拟,初步探讨了土钉支护参数对支护变形的影响,可供超近深基坑土钉支护变形控制设计时参考.     

Reservoir reconstruction technologies for coalbed methane recovery in deep and multiple seams

Multiple coal seams widely develop in the deep Chinese coal-bearing strata. Ground in situ stress and coal seam gas pressure increase continuously with the increase of the mining depth, and coal and gas outburst disasters become increasingly severe. When the coal is very deep, the gas content and pressure will elevate and thus coal seams tends to outburst-prone seams. The safety and economics of exploited firstmined coal seams are tremendously restricted. Meanwhile, the multiple seams occurrence conditions resulted in different methane pressure systems in the coal-bearing strata, which made the reservoir reconstruction of coal difficult. Given the characteristics of low saturation, low permeability, strong anisotropy and soft coal of Chinese coal seams, a single hydraulic fracturing surface well for reservoir reconstruction to pre-drain the coalbed methane(CBM) of multiple seams concurrently under the different gas pressure systems has not yet gained any breakthroughs. Based on analyses of the main features of deep CBM reservoirs in China, current gas control methods and the existing challenges in deep and multiple seams, we proposed a new technology for deep CBM reservoir reconstruction to realize simultaneous high-efficiency coal mining and gas extraction. In particular, we determined the first-mined seam according to the principles of effectiveness and economics, and used hydraulic fracturing surface well to reconstruct the first-mined seam which enlarges the selection range of the first-mined seam. During the process of mining first-mined seam, adjacent coal seams could be reconstructed under the mining effect which promoted high-efficiency pressure relief gas extraction by using spatial and comprehensive gas drainage methods(combination of underground and ground CBM extraction methods). A typical integrated reservoir reconstruction technology, ‘‘One well for triple use", was detailed introduced and successfully applied in the Luling coal mine. The application showed that the proposed technology could effectively promote coal mining safety and simultaneously high-efficiency gas extraction.     

不同含水率高固水充填材料压缩变形特性研究

为揭示高固水充填材料压缩变形特性,制备61%、65%、69%3种含水率的充填材料,通过室内试验分析其基本性能,并利用单轴承载试验研究材料抗压稳定性及变形特性.结果表明:高固水充填材料早期强度较高,混合材料凝结时间在30 min左右满足充填要求,材料流动度较好满足运输要求;单轴压缩条件下材料应力应变曲线宏观上有4个阶段:压密阶段、线弹性阶段、屈服阶段、峰后残余变形阶段;材料的弹性模量和割线模量随材料含水率的增加而明显减小,割线模量线性下降趋势比弹性模量变化特征较缓;随着高固水充填材料含水率增高其黏聚力损失较小,材料整体性越好,延性变形特征明显.     

华北盆山演化对深部煤与煤层气赋存的制约

深部煤和煤层气的聚集及赋存与盆山演化有着密切的关系.在对华北陆块中新生代盆山演化过程与特征研究的基础上,以其主要含煤区为研究区域,探讨了华北陆块盆山演化对其含煤区深部煤和煤层气的制约作用.结果表明:华北不同地区盆山演化特征不仅导致了含煤盆地结构的复杂多变,也使煤层埋深及煤的储层物性发生了不同程度的变化.渤海湾盆地,受挤压和伸展控制作用,其煤层埋藏深;煤层气沿断裂运移至上覆岩层中,形成常规天然气藏,但仍有部分煤层气赋存于深部煤层中,形成煤层气富集层.鲁西含煤区以伸展滑脱作用为主,煤层埋深增加;由于张性断裂作用,煤层含气量降低.两准含煤区以逆冲推覆作用为主,使煤层埋深增加;淮北煤田岩浆-热作用相对淮南煤田强烈,煤层含气性局部变好,渗透率也有所增高.豫西含煤区重力滑动产生的牵引褶皱区,煤层埋深增加,煤层气保存较好.沁水盆地以挤压复向斜构造为主,使煤层埋深增加,且岩浆-热作用明显,煤层含气性较好,而叠加后期形成的构造裂隙,渗透率较好.鄂尔多斯盆地受沉积厚度的影响而煤层埋深增加;由于煤中内生裂隙较多,渗透性也较好.     

郑庄东大井区煤层含气量主控地质因素

以郑庄区块东大井区为主要研究对象,综合运用实验测试数据、煤田钻孔及煤层气井资料,并结合沉积、构造和地下水动力的原理和方法,深入分析了该区煤层含气量分布和主控地质因素。研究结果表明:研究区煤层含气量较高,总体呈自东向西逐渐增大的趋势,且主要受煤层埋藏深度、地质构造和水动力条件三个因素控制。即煤层埋深对含气量分布具有较好的控制作用,总体上含气量高值区大都位于北部深埋区域;地质构造对含气量的影响主要表现为次级构造叠加在煤层埋深影响的总体背景之上导致含气量展布复杂化;北部地区水动力条件对煤层气的运移和富集具有显著的控制作用,是影响煤层含气量展布的主要因素;而南部地区则由于埋深和断层等因素的影响,从而导致水动力条件与煤层含气量的相关性不太明显。     

组态王工控软件在精馏仿真实验中的应用

本文介绍了应用组态王工控软件建立精馏实验仿真平台的原理以及设计过程,利用该系统能使学生更加深刻地了解精馏操作过程,同时缩短了实际操作时间,达到了与实际操作相同的效果．