煤和瓦斯突出机理的流变假说

基于煤与瓦斯突出能量理论,建立了突出煤体三维结构应力模型,并利用弹塑性力学相关知识和数学求解方法推导了突出煤体的瓦斯弹性势能和瓦斯内能方程,为钻孔造穴诱突技术应用提供理论依据和实现路径。现场试验了钻孔水力造穴诱突、爆破诱突2种诱突技术措施,结果表明,钻孔造穴诱突过程的能量耗散机制符合推导的瓦斯能量方程和结构应力模型。针对试验矿井实际条件,2种诱突技术措施应用时存在一个阈值,当试验矿井煤层瓦斯含量大于9 m³/t时宜采用水力造穴诱突技术,反之宜采用爆破诱突技术。实践表明,2种诱突技术措施均能使试验矿井瓦斯治理效果显著提高。

     

煤系地层顶板岩溶地下水赋存特征研究

煤层瓦斯测压下向钻孔积水会导致测压不准,研究既能排水又不影响测压进程和测压结果的装置是下向钻孔测压亟待解决的难题。设计了自动排水装置,利用弹性膜实时感知排水时机, 实现了自动化排水;试验研究了弹性膜弹性参数,确定膜的最佳厚度为0.3~1.0 mm;基于气体压力差与毛细作用力原理,推算了最优排水区间;在此基础上研制出一种煤层瓦斯测压下向钻孔自动排水实验装置并开展排水试验。试验结果表明：在测压气室气压为0.152×10⁵ Pa,排水管管径为15 mm,毛细管内径为0.2 mm、数量为950根时,排水速度为0.444 3 cm³/s,该装置可以实现连续缓慢排水。

     

煤矿井下瓦斯抽采钻孔封堵技术的研究现状及发展方向

受岩石巷道围岩松动圈的影响,采用“两堵一注”技术封孔的底板穿层抽采钻孔封孔段极易受到破坏,产生裂隙,密封效果变差,瓦斯抽采效果不佳。为提高瓦斯抽采效果,提出了固液两相复合封孔技术,通过固体密封段和液体密封段的组合使用,及时封堵松动圈内钻孔周围形成的动态裂隙和固体密封段收缩产生的缝隙,隔断漏气通道,提高封孔段密封性能,并在平宝煤业首山一矿进行了现场试验研究。结果表明：抽采120 d后,试验钻孔孔口瓦斯浓度为30%~50%,较对比钻孔的孔口瓦斯浓度(小于20%)有明显提高。该技术有效降低了围岩松动圈对抽采钻孔封孔段的影响,实现了提高抽采瓦斯浓度的目标。

     

保德区块煤层气勘探历程与启示

为充分利用厚煤层的煤层气资源,需提高厚煤层的压裂改造效果,在厚煤层中建立复杂缝网。以沁水盆地兰花区块不同厚度煤层气井为例,研究不同厚度条件下,压裂施工参数对压裂改造效果、产气效果的影响。结果表明：研究区厚煤层压裂缝网长度及改造效果受压裂液总量的影响较显著,压裂裂缝平均长度192 m,压裂裂缝向埋深较浅的区域延伸较长;研究区山西组3^#煤层水平主应力方向为北东东向,压裂裂缝偏离水平主应力方向,井筒两侧的裂缝长度差异增大;煤层厚度越大,资源丰度越高,其对每米煤厚的平均日产气量及每米煤厚的累计产气量贡献越大。通过对煤储层多参数地质甜点优选及开发工程参数优化,可降低厚煤层煤层气开发风险,提高产气效率。

     

煤矿安全生产综合监察监管平台设计与实现

基于收集的西南地区40多对矿井瓦斯监测数据,分析矿井瓦斯浓度数理变化特征,建立了数据驱动的矿井瓦斯异常涌出识别方法与模型。该模型从当前瓦斯浓度、瓦斯突变指数、偏离均值指数、长期不变指数、波动幅度指数、中期上升趋势指数等方面对监测点瓦斯风险进行量化评价;使用单一预警指标对趋势偏离、瓦斯突变等异常进行识别;采用各监测点调和平均数,以采掘工作面为单位,量化区域瓦斯灾害风险趋势。研发了煤矿瓦斯灾害大数据风险分析平台,并应用于现场监管监察,应用结果表明该模型能及时准确判识各矿井瓦斯灾害风险,有效提高监管能效。

     

仿岩孔条件下顺层钻孔瓦斯压力测定技术研究

为了分析钻孔钻进瓦斯涌出规律,建立流—固耦合双孔介质模型,并模拟分析了瓦斯压力、孔径、基质解吸时间及Klinkenberg因子对钻孔钻进瓦斯涌出的影响。结果表明,不同位置孔壁暴露时间不同,压力降幅不等,瓦斯渗流速度不同;瓦斯流量呈现增长趋势,且增长速度不断减缓,使用单孔模型则会严重高估瓦斯流量。瓦斯压力是影响钻进瓦斯涌出的关键性因素;孔径增大促使瓦斯流量及涌出量增高;基质瓦斯解吸时间增大减少了对裂隙瓦斯的补充;Klinkenberg因子能够显著促进渗透率的增大进而提高渗流速度,增大瓦斯涌出量,但瓦斯涌出量存在一个极限值。

     

飞机液压导管干涉故障分析和维修方法研究

针对飞机方向舵液压载荷机构进油导管裂纹故障,采用宏微观观察、化学成分分析、金相组织检验等方法,结合导管的制备工艺过程,对失效原因进行分析。结果表明：进油导管的裂纹性质为疲劳开裂,开裂原因是导管在冷轧/拔过程中先产生原始裂纹,再经热处理及酸洗后形成无断裂特征区,疲劳从无断裂特征区边缘线性起始。导管内外表面还存在沿晶开裂,为导管在酸洗过程中酸洗过度产生。     

剩余油饱和度测井资料在雅克拉凝析气田的综合应用

雅克拉凝析气田2005年投入开发至今已稳产9年,目前已进入中、后期开发阶段。为了准确监测剩余油状况,对多口井进行了剩余油饱和度测井,用来指导气田的开发调整。同时,应用剩余油测井资料,对储层连通性进行了评价,并辅助进行小层精细划分,深化地质认识。     

壳聚糖对鱼腥草提取液絮凝除杂效果的研究

研究了壳聚糖用量、p H和温度对鱼腥草提取液絮凝除杂效果的影响,并对其工艺进行了正交实验优化。实验结果表明最佳的工艺条件是壳聚糖用量为0.04g/100m L,提取液p H为6.0,温度为30℃;在此条件下,鱼腥草澄清液的黄酮保留率为80.0%,透光率高达68.1%。该工艺在絮凝除杂的同时又较好地保留了鱼腥草有效成分,具有良好的应用前景。      

光学技术在气体浓度检测中的应用

阐述了目前气体浓度检测的7种常用光学方法,针对每种光学方法给予了详细的原理说明,列举了各种光学方法现场应用中的优缺点,以及针对光学方法优缺点所做的改进工作,提出了方法改进中的新颖想法,讨论了各种光学方法的结合使用。这其中包括常规光学气体浓度检测方法：光干涉法、光声光谱法、相关光谱法;以及新型光学气体浓度检测方法：可调谐半导体激光吸收光谱法、倏逝场型光纤气体传感法、空芯光子带隙光纤传感法、光纤环衰荡光谱法。结论指出,小型化、智能化、便携式、低功耗、高准确度、快速响应性及分布式多组分遥测技术成为现阶段光学法检测气体浓度的发展趋势。