浅埋近距离煤层房柱采空区下顶板承载及房柱尺寸
摘要：采用理论分析及现场实测相结合的研究方法，对房柱采空区下近距离两煤层顶板砌体结构进行系统分析，提出了非连续均载作用下的砌体结构承载运动特征普适模型、房柱采空区下两煤层“老顶一多煤柱一直接顶一支架”组合结构系统受力运动特征典型模型、近距离煤层房柱采空区下房柱安全、合理尺寸留设条件．结果表明：通过合理修整或留设房柱尺寸可以有效改善顶板运动承载及破断特征，促进工作面顶板的稳定．以某煤矿生产实际为背景，对上煤层房柱尺寸修整前后，下煤层顶板矿压规律进行实测分析对比，最终确定合理煤房尺寸为6．0m、煤柱尺寸为2．5m．在此条件下，下煤层工作面顶板来压特征得到明显改善，工作面安全、高效生产得到保证．接触面力学特性中相对尺度效应的试验研究
摘要：利用DRS—I型高压直剪仪进行了砂砾与9种形貌相同、尺度不同（峰谷距不同）结构面的接触剪切试验，研究结构面峰谷距与砂土颗粒平均粒径之间的相对尺度（R=H／d50）对接触面力学与变形特性的影响．试验结果表明，结构面峰谷距与砂土平均粒径间的相对尺度R直接影响着接触面的力学与变形特性，存在“极限相对尺度”Rmax与“临界相对尺度”Rmax在“极限相对尺度”之前，相对尺度R的增大使得接触面剪切强度与剪切体变随之呈近似线性增大趋势；“极限相对尺度”之后，接触面剪切强度与剪切体变随相对尺度的增大有一定程度的减小；在达到“临界相对尺度”之后，接触面剪切强度与剪切体变亦达到临界状态并随着相对尺度R的增大呈微小变化，变化幅值较小．脉动水力压裂钻孔密封参数的测定及分析
摘要：为了改善脉动水力压裂钻孔密封性能，选择膨胀水泥冻复合材料（简称PD复合材料）作为密封材料，采用具有典型代表性的管径为95mm和108mm的内壁粗糙的无缝钢管作为模拟钻孔，在不同封孔长度条件下，对压裂密封参数进行实验测定分析．结合Lagrange插值法，计算在所需压力条件下，钻孔密封合理长度．结果表明：PD复合材料承压能力与封孔长度成正比，与钻孔直径成反比．当钻孔直径较小时，钻孔密封段内裂隙扩展的困难程度随封孔长度的增加而增加；反之，随封孔长度的增加而减小．脉动频率越高，对钻孔密封的承压性能要求越高，且高频的脉动压力更有利于脉动压裂过程中钻孔密封段内裂隙的产生与扩展．当脉动水力压力为16MPa时，脉动水力压裂过程中合理的封孔长度为13m．深井巷道控制围岩最小变形时空耦合一体化支护
摘要：采用现场实测、数值模拟等综合研究方法对深井巷道围岩变形、应力及破坏规律进行了深入研究，揭示了深井巷道时空演化失稳机理，阐明了允许巷道一定变形的支护方法用于深井巷道时围岩破坏失稳的力学本质．提出了深井巷道控制围岩最小变形支护原理，并研发了深井巷道围岩稳定性控制的时空耦合一体化支护技术．其核心是突出不同时间、巷道不同部位，强调实施不同强度一体化主动支护，实现巷道支护在时间及空间上的最佳耦合，及时地尽可能把巷道围岩变形控制在最小范围内．新型数字激光动态焦散线实验系统及其应用
摘要：研制了新型数字激光动态焦散线实验系统，用固体激光器取代传统的多火花式点光源，用数码高速相机取代原来的多幅式胶片相机，即建立了采用固体激光器与数码高速相机组合的高速摄影系统的新型焦散线实验系统．并应用该新型实验系统进行了冲击载荷下的三点弯曲断裂实验和双炮孔的爆炸加载实验，得到了清晰的数码焦散线照片，并与传统的光学照片进行对比，发现数码照片更加清晰、结果更可靠，且记录时间更长，证明该新型系统可以满足冲击、爆破等超动态断裂问题的要求．新型光路系统简单、操作方便，不仅实验成本低、周期短，而且可以对整个断裂过程进行连续观测．发光透光水泥基材料的力学性能与光学特性
摘要：为了有效解决水泥基材料的发光和透光性能不好问题，用发光水泥基混合料和自主设计的光纤均布装置制备出发光透光水泥基材料．采用强度试验、荧光分光光度计、亮度计、ESEM等测试手段研究了LTCM的力学性能、发光性能、透光性能与微观形貌．结果表明：光纤体积分数2．18％时，有利于提高LTCM的抗折和抗压强度；随着发光粉和反光粉掺量的增加，LTCM的发光亮度增大，特别是对初始发光亮度有较大影响，LTCM的余辉时间延长．LTCM的透光性足以满足采光要求，可以清晰地显现出物体轮廓或形状，起到了透光显影的作用．离子液体对煤中氢键反应活性的影响
摘要：基于红外光谱升温氧化实验和量子化学计算，研究了原煤和离子液体[EMIm]BF4，[BMIm]BF。处理煤中氢键的低温氧化变化规律，讨论了离子液体对煤中氢键的的惰化影响．结果表明：离子液体处理后煤中各类氢键的相对含量发生变化，[BMIm]BF。处理煤中的OH自缔合型氢键的含量相对较多，[EMIm]BF4处理煤中的OH环状紧密缔合型氢键含量最多．离子液体处理煤中的OH环状紧密缔合型、OH…醚O型和OH自缔合型氢键在低温氧化过程中的减小程度明显减弱，说明离子液体对这些氢键的反应活性具有一定的惰化作用，且[EMIm]BF4的惰化作用要强于FBMIm]BF4．前线轨道分析结果显示离子液体的最高已占据轨道能与氢键的最低空轨道发生作用，破坏煤中氢键，并惰化氢键的反应活性．EEMIm]BF4的最高已占据轨道能量更高，因此惰化效果更明显．多孔材料抑制瓦斯爆炸火焰波的实验研究
摘要：为研究适合煤矿使用的抑爆材料，利用自行设计制作的30cm×30cm方形实验管道，对不同参数的多孔材料衰减管道内瓦斯爆炸火焰温度效果分别进行了实验研究，结果表明：金属丝网、泡沫陶瓷、多孔泡沫铁镍金属几种多孔材料均有很好的衰减瓦斯爆炸火焰温度的作用；金属丝网对管道内瓦斯爆炸火焰温度最大衰减率为8．7％～26．9％，泡沫陶瓷为23．1％～36．2％，多孔泡沫铁镍金属为7．1％～65．7oA；研究发现多孔材料的厚度、孔径、相对密度是影响火焰温度衰减效果的重要因素，同种材料中，厚度大，孔径小，相对密度大的材料试件对火焰温度衰减效果好．煤系岩石产酸潜力的索氏淋滤实验评价
摘要：为了准确评价非均质性较强含煤岩系样品的产酸潜力，采用索氏淋滤实验方法对山西省西山煤田石炭二叠纪含煤岩系岩石样品的产酸潜力进行了评价，建立了煤系岩石产酸潜力的索氏淋滤实验评价方法．结果表明：1）淋出液pH值小于7、（Ca＋Mg＋Mn）／SO24--累积摩尔比小于1的样品被评价为产酸样品，反之被评价为不产酸样品．据此将西山煤田的泥岩、砂岩和菱铁矿等3个样品评价为不产酸样品（淋出液pH〉8，（Ca＋Mg＋Mn）／SOi-累积摩尔比1．99～2．91），2个非均质黄铁矿样品评价为强产酸样品（淋出液pH〈3．4，（Ca＋Mg＋Mn）／SO：-累积摩尔比0．08～O．58）；2）基于淋出液sox-浓度计算的2个非均质黄铁矿样品产酸速率分别为177．1mM[So；]／（kg·d）和291．8mM[SO~-]／（kg·d）；基于淋出液（ca＋Mg＋Mn）浓度计算的砂岩、泥岩和非均质菱铁矿样品酸中和速率为10．73～68．77mM[Ca＋Mg＋Mn]／（kg·d）；3）产酸样品淋出液中SOi离子累积质量浓度为507～1681mg／L，Fe离子累积质量浓度为135～753mg／L；不产酸样品淋出液中SO：-离子累积质量浓度小于140mg／L，Fe离子累积质量浓度小于1．2mg／L；4）不产酸样品淋出液的S／Fe摩尔比大于66，2个产酸非均质黄铁矿样品淋出液的S／Fe摩尔比为0．95～3．2；5）样品淋滤过程中产生了赤铁矿、石膏和硬石膏等次生矿物相．松辽盆地北部连续型致密砂岩油藏的认识及其地质意义
摘要：综合利用钻井数据、地震解释成果、测井解释数据、试油试采等动态测试数据，系统剖析了松辽盆地齐家古龙凹陷葡萄花油藏的聚集特征，认为该油藏可以称为连续型致密砂岩油藏，其聚集特征明显与常规油藏不同：1）油藏在构造低部位埋深大于-1600m范围内大面积分布；2）含油储集层致密，储集层孔隙度普遍小于10％，渗透率普遍小于1mD；3）具有油下水上的倒置型油水接触关系；4）含油储集层压力异常，压力系数普遍大于1．3；5）超压为主要聚集动力，油藏下部烃源岩层压力系数介于1．4～1．5之间．研究结果表明：连续型致密砂岩油藏是一种自然存在的油藏类型，“连续展布的致密砂岩储集层”和“下部超压强排烃烃源岩”是形成该型油藏的关键，综合分析认为松辽盆地三肇凹陷深部位葡萄花储集层具有致密、大面积连片展布、下部烃源岩超压（压力系数1．3～1．8）的特征，是连续型致密砂岩油藏的有利发育区．多矿物处理酸矿排水中砷及渗透性研究
摘要：采用灰岩、骨炭、铁屑以及其混合物处理含As酸性矿排水．Langmuir对批吸附实验数据表明骨炭、灰岩以及铁屑最大吸附量分别为6．6，3．2和2．7mg／g．通过为期140d含As酸性矿排水柱处理实验，跟踪监测相应的pH、氧化还原电位（ORP）、As去除效果、Fe含量、P含量以及饱和导水率．结果表明：1）骨炭柱在As去除效果和渗透性方面均优于灰岩柱；2）通过引入体积分数为20％的铁屑能够显著改善体系的渗透性，尤其是对灰岩柱，可将其t时刻的饱和导水率与初始时刻的饱和导水率的比值γt／γ。从0．001提高到0．2；3）铁屑的引入能够将骨炭柱中P的质量浓度从400mg／L降低到10mg／L，各柱子出水口As的质量浓度均低于10μg／L，达到饮用水对As的要求，表明它们处理煤矿含As酸性矿排水潜力巨大；4）扫描电镜和X射线衍射揭示铁屑的引入能够将原无定形Fe抖沉淀物变为绿锈和蓝铁矿，从而改善体系渗透性．河南华北型寒武系馒头组微生物岩沉积特征研究
摘要：基于微生物碳酸盐岩的巨大能源前景、古环境意义和钙化机理，研究了河南省华北型寒武系第二统和第三统的馒头组32层微生物岩的沉积特征，并结合伴生沉积构造和岩相变化，对比分析了馒头组一、二、三段微生物岩沉积的相关性特征及其演化规律，认为从馒头组一段到三段微生物岩沉积层数和丰度呈减少趋势，一段叠层石和纹理石明显占优，三段以均一石为主．陆源物质（泥质）供应是导致河南省华北型寒武系馒头组微生物岩形态及沉积特征发生变化的直接因素，海平面的变化即水动力条件是造成微生物岩形态特征发生变化的决定因素，后生动物的大量出现则促进了微生物岩的消亡．研究结果表明：河南华北型寒武系馒头组微生物岩丰富，其中叠层石12层，纹理石13层，核形石2层，均一石5层；微生物岩的沉积特征是内因（微生物）和外因（环境条件）共同作用的结果．异常高压低渗透砂岩储层应力敏感性定量模型——以东濮凹陷文13东沙三中油藏为例
摘要：为建立异常高压低渗透砂岩油藏储层应力敏感性定量模型，进行了模拟油藏条件的应力敏感性实验．实验采取改变围压（恒定孔隙流体压力）和改变孔隙流体压力（恒定围压）两种方式进行．研究结果表明：应力敏感性实验中改变围压与改变孔隙流体压力对有效应力的影响差异较大。改变围压比改变孔隙流体压力有效应力增加明显得多，改变围压的常规应力敏感性实验夸大了储层应力敏感性伤害程度．基于变孔隙流体压力应力敏感性实验，回归出各类储层的应力敏感性定量模型．其中，变孔隙压力液体应力敏感性模型与实际油田开发较为接近．异常高压低渗透砂岩油藏开发，油井见水后，采液指数、采油指数急剧下降；进入高含水开发阶段，采液指数回升，采油指数仍下降，此类油藏不适合采取提液手段稳定产量．考虑井间干扰的煤层气井动态预测方法
摘要：为了简便准确地计算多井开采条件下的煤层气井单井动态参数，考虑煤岩基质自调节效应时的裂缝孔隙度变化，建立了用于求取平均地层压力的煤层气藏气水两相物质平衡方程．在封闭煤层气藏中，引入形状因子，根据等产量两汇原理，应用汇源反映法得到了考虑井间干扰条件下的煤层气井产气量与产水量的计算式．通过与物质平衡方程结合，形成气井动态预测方法，能够快速有效地预测煤层气井的平均地层压力及产量的动态变化．将此方法应用于陕西某煤层气藏，对比不同井距条件下的生产参数．结果表明：一口井生产10a左右产量达到最大值，约为3000m3／d；两口井在200m最优井距条件下，单口气井在7a左右产量达到最大值，约为4180m3／d．二连盆地群下白垩统含煤地层聚煤特征分析
摘要：内蒙古二连盆地群含有丰富的煤及煤层气资源，早白垩世巴彦花群是该盆地群的主要含煤地层，本文分析了该盆地群含煤岩系的沉积环境、沉积序列和控煤因素，提出巴彦花群的层序地层划分方案、煤系区域展布特征和典型断陷的聚煤模式。将巴彦花群划分为3个三级层序及、相应的体系域，3个层序分别对应阿尔善组＋腾格尔组一段、腾格尔组二段和赛汗塔拉组，煤层主要发育在层序II，III的湖侵体系域；在含煤岩系中识别出滨浅湖、扇三角洲平原、三角洲平原、河流泛滥平原等4种有利的聚煤环境类型，认为滨浅湖沼泽聚煤最好，（扇）三角洲平原沼泽、河流泛滥平原沼泽次之；通过分析古气候、古构造、古地理的控煤作用，提出区深水型半地堑型、浅水型半地堑型以及地堑型等3种断陷盆地聚煤模式，其中深水半地堑型断陷的缓坡带和浅水半地堑型断陷的中部聚煤最好，地堑型断陷聚煤较差。综合研究表明，煤层在区域上分布东部各断陷优于西部、北部优于南部，在垂向上上含煤段含煤性优于下含煤段．振动流态化的能量传递机制及对细粒煤的分选研究
摘要：研究了振动能量在粗颗粒（直径大于1mm）气固流化床中的传递与耗散规律，分析了振动改善流化性能的机制，揭示了振动流化床对细粒煤的分选机理．分别对6～3mm和3～1mm粒级乌海煤样进行分选，试验结果表明：振动流化床可有效排出高灰矸石，得到低灰精煤产品，2种入选煤样的分选可能偏差E值分别为0．19～0．225和0．175～0．195，说明了振动流化床可以有效地实现细粒煤的分选．白钨矿与含钙矿物可浮性研究及晶体化学分析
摘要：通过单矿物浮选试验、XPS测试和化学键的理论计算，研究了白钨矿及其它含钙矿物晶体结构与其可浮性之间的关系．结果表明，矿物晶体结构中Ca—X键的由强到弱顺序为：白钨矿，石榴石，方解石，萤石．从矿物表面Ca2＋暴露位置考虑，矿物表面Ca2＋与油酸根离子反应的有利顺序为：白钨矿，方解石，萤石．六偏磷酸钠对其它含钙矿物的选择性抑制作用在于：其它含钙矿物表面Ca—x强度较弱，矿物表面Ca2＋’容易与络合调整剂作用而掩蔽于液相中，从而使矿物表面与捕收剂作用的活性质点减少．其他含钙矿物表面∑Ca2＋／∑Xn-较高，决定了其矿物表面正电性较高，同时其矿物表面暴露O元素的剩余键强较大，因此羧甲基纤维素可选择性的抑制其他含钙矿物．基于神经网络集成的挥发分近红外回归模型
摘要：针对煤炭光谱特征信息分散的现象，提出了基于神经网络集成的挥发分近红外回归模型．该模型引入集成学习的思想，综合SOM，RBF，BP和Elman神经网络学习算法的优势，通过求各子模型的输出均值获得最终的预测结果．为了减小因算法参数设置不当而引起的学习误差，根据各网络算法的特点，利用经验知识、交叉验证和遗传算法优化模型参数．研究结果表明：经相同算法优化后，集成学习模型的性能明显优于单一神经网络，其最大误差小于3％，比单一神经网络小1～2倍．该方法有效地提高了模型的学习精确度，且具有较好的泛化性，适用于复杂多变的非线性煤质近红外回归问题．