煤岩受压过程中内部红外辐射温度变化特征研究
摘要：在煤岩体内部钻Ф10mm的孔,首次利用红外测温仪实时测量煤岩体孔内的温度来得到其内部的温度变化特征.对煤和泥岩试件进行单轴加载红外观测试验,分析其受压过程中红外辐射温度的时空演化特征,发现煤内部温度与时间、载荷都是正相关的.煤样中出现破裂前兆是突然升温型,红外辐射温度由低速上升或者平稳状态转为高速上升,温度上升速度突然发生转折,温度突增最高达0.10℃.泥岩总体上都是升温形式,将升温泥岩孔内红外辐射温度与应力、应变线性拟合,得到孔内红外辐射温度与应力、应变的线性相关系数均大于0.92.泥岩中出现破裂前兆是突然升温型,最高突增0.23℃.切缝药包爆破岩石爆生裂纹断面的SEM试验
摘要：利用电镜扫描（SEM）切缝药包爆破大理岩爆生裂纹断面形貌,从微观角度探究动载下岩石的定向断裂机理。通过对主裂纹和次裂纹断面上不同区域的观测,发现了河流状、台阶状、根状、鱼骨状、＂雾区＂状等典型断面形貌,定性的解释了爆炸荷载作用下典型断面形貌的形成机理。研究表明,爆炸荷载作用下,大理岩的微观破坏机制分为拉伸破坏和剪切破坏,爆炸近区多为拉伸破坏,中区、远区有剪切破坏出现;大理岩微观断裂机制是以脆性断裂为主,爆炸近区形成张拉脆性破坏区,远区有较少的塑性破坏;非切缝方向的沿晶断裂较多。坚硬厚层顶板的破断失稳及其控制研究
摘要：以晋华宫煤矿坚硬厚层顶板条件为工程背景,通过理论分析与现场实测相结合,研究了厚层坚硬顶板的临界失稳条件、失稳方式、影响失稳的因素以及失稳的机理,提出了厚层坚硬顶板失稳控制的方法.研究表明,岩层自身属性及赋存特点对坚硬厚层顶板破断后的承载具有重要影响;坚硬厚层顶板断裂失稳的发展受顶板断裂长度的影响显著,而提高支架支护强度对顶板断裂失稳的控制作用是有限的;提出对厚层顶板实施爆破预裂减小顶板断裂长度和合理支架选型提高支架支护强度相结合的顶板控制方法.通过在晋华宫煤矿8210工作面的应用实施,工作面支架末阻力与时间加权阻力分别占额定工作阻力的85.3%与83.7%,工作面顶板随采随垮,煤壁片帮深度控制在0.2～0.3m范围.交错障碍物对瓦斯爆炸影响的实验研究
摘要：为了研究交错障碍物对瓦斯爆炸火焰形状、火焰速度及爆炸压力的影响,设计并搭建了150mm×150mm×500mm半封闭透明腔体的瓦斯爆炸实验台,采用化学当量比浓度的甲烷-空气预混气体,并与平行障碍物工况进行了比较.实验结果表明：与平行障碍物相比,交错障碍物明显增强了火焰形变,提高了火焰速度和爆炸压力,其中火焰速度和爆炸压力的提升率最高分别达到78.0%和198%.因此,在实际巷道中,应尽量避免障碍物的交错放置.薄基岩综放采场基本顶周期来压力学分析
摘要：以山西潞安矿业集团司马煤矿厚黏土层薄基岩厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场基本顶运动结构特征进行了研究,利用关键层理论对薄基岩进行了定义,并建立了厚黏土层薄基岩综放采场基本顶周期来压岩层破断的力学模型,分析了基本顶结构的稳定性.结果表明：厚黏土层薄基岩厚煤层开采时,由于采厚较大,采动影响范围加大,当基本顶岩层形成＂砌体梁＂周期性破断后,上覆载荷岩层迅速移动并波及至黏土层,黏土层内部形成＂拱＂平衡结构;在＂拱＂结构保护下,＂砌体梁＂只需承受上覆基岩和拱内土体的重量,并非上覆全部土层荷载,故不易发生滑落失稳;＂拱＂发育高度与土体自身性质有关,与基岩厚度的变化关系不大,一般拱高为16～22m.基质吸力对重塑红黏土抗剪强度影响的试验研究
摘要：通过室内剪切试验,得到了非饱和重塑红黏土的黏聚力和内摩擦角随水质量分数变化的规律;采用滤纸法进行了基质吸力的量测,得到不同干密度下的水-土特征曲线;基于试验结果,获得了考虑基质吸力的破坏包络面,初步分析了基质吸力对红黏土剪切强度的影响.结果表明：该类红黏土黏聚力随含水量的增加按Gauss函数变化;内摩擦角随含水量的增加符合Sigmoidal函数,在水质量分数为0时,达到最大值;有效内摩擦角φ′在等基质吸力平面上为一定值,在不同的基质吸力平面上随着基质吸力的增加逐渐增大;φb具有随基质吸力的增加而先不变后减小的特征,且随净法向应力的增加而增大;基质吸力在高净法向应力时,对抗剪强度的贡献较大.自然环境中混凝土内湿度响应规律
摘要：基于饱和水汽压方程探讨了湿度采用相对湿度和水汽密度表达形式间的关联,并通过理论推导和现场实测法研究了自然环境中空气湿度变化和混凝土内不同深度处湿度响应规律,从而建立了自然环境湿度作用谱和混凝土内湿度响应谱模型.试验结果表明：所构筑的自然环境湿度作用谱和混凝土内湿度响应谱模型可用于描述环境湿度变化与混凝土内湿度响应规律.自然环境相对湿度曲线随时间发生周期性波动,而混凝土内湿度随距表层深度的增加而增大且一定深度处相对湿度短时间内基本恒定.与采用相对湿度表达形式相比,采用水汽密度表达形式可更好地定量表征不同环境条件下的环境湿度变化规律.临清坳陷东部断裂系统与上古生界煤成气成藏
摘要：为提高临清坳陷东部的油气勘探效率,以构造解析理论和含油气系统理论为指导,采用定量和定性相结合的方法分析了研究区断裂特征、发育演化,并结合油气成藏要素和成藏条件分析了其对上古生界煤成气成藏的影响。结果表明：平面上断层按走向可分为NE向（或NNE向）和NW向（或近EW向）两组;包括正断层和逆断层两种类型,正断层自基底到盖层中均有发育,而逆断层仅发育在侏罗系以下的地层当中,具有基底卷入的特征;断裂活动时期断裂可作为运移通道,对于油气的垂向运移和调整起着控制作用;剧烈的构造活动形成了多种与断层相关的构造类圈闭,圈闭形成时间与油气生成时期匹配良好;综合成藏条件的研究结果认为临清坳陷东部上古生界煤成气主要存在4种成藏模式。临清坳陷东部断层具有多期发育的特征,并控制着上古生界煤成气成藏,勘探重点为新生代断陷区,以晚期成藏为主要勘探类型。塔中地区志留系海相砂岩层序特征及成藏模式
摘要：为了探讨层序格架对油气成藏的控制作用,深入了解层序和沉积之间的关系,综合运用地震、岩心、测井等资料及井-震结合对比分析,将塔中地区志留系划分为两个三级层序,结合油气成藏条件分析,提出了层序格架控制下的油气成藏模式.结果表明：塔中地区志留系存在4类油气成藏模式.海侵构造型,受层序与构造双重控制,SQ1海侵域下沥青砂岩段发育砂坪和潮汐水道优质储层,与上覆灰色泥岩形成优质储盖组合,油气经断裂向上运移,在构造高部位可成藏;高位岩性型,受沉积与断裂控制,SQ1高位域上沥青砂岩段和SQ2高位域上砂岩段多为混合坪沉积,易形成岩性圈闭,油气由断裂及连通砂体运移至其中可成藏;地层型,受控于层序地层展布,SQ1底部下沥青砂岩存在地层超覆,受上覆泥岩遮挡可形成地层不整合遮挡型或岩性上倾尖灭型油气藏;在井区北部地层埋藏较深未遭受剥蚀区域发育有古油藏残余型.基准面旋回对储层质量宏观非均质性影响——以胜坨油田胜二区河口坝为例
摘要：为揭示基准面旋回对同类微相在不同旋回阶段储层质量宏观非均质性差异的影响,运用高分辨率地层层序沉积动力学原理,结合各项统计学数据和岩心化验资料,对胜坨油田二区沙二段8砂层组河口坝储层质量宏观非均质性主控因素进行分析,明确了基准面旋回对河口坝微相在不同旋回阶段储层质量宏观非均质性差异的控制机理,并确定了不同级次基准面旋回内河口坝储层质量宏观非均质性的分布特征.结果表明：不同级次基准面升降引起可容纳空间与物源供给条件的改变,导致不同旋回阶段河口坝储层沉积环境出现差异,使短期基准面旋回中单一河口坝储层质量宏观非均质性表现为底强顶弱规律,中期基准面旋回中复合河口坝（多期单一河口坝组成）储层质量宏观非均质性自下向上呈总体变弱趋势,长期基准面旋回中多期复合河口坝储层质量宏观非均质性呈无规则变化.煤层气井解吸区预测模型研究
摘要：为跟踪了解煤层气开发动态,实现煤层气藏储量动用程度评价、井网优化等目标,建立煤层气解吸区扩展预测方法.基于煤层气两相流阶段生产气水比特征,运用稳态逐次替换法,建立不同生产阶段两相流稳态压力分布模型;结合物质平衡方程,提出并建立煤层气直井、压裂直井解吸区扩展预测模型.研究结果表明：该模型预测解吸区范围与数值解吻合较好.在韩城煤层气小井组应用、直到生产525d后,A井解吸区椭圆长短半轴范围分别为150.5～188.0m,138.0～178.0m;B井分别为170.0～215.0m,159.0～206.5m,此时A,B两井解吸区已干扰或接近干扰,而C,D两井投产后解吸区很快与A井干扰.煤粉对煤层气井产气通道的影响分析
摘要：基于Kozeny的毛细管岩石模型,建立煤粉影响后产气通道渗透率的模型;分析煤粉对产气通道渗透率和导流能力的影响,在以往渗流观点基础上,研究煤层气沿产气通道渗流模式,依据该渗流模式运用分段方法建立煤储层整体压降模型,探讨煤粉对煤层气井产气潜能的影响.结果表明：煤粉影响后近井地带产气通道的渗透率与煤粉颗粒粒径大小和填充率有关,远井地带产气通道的渗透率与煤粉的堵塞程度有关.随着煤颗粒粒径的增大,堵塞程度的增加,产气通道的渗透率减少.在填充煤粉颗粒粒径由0.01mm增大到0.3mm后,产气通道的渗透率由569.96μm2减少到30.91μm2;在粒径比不变的情况下,当填充率小于1时,填充率对产气通道的渗透率影响较小,当填充率大于1时对产气通道的渗透率影响较大;随着沉积厚度的增加,裂缝的等效裂宽越小,压裂裂缝的导流能力减少,导流能力随沉积厚度的变化呈线性递减关系.煤粉在产气通道内的填充沉积不仅使煤储层整体压降程度变小,而且使煤层气的有效解吸面积变小,进而影响煤层气的产能.多层双孔介质储层水平井压力求解方法
摘要：为分析层状双孔介质储层水平井的压力动态特征,采用不稳定渗流理论和层状介质波动方程研究了该类复杂储层水平井的不稳定渗流问题.基于Laplace变换和双重Fourier余弦变换,首先求得点汇问题的Green函数,然后通过叠加原理和双重Fourier逆变换推导出Laplace空间多层双孔介质储层水平井的压力响应,并基于反射透射方法（RTM）提出了相应的压力求解方法.以两层储层为例,计算了垂向水平渗透率比值、储层厚度、窜流系数和储容比对水平井压力的影响.结果表明,多层储层的层间窜流导致流动早中期水平井压力导数曲线呈现不同的台阶,不考虑层间窜流的多层合采模型的压降比窜流模型大,两者具有明显不同的曲线形态;水平井所在层厚度越小,储容比越大,导数曲线层间窜流特征越完整;窜流系数对导数曲线上＂凹子＂出现的时间和深度都有影响.N-十二烷基乙二胺在石英表面的吸附机理
摘要：采用单矿物浮选试验探讨了N-十二烷基乙二胺（ND）对石英的捕收性能,通过动电位测试、X-射线光电子能谱分析和表面自由能计算分析其在石英表面的吸附机理.结果表明,与十二胺相比,ND对石英具有更好的捕收能力,在捕收剂用量为41.7mg/L,pH=6.6时,石英回收率达到最大值98.10%.表面自由能计算结果表明,石英表面吸附ND后的表面自由能明显降低,疏水性增强;X射线光电子能谱分析和动电位测试结果表明,ND与石英表面主要发生了静电和氢键吸附.氨解改性煤基活性炭电极材料的电化学性能
摘要：以印尼褐煤为原料、KOH活化法制备的煤基活性炭,采用氨水在高压条件下对其进行改性,应用N2吸附仪、傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征了活性炭的孔结构和表面化学性质,测定了活性炭制作的电极在3mol/L KOH电解液中的电化学性能.结果表明,经过氨水高压改性处理的活性炭的比表面积和孔结构变化不大,但改性后活性炭表面的N原子含量增多,活性炭表面负载上一定量的C-N,N-H和-NO2等含氮官能团;改性后活性炭的比电容可达348F/g,比改性前提高27%;改性后活性炭电极的导电性增强,循环充放电性能更好,在42.5mA/g的电流密度下经1 000次循环充放电,比电容的保持率可达98.9%.脂肪酸作捕收剂白云石浮选规律及其机理研究
摘要：通过单矿物浮选试验,研究了饱和脂肪酸作捕收剂时白云石的浮选规律.以肉豆蔻酸、月桂酸为捕收剂时,酸性条件下药剂用量相对较小,当回收率达到70%时,酸、碱性条件下的药剂用量相差分别为3.72,5.64倍.FTIR,XPS测试结果表明在酸、碱性条件下,捕收剂均可以吸附于矿物表面,SEM测试表明在酸性条件下泡沫产品表面存在大量固体附着物.机理研究表明,碱性条件下,捕收剂与白云石之间以化学吸附为主.在酸性环境中,脂肪酸类捕收剂主要以不溶于水的脂肪酸固体的形式在矿物表面形成固体附着物,进而导致矿物表面疏水,使得在酸性条件下白云石也具有较好的可浮性.基于DSCM的岩石蠕变变形场演化试验研究
摘要：采用分级加载方式对一种红砂岩试件进行单轴压缩蠕变试验,通过Charge-Coupled De-vice（CCD）相机采集加载全过程的试件表面散斑图像,以白光数字散斑相关方法（DSCM）对分级加载不同阶段试件表面变形场演化及裂隙位移演化进行观测和分析.结果表明：在分级加载过程中,试件的瞬时变形量随着载荷的增加而减小,蠕变变形量随着载荷的增加而增加;低应力水平,试件处于均匀变形状态,不发生蠕变或蠕变量较小;中等应力水平,裂隙产生及裂隙在整个恒载期间未发生蠕变扩展的变形累积阶段;高应力水平,裂隙在恒载初期的变形累积到恒载后期的裂隙稳定蠕变扩展,最终加速蠕变扩展;当岩石试件变形出现裂隙区域后,裂隙的位移错动和位移拉伸直接影响了岩石蠕变位移特征.裂隙的位移错动速率包括减速错动、稳定错动和加速错动3种形式.干旱胁迫下外源钙对矿区玉米生长的影响
摘要：通过盆栽模拟试验,以玉米为供试植物,矿区退化土壤为供试基质,对盆栽玉米分别施加不同浓度的CaCl2（5,10,20,40,80mmol/L）,研究了干旱胁迫下外源钙对矿区玉米生长和养分吸收的影响.结果表明：对矿区退化土壤上生长的玉米施加适当含量的外源钙,可显著提高玉米对养分的吸收,有利于玉米的生长.当施入CaCl2浓度小于20mmol/L时,玉米氮磷钾累积量随外源钙含量的增加而增加,且用浓度为20mmol/L的CaCl2处理显著提高了苗期玉米的生物量、叶片相对含水量和叶片叶色值（SPAD）,玉米地上部分和根系部分氮磷钾累积量与其它处理差异性显著;当施入CaCl2浓度大于40mmol/L时,玉米氮磷钾累积量随着外源钙含量增加而降低;用浓度为80mmol/L的CaCl2处理抑制了玉米的生长,高含量的钙破坏了玉米离子动态平衡,对苗期玉米生长产生危害.