基岩冻结凿井冻结孔的泥浆置换充填研究
摘要:通过实验室及现场试验,开展了缓凝水泥浆配方及性能、水泥浆结石体冻融力学特性、冻结管下沉可行性及泥浆置换充填工艺的研究.研究表明:通过掺加常用的稳定剂、降失水剂、缓凝剂获得的3种缓凝水泥浆,在35~45℃条件下稳定性良好,缓凝时间达22~34h,能与常用的钻孔泥浆较好地相容;研究掌握了缓凝水泥浆的表观黏度随温度、时间的变化规律,以及掺加膨胀剂、冻融工况对水泥浆结石体的强度、渗透系数的影响.冻结管下沉的安全性分析表明:除浮力外,管外环形空间的大小及浆液黏滞阻力对冻结管安全下沉也具有重要影响.矿井巷道中外源气体运移-弥散过程仿真研究
摘要:建立了一维有限元方法的数值模拟模型,编写成计算机程序,仿真出外源气体在通风巷道中传播过程.计算表明,在矿井巷道尺度条件下,如果外源气体体积分数梯度过大,且对流项存在强超性和空间剖分尺度过大时,容易导致前缘风头气体弥散出现"云头"状的畸变.通过改进算法,采用迎风有限元格式、由程序自动调节迎风因子,并适当加密"时-空离散"剖分尺度等,这种畸变现象趋于消失.在运用了上述处理方法后,当风速为2.252m/s、剖分尺度小于2.5m时,得到良好的收敛效果.将单分支算法纳入到矿井通风网络解算程序中,完成了外源气体在网络中的传播扩散的仿真表述.考虑时变性的全尾膏体管输阻力计算
摘要:为探明时间因素对于全尾砂膏体管道输送阻力的影响规律,基于宾汉流变模型,结合浆体絮网结构理论,构建了考虑时变特征的五参数膏体流变模型,提出通过膏体恒定剪切率流变测试进行模型参数估算,推导了相应管输阻力的计算模型.以某铅锌矿质量分数为78%的全尾膏体为研究对象,进行了5组恒剪切率流变测试,根据结果对其管输阻力的时间变化过程进行了分析,结果表明:在60~80m3/h的系统流量下,膏体输送阻力随运行时间逐渐降低,最终达到约4.5MPa/km的稳定值,为初始阻力的46%.晋城矿区煤层气井连续多次压裂裂缝展布特征
摘要:以0.5m为间隔,对晋城矿区煤储层段宏观煤岩类型、煤岩裂隙参数进行精细描述,结合水力压裂时形成新缝的临界夹角数理模型,计算得出煤层段裂隙面与最大主应力方向的夹角;根据水力压裂技术工艺特点,分析得出一次压裂后煤层段横、纵剖面上存在未改造区、改造未有效支撑区等;根据损伤力学理论,结合一次压裂后裂缝展布特征,得出一次压裂后不同方向上的应力释放量;在此基础上,分析得出二次压裂后裂缝分布特征.结果表明:裂缝既可在原有基础上进一步拓展,使有效支撑区增加,同时又会营造出新的裂缝,部分裂缝发生转向.晋城矿区马必区块一次压裂和二次压裂井实测产气量对比结果表明:连续多次压裂技术对裂隙改造效果显著.复式楔形深孔掏槽爆破研究
摘要:掏槽爆破时随炮孔深度增加,岩石夹制作用增强,抛掷效果差,导致炮孔利用率降低,直接影响岩巷的掘进速度.采用数值方法对12孔复式楔形掏槽进行研究,揭示了应力波在槽腔内的传播规律,再现了炮孔底部槽腔的形成过程.研究发现采用双楔形毫秒延期爆破,炮孔底部形成2个应力峰值,有利于槽腔内岩体的破碎.同时中心孔的存在增强了破碎岩体的抛掷作用,提高了炮眼利用率.根据分析结果进行了孔深3m的现场爆破试验,10组爆破实验平均炮眼利用率为94.9%.巷道底板锚固孔排渣影响因素分析及参数优化
摘要:利用欧拉模型的固、液两相流理论中标准K-ε三维湍流模型,对不同条件下小孔径底板锚固孔内钻渣运移过程进行三维动态分析,得出不同影响因素组合条件下排渣效果.利用相关理论计算钻渣运移过程中的压力损失,与数值分析结果对比误差较小.利用正交分析中的极差分析方法,得出决定排渣效果的影响因素由高到低依次为:排渣通道压力、进水通道孔径、机具长度、进水通道压力、排渣通道孔径.确定了底板锚固孔直径为28mm,钻孔深4m时,排渣通道压力为-3.0MPa、进水通道孔径为4mm、进水通道压力为5.0MPa、排渣通道孔径为8mm是最合理参数组合.以米氏旋回为标尺进行测井层序划分对比——以东海西湖凹陷古近-新近系地层为例
摘要:基于层序地层学和旋回地层学理论,以东海西湖凹陷钻井为例,运用小波分析技术对古近-新近系进行测井数据的地质学研究.选用小波变换模极值和米氏周期最佳匹配分析方法,对识别出来的优势周期进行剔除和选择,确定了本区地层中米氏旋回的小波尺度分别为14,28,71和290;通过分析不同准层序组的模拟测井信号,发现进积型的小波波谱图能量团表现为向浅部向大尺度迁移,与之相反的是退积型,在加积型的小波波谱图中为一套分布比较稳定的能量团,进而建立了识别层序单元类型及界面的模式.提出根据四级层序形成的驱动机制是长偏心率这一前提条件,将米氏旋回的识别和层序地层的划分对比相结合,以识别出来的米氏旋回为标尺,进行测井层序划分对比.研究结果表明,在实际钻井中米氏旋回曲线和波谱特征清晰,均划分出11个三级层序和3种体系域,建立了东海西湖凹陷古近-新近系层序地层对比格架.准噶尔盆地石炭系火山岩储层岩性岩相模式
摘要:综合运用地质、地球物理和地球化学资料,对准噶尔盆地石炭系火山岩储层进行系统的岩石学和岩相学研究,分析了该区不同火山岩岩石学特征及判别标准,以此为基础结合大地构造背景建立了该区域火山机构类型与模式,讨论了该区域爆发相和溢流相交替出现的复杂岩相特征及模式,划分了盆内火山喷发旋回,明确了该区火山岩多期次喷发和多旋回特征.结果表明:该区石炭系火山岩以中基性火山岩为主,主要为玄武岩、玄武质安山岩和安山岩;发育少量酸性流纹岩,以中低钾为特征;各类岩石具有良好的电测响应,玄武岩类声波时差和自然伽玛值最低,流纹岩类声波时差和自然伽玛值最大,安山岩类和英安岩类介于二者之间;火山碎屑熔岩类主要为凝灰熔岩,少部分角砾熔岩,碎屑间为岩浆胶结.火山机构在平面上可划分为以火山通道-爆发相为主的近火山口带、次火山岩相过渡带与远火山口相,各相带具有不同的岩石组合类型与岩相复合类型.按"岩性-组构-成因"标准,将准噶尔盆地腹部石炭系火山岩岩相划分为4相组、6相、10亚相.将上石炭统划分成了3个火山层序、8个火山旋回.抚顺盆地始新统烃源岩有机地球化学特征及成因
摘要:为了揭示煤系与湖相烃源岩有机地球化学特征及成因差异,采用沉积与有机地球化学相结合的方法,综合对比了抚顺盆地始新统烃源岩的沉积环境、有机质类型、丰度和生物标记化合物参数,认为不同沉积环境中水体性质、有机质来源、生产率和保存条件的差异造成有机地球化学特征的改变.结果表明:古城子组烃源岩具有总体大于10%的TOC(总有机碳)和小于5%的饱和烃含量,生物标记化合物参数(高Pr+Ph含量和藿烷/甾烷)显示有机质来自淡水沼泽中的高等植物;计军屯组纹层状油页岩和γ-蜡烷表明湖泊水体的加深和咸化,水生有机质增加和稳定水体分层造成中等-高的TOC和逐渐升高的饱和烃含量;西露天组烃源岩具有强烈变化的TOC(0.23%~16.91%)和继承性可溶有机质组分,β-胡萝卜烷指示有机质来自高生产力的浅水、咸化湖泊藻类.因此,沉积环境的改变引起有机质来源和生产率的变化,湖泊水体分层与否控制水体中有机质保存,沉积旋回(短期基准面变化)造成垂向有机质丰度的改变.温度及压力对CO_2置换CH_4的影响
摘要:利用潞安和寺河煤样进行了不同温度和压力条件下CO2/CH4混合气体的等温吸附/解吸实验,根据Langmuir等温吸附模型及其扩展形式,结合分离因子和单位压降解吸率两个参数,分别分析了温度和压力对CO2置换CH4影响的效果,提出了低温、低压条件下具有更好的置换效果,认为低温低压下置换反应主要向解吸需要能量低、吸附释放能量高的方向进行,即需要能量较小的CO2吸附—CH4解吸方向.研究结果表明:同等条件下CO2吸附能力比CH4吸附能力更强;在3MPa注入压力条件下,随着温度逐渐升高CO2对CH4的分离因子依次减小,显示出温度为20℃时置换效果更佳;在30℃温度条件下,随着压力的的升高,CH4单位压降解吸率依次降低,显示出压力为2MPa时置换效果更好;CO2的吸附能高于CH4的吸附能,在低温、低压的低能量条件下CO2具有相对更好的吸附能力.含碳酸盐赤铁矿石浮选中矿深度还原试验研究
摘要:采用深度还原技术将东鞍山含碳酸盐赤铁矿石浮选中矿中的铁矿物还原为金属铁颗粒,再经磁选实现了铁的高效回收利用.热力学分析表明:在煤基深度还原过程中,当温度高于737℃时,FeCO3将按FeCO3→Fe3O4→FeO→Fe和FeCO3→FeO→Fe的顺序还原成金属铁;研究了还原温度、还原时间、料层厚度对还原物料金属化率的影响规律,确定了适宜的深度还原条件为:还原温度1 250℃、还原时间70min、料层厚度25mm,制备了金属化率88.71%的深度还原物料.采用预先脱碳-细磨-两段磁选的分选流程,获得了铁品位90.27%、金属化率91.18%、铁回收率91.95%的铁粉.高压电脉冲破碎电路板的基础研究
摘要:利用高压脉冲技术对电路板进行了破碎,分析了破碎产物的粒度分布及解离特性,将不同实验条件下的能耗与平均粒径对不同破碎能耗模型进行非线性拟合.实验结果表明,与机械破碎方法相比,高压电脉冲破碎能够减少"过粉碎"现象,破碎产物-1.5mm粒级的解离度为100%,1.5~2.0mm粒级的解离度大于71.91%.非线性拟合结果表明,当n=2.59时,实验结果与Walker方程有较好的关联性,而传统的机械破碎方程不适合用于描述高压电脉冲破碎产物粒度与能耗间的关系.生物膜与钝化膜的形成对铝土矿细菌脱硅的影响
摘要:生物膜与钝化膜分别可以提高和降低铝土矿细菌溶硅速率.研究了细菌-矿物接触/非触模式下胶质芽孢杆菌HJ07对铝土矿浸出脱硅的影响,分析了浸出过程中铝土矿表面生物膜与钝化膜的形成及对溶硅的影响.结果表明:在铝土矿细菌浸出的前期(0~6d),Al与Si的溶出主要受间接接触模式的影响,铝土矿表面无生物膜与钝化膜形成;在6~12d内,Si的溶出主要受接触模式的影响,Si的溶出速率明显较非接触模式快,12d后,浸出液中SiO2的浓度比非接触模式的高15mg/L左右,铝土矿表面形成了明显的生物膜;在8~12d内,接触模式下Al的溶出速率明显变缓,非接触模式下明显下降,铝土矿表面有Al2O3沉淀产生;12d后,Si的溶出达到浸出终点,而上清液中Al2O3浓度显著下降;细菌代谢产生的胞外聚合物的絮凝作用下,Al2O3沉淀是铝土矿表面钝化的主要原因.生物膜的形成可以促进铝土矿细菌溶硅,Al2O3沉淀所形成的钝化膜对Al与Si的溶出有明显的抑制作用.添加剂对低镍高铁红土镍矿选择性还原的影响
摘要:采用还原焙烧-磁选法处理低镍高铁型红土镍矿,研究了添加剂(Na2SO4,Na2CO3,CaCO3和CaSO4)对镍、铁矿物选择性还原的影响规律,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱分析等方法,分析了添加剂作用下焙烧矿中矿物成分、相变转化、微观结构特征及元素赋存状态.结果表明:添加剂Na2CO3,CaCO3及CaSO4作用下选择性还原效果较差,而Na2SO4作用效果明显,在Na2SO4用量10%,烟煤用量2%,1 250℃焙烧50min条件下,获得镍铁产品中镍的品位为9.52%,镍回收率88.40%,镍铁回收率之差达60.50%,实现了镍铁矿物的选择性还原,其原因是Na2SO4作用下弱还原气氛抑制了浮氏体还原成金属铁,降低了铁的回收率,同时Na2SO4分解出的S降低了镍铁颗粒的表面能和熔点,而且焙烧矿呈熔融状态,促进了镍铁颗粒长大,有利于镍铁颗粒与脉石矿物充分分离.实时栅格化的全球矢量数据可视化及交互操作
摘要:通过采用视点相关的数据动态调用策略,实现了视景体内矢量线、面对象的动态查询和检索;利用Bresenham算法和填充法分别对线、面对象进行实时栅格化,生成矢量纹理数据,并将矢量纹理数据映射到地形格网表面,实现了矢量数据快速可视化;利用点选操作获取拾取点的屏幕坐标,通过坐标变换计算出拾取点的空间坐标,依据拾取点的空间坐标实现矢量查询、选择等交互操作.应用我国省区边界数据和美国地质调查局的GOTOPO30数据进行了相关实验.结果表明:实时栅格化的矢量可视化表达方法每秒渲染帧数在40帧左右,渲染效率远高于几何法;而且避免纹理走样现象的产生.基于图像分析的粗粒煤堆密度组成估计
摘要:针对煤样密度组成人工测量的滞后性,提出了一种基于图像分析的粗粒煤堆密度组成实时估计方法.引入煤堆图像定向分割算法和全局分割算法,提取了50个煤粒表面特征参数,根据其随密度级的变化趋势筛选出了3个有效特征参数,利用改进的KNN算法预测煤粒密度级,并结合煤粒质量模型实时估计煤堆密度组成.测试结果表明,粗粒煤堆密度组成估计的绝对误差最高为7.15%,最低为1.41%.三电平PWM策略谐波性能的二重傅里叶分析
摘要:针对传统获取PWM环节输出谐波方法易受仿真步长、噪声、精度等影响,提出一种基于二重傅里叶积分的精确解析法,深入分析了三电平PWM的输出谐波性能.首先建立三电平变换器输出相桥臂电压的二重傅里叶方程;然后根据不同采样方式,引入对应的积分界限,解析分析其谐波成分.研究结果表明:不对称规则采样方式与对称规则采样相比,具有更好的谐波输出性能;三角载波调制时总谐波畸变率降低8.86%,空间矢量调制时能降低26.71%.理论推导与仿真结果对比分析表明,与常规FFT工具箱获取谐波畸变率相比,所提精确解析法能有效避免仿真误差、噪声等影响,具有更高的准确性.土地利用/覆被遥感分类评价与季节变化分析——以连云港为例
摘要:基于遥感影像地物的季节变化特征对土地利用/覆被(LUC)信息提取的重要性,使用中巴卫星冬末、春末及秋季的影像,采用最大似然法对连云港沿海区域进行了土地利用/覆被分类,评估了其精度与误差,并对3个时期的土地利用/覆被空间分布特征及季节变化进行了研究.结果表明:分类精度最高的季节为秋季,其总体精度(85.2%)和总体Kappa系数(0.81)可以满足土地利用环境影响分析的要求;不同季节土地利用/覆被类型转移主要涉及高密度建设用地与水体之间、低密度建设用地与耕地及高密度植被之间、高密度植被与高低密度建设用地之间等;沿海地区土地利用/覆被季节变化特征可用于辅助公路等线状地物的提取、耕地利用季节变化的检测、沿海滩涂空间布局的调查分析等.