矿山压力与岩层控制研究热点最新进展评述
摘要：矿山压力与岩层控制（或岩层控制）是井工开采煤矿的4大系统之一.广义上讲,岩层控制问题不仅涉及顶板控制,还包括巷帮和底板控制、煤柱设计、液压支架设计、上覆岩层垮落失稳规律、地表沉陷等.过去30a,岩层控制研究取得了极大进展,相应成果指导的工程实例更进一步表明了岩层控制在当今高产高效矿井举足轻重的地位.然而,岩层控制研究仍有很多不如尽人意的地方.为了拓展岩层控制理论,本文探讨了研究方法、岩石力学特性、地质、数值模拟、原岩应力、顶板锚杆支护、煤柱、矿压观测、煤岩失稳、地表沉陷、液压支架、冲击地压等12个相关研究热点在西方国家的最新进展和不足.深部“三软”煤层回采巷道断面优化研究
摘要：针对淮北矿区深部＂三软＂煤层工作面半圆拱梯形巷道超前支护工艺复杂的技术难题,以邹庄矿3204首采工作面的高产高效开采实际为背景,提出了利用＂平顶＋双圆弧＂代替半圆拱的断面优化模式,开发了平顶U形巷道断面,运用理论分析、数值模拟并结合现场实测资料,研究了断面优化的理论基础并提出了优化高度的概念.结果表明：合理选择优化高度能够降低巷道围岩应力集中程度,提高＂三软＂巷道的整体稳定性及端头替棚效率;消除木垛架棚工艺并满足设备结构尺寸的优化高度h0应满足：0.9m〈h0〈2.4m;断面优化高度的临界值为1.2m.拉压模量不同的多层顶板承载与破坏机理分析
摘要：为弄清薄及中厚煤层多层坚硬顶板不同结构形式下的运动与承载特征,采用理论与实验分析相结合的方法,对多层顶板不同组合结构时的承载特征进行了一维应力分析.研究表明：多层坚硬顶板运动承载过程中主要呈组合与非组合2种结构形式,且拉压模量不同条件下,顶板分层截面应力的分布通常具有非连续阶跃性特点;得到了多层顶板不同结构形式下的截面应力解算方法,给出分层顶板的破坏机理;揭示了不同顶板结构间的过渡原理,并解释了不同顶板结构下的裂纹扩展规律.以大同矿区生产实际为背景,对某矿煤层不同倾角条件下的组合顶板结构进行了应用分析,给出了分层顶板的截面应力分布特征,阐明了顶板组合结构向非组合结构过渡的原因与裂纹扩展规律,说明了相似模拟实验结果的正确性.裂隙交叉联接对采动岩体中流体流动特性的影响研究
摘要：基于立方定律推导了交叉联接方式的流量计算方法,讨论得出了该方法与实测结果存在偏差的主因：过量压力降损耗.定义了过量压力降损耗系数,分析了过量压力降损耗系数的变化规律.结果表明：影响交叉裂隙的过量压力降损耗的因素有：交叉角度、裂隙隙宽及雷诺数,其中雷诺数对过量压力降损耗的影响最大;过量压力降损耗系数与雷诺数近似成二次下降的关系;交叉裂隙中流体的偏流及交汇只是表象,裂隙交叉处的流动收缩或者扩张效应才是过量压力降损耗产生的真正机制.在此基础上得到了交叉裂隙的准确流量计算公式,并探讨了该公式在实际裂隙网络中的简化应用方法.泥岩实时细观破坏过程及其声发射事件产生机制研究
摘要：利用自制的与CT系统和声发射系统配套的加载装置,研究了泥岩在破坏过程中裂纹、孔隙等变化规律及与声发射事件之间的关系.研究表明：从CT图像可以观测到不同加载阶段试件中微裂纹闭合、扩展、分叉等细观损伤活动,声发射事件的空间分布规律很好地反映了内部微破裂、微裂纹的演化过程,定位结果与裂纹发育区域较一致.破坏模式不同反映了破坏过程和破坏机理的不同,破坏从规模较大的原生微裂纹处起裂,起裂载荷约为峰值载荷的80%,无原生裂纹区域和含坚硬夹层区域发生突发性脆性破坏,坚硬夹层对破坏模式起控制作用.声发射事件主要来源于加载初期新生裂纹的形成、原生裂纹的压密及裂纹的稳定扩展,此时声发射信号为突发型.裂纹的起裂和非稳定扩展过程不能形成声发射事件,此时声发射信号为连续型.能量累积陡增是裂纹起裂、分叉及宏观破坏的标志.变长工作面采场顶板破断机理的力学模型分析
摘要：为了深入研究变长工作面采场顶板的破断特征和垮落形态,以工作面长度由大变小的＂刀把式＂采场为研究背景,运用弹性薄板理论构建了5种不同支承边界条件下的顶板力学模型,通过理论计算得出了大小采面基本顶断裂前后的挠度、弯矩和应力变化,并理论分析了顶板破断的力学机理.研究表明：大面采场顶板首先在板边四周形成＂O＂形破断,而后在中部形成平面的＂X＂形破断,两者贯通后构成顶板的＂O-X＂型破断;小面采场顶板先在顶板中部形成空间＂X＂形破断,而后与四周形成的＂O＂形破断交合贯通构成顶板的＂X-O＂型破断.运用数值模拟方法探究了变长工作面采场顶板塑性区的分布范围和应力场的演化规律,模拟结果对大小采面的顶板破断形态进行了有力验证.折线滑面渐进破坏特性及稳定性分析方法研究
摘要：为了研究折线滑面渐进破坏过程的稳定性分析方法,掌握滑体发育过程中的时效稳定系数变化规律,对不同岩性渐进破坏过程中的抗剪强度及力学参数退化机理进行研究,基于下滑力、抗滑力及不平衡推力法的基本计算原理,推导出折线滑面渐进破坏过程的时效稳定系数计算公式,并对布沼坝露天矿西帮边坡稳定性进行分析.结果表明：在渐进破坏过程中,边坡稳定系数随硬岩破裂区长度的增大呈线性递减,随软岩塑性贯通区长度的增大呈指数递减.缓帮对于边坡稳定性的增强效果在硬岩破裂阶段较为明显,在软岩贯通阶段相对较弱,边坡角每降低1°,稳定系数平均提高2.8%.削坡减载使边坡稳定系数呈现出二次线性增长,当边坡高度降低40m时,边坡稳定系数为1.124,相对于初始状态提高了12.7%.《中国矿业大学学报》再次被评为“中国国际影响力优秀学术期刊”
摘要：2014年12月16日中国学术文献国际评价研究中心、清华大学图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社联合了《2014中国学术期刊国际引证年报》。再生混凝土碳化深度预测模型
摘要：采用正交试验的方法研究了温度、水灰比、粗骨料取代率和水泥用量4个因素对再生混凝土碳化深度的影响规律.结果表明：温度是影响再生混凝土碳化的主要因素,其次为水灰比、水泥用量及粗骨料取代率;再生混凝土碳化深度随时间的增加而增大,随水灰比的增大、粗骨料取代率的增加而减小.在此基础上,通过实验数据的回归分析建立了再生混凝土碳化深度的预测模型.预测模型计算结果与试验数据对比分析表明,该预测模型所选相关参数合理,能较好地预测普通大气环境下再生混凝土的碳化深度.等围压条件下岩石本构模型及损伤特性
摘要：为了揭示岩石变形破坏的全过程,将连续损伤理论与非平衡统计方法相结合,建立了等围压作用下岩石的损伤本构模型,推导了模型参数与岩石变形破坏特征参量的理论关系,分析了砂岩以裂纹为主导的变形破坏过程.结果表明：岩石损伤细观上表现为原始微裂纹的扩展贯通,其宏观力学特性取决于岩石内部的细观力学响应;随着轴向应变的增加,岩石损伤经历演化、稳定扩展、损伤加速,直至产生破坏;随着围压的增加,砂岩的损伤劣化程度减小,损伤演化率逐渐降低,宏观上表现为岩石平均强度的增大和塑性的增强.通过试验结果验证,损伤本构模型合理可行.基于时间序列BP神经网络的煤层气井排采制度优化
摘要：为了准确预测煤层气井产能,定量分析和优化煤层气井排采制度,利用神经网络具有的非线性映射能力和预测能力,基于时间序列思想构建了结构为14-13-7的BP神经网络煤层气井产能预测模型,在不同排采制度下对潘庄区块CM1井进行了未来7d的产能预测.结果表明：依据产水量、井底流压调控量度临界值分别为0.2 m3/d,0.1MPa,可以设计24种排采制度调整方案.其中,使产气量大幅减小的排采制度调整方案有5种,小幅减小的有7种,小幅增大的有7种,大幅增大的有5种.可以根据未来生产需要,采取不同的排采制度,对煤层气井产能实现人工实时调控.地应力条件下的多层叠置独立含气系统的调整研究
摘要：对在应力场条件下的多层叠置独立含气系统相应调整进行研究.通过对研究区大量水力压裂试井数据统计分析后认为：研究区广泛发育多层叠置独立含气系统,各煤层压力系数在层域呈现波动变化,且部分煤层普遍超压.最小主应力梯度增大,煤层渗透率降低,压力系数增大.各煤层最小主应力梯度表现出波动性,表明各煤层地应力特征有所区别,这与压力系数所表现出的波动性具有一致性.研究结果表明：研究区煤储层在深度300m左右为地应力转换带,在此深度以上,水平应力起主导作用,煤储层物性可能较好,相邻煤层容易形成流体压力主导型的独立含气系统;而在此深度以下,垂直应力起主导作用,煤储层物性变差,相邻煤层流体不易沟通,容易形成地应力主导型的独立含气系统.地应力转换深度的变浅,易形成受地应力调整控制的多层叠置独立含气系统.凹陷向斜区油气滞留成因机制及成藏模式——以松辽盆地古龙向斜葡萄花油层为例
摘要：松辽盆地古龙向斜葡萄花油层发育大面积连片的滞留油藏,利用测井、岩心、地震和室内分析化验等资料对其进行解剖研究,提出了古龙向斜葡萄花油层油气滞留成藏模式：嫩江组末期油气初始成藏期,青山口组源岩生成少量油沿着高孔渗砂体向凹陷周边放射状运移;明水组末期油气关键成藏期,青山口组源岩生成大量油受储层部分致密影响少部分滞留在向斜区成藏;依安组末期油气最终成藏期,青山口组源岩生成少量油气在储层完全致密和充足源储压差作用下在向斜区滞留成藏,认为滞留油藏具有埋藏深、岩性细、物性差、储层异常高压、油水空间倒置、连片式分布和甜点式富集的岩性油藏特征.研究结果表明：其形成的4种成因机制为：1）三角洲前缘亚相物源交汇区搬运距离远、粒度小（0.06〈Md〈0.16）、泥质含量高（泥地比〉80%）、孔喉比大（〉50）和储层非均质性强;2）同沉积构造抬升形成的地层厚度陡变带控制沉积中心造成颗粒分异差、压实强、岩屑-杂基塑性变形堵塞原始孔隙,同时继承性沉降中心和构造改造弱;3）成岩作用强（中成岩A2亚期）、溶蚀原生粒间孔隙为主（〉70%）、石英含量低（21.66%）且次生加大、方解石充填、油层顶底泥岩排酸弱;4）油气成藏早期储层未致密成藏中期储层同步致密成藏晚期储层已经致密的3期成藏与储层物性演化史时空耦合关系有利于油气滞留.准噶尔盆地车排子周缘油气输导体系特征及输导模式
摘要：在分析车排子周缘油气藏分布特征的基础上,综合基础地质资料和分析化验数据,运用现代油气运移理论及地球化学示踪等技术,对本区的油气来源、输导通道、运移方向等进行精细研究,明确了各层系油气输导体系特征及输导模式,认为车排子周缘石炭系以上的地层总体具有西北部为浅层,东南部埋深较大的特征,而油气来自于东南部凹陷的深层.研究结果表明：新近系沙湾组稀油主要来源于侏罗系八道湾组煤系烃源岩,且可能有湖相原油的混源,白垩系清水河组和侏罗系八道湾组为同一类原油,均来自于二叠系乌尔禾组烃源岩;沙湾组、清水河组和八道湾组砂体砂地比均值分别为0.50,0.25和0.40,3个层位的砂体可作为油气侧向运移的通道;白垩系和侏罗系底部不整合面有油气显示的井都位于孔隙度为10%的区域内,是油气侧向运移的优势通道;地球化学参数示踪的油气运移方向指向砂体砂地比的高值区和不整合面孔隙度的高值区;石炭纪—侏罗纪发育的深大逆断层沟通了油源,而后期发育的正断层对油气藏起到了调整和改造作用.油气从深部向浅层、从凹陷向凸起的高部位运移而聚集成藏.深部的油气藏,输导体系单一,越靠近浅层,其输导体系越复杂.渤南断阶带沙四上亚段储层成岩演化研究
摘要：渤南断阶带沙四上亚段发育广泛的低孔低渗碎屑岩储层.综合铸体薄片分析、扫描电镜观察和黏土矿物X衍射分析等手段,总结储层发育的成岩作用类型及特征、所属成岩阶段和成岩演化序列;结合地层埋藏史、热演化史和烃类充注史提出储层阶段性时空演化过程和成岩-成藏耦合关系.结果表明：储层中成岩A1期次生孔隙形成时间与烃源岩主生排烃期、有效圈闭形成时间具较好的耦合关系,构成油气成藏的各项条件;渤南断阶带东部和西部因埋深和原始组成物质差异造成储层成岩特征和成岩-成藏过程的差异.根据储层自生矿物间接触关系判定成岩作用顺序为草莓状黄铁矿胶结→石英次生加大/长石岩屑溶蚀→石英弱溶蚀/方解石胶结/长石弱胶结→方解石溶蚀→铁方解石胶结→晚期黄铁矿胶结.相伴随的黏土矿物演化是由成岩早期的伊蒙混层、伊利石和高岭石矿物组合到成岩中后期的伊利石、高岭石、伊蒙混层和绿泥石矿物组合,对应质量分数变化为伊蒙混层减少约30%、伊利石增加约40%、高岭石减少约20%和绿泥石增加约20%.渤南断阶带东部和西部储层埋深差异约400m同时石英质量分数相差约10%.由此造成两者分别处于中成岩A期和B期的成岩阶段进而造成储层物性、油气储集能力和成藏过程的差异.伊通盆地西北缘深层储层动态评价
摘要：在目前常规储层评价以静态评价为主,并未考虑储层演化和成藏条件且不能很好地解释储层的含油气性的情况下,提出利用＂储层临界物性＂的概念动态评价储层。采用孔隙度剖面回推法、孔隙度演化数学模型和砂岩烃类充注临界物性实验3种方法确定储层临界孔隙度。研究结果表明：伊通盆地西北缘岔路河断陷双二段储层临界孔隙度为11%,砂岩烃类充注临界物性实验也证实伊通盆地西北缘双二段储层石油充注确实存在一个物性下限。储层临界孔隙度可以作为无效储层和有效储层的划分标准,低于储层临界孔隙度的储层为无效储层,有效储层油气充注受物性和充注动力耦合控制。砂岩临界成藏解释图版反映了储层物性与临界注入压力耦合控藏,可定量解释伊通盆地西北缘双二段储层的含油气性。振动螺旋干法分选机运动特性研究
摘要：为了探索振动螺旋干法分选机的主要结构参数对其运动特性的影响规律,通过建立设备的动力学模型,进行动力学分析,提出了振幅的表达式.采用ADAMS软件仿真分析和试验验证,研究了振动电机频率、偏心块质量、振动体质量对设备运动特性的影响.结果表明：随着频率的增大,振动周期减小,设备的分选效果先逐渐变好后逐渐变差,在33Hz时达到最佳;随着偏心块质量的增大,振幅逐渐增大;现有结构下,随着偏心块质量的增大（直到25kg时）,分选效果持续变好;随着振动体质量的增大,弹簧压缩量增大,振幅减小,分选效果明显变差.温度对鲕状赤铁矿石深度还原特性的影响
摘要：深度还原-磁选技术可以高效回收鲕状赤铁矿石中的有价组分铁.为查明还原温度对鲕状赤铁矿石还原特性的影响规律,采用热重差热分析、X射线衍射和扫描电子显微镜等对不同还原温度下鲕状赤铁矿石还原产物的物相组成及微观结构进行研究.结果表明：鲕状赤铁矿石具有良好的热稳定性,其熔化温度为1 312℃;还原过程中还原产生的FeO会与脉石矿物反应,生成铁橄榄石和尖晶石;还原温度是影响该矿石还原过程中物相转变和微观结构破坏的关键;还原温度越高,还原产物的物相组成越简单,矿石鲕粒结构破坏程度越严重.