CO2相变致裂本煤层增透技术研究

研究液态CO₂相变特征和煤体对气相CO₂和CH₄的吸附规律,在不同煤质、温度和平衡压力条件下,实验得出在无烟煤和焦煤的煤体中CO₂竞相吸附的能力是CH₄的1.8~2.4倍。研究发现,液态CO₂在0.2 s内完成相变过程,体积瞬间膨胀至794倍。通过理论研究建立了采用不耦合致裂条件下的爆破孔初始冲击压力峰值、裂隙圈有效半径和爆破致裂钻孔孔径3个主要爆破参数变量的数学模型。采用液态CO₂瞬间相变出口压力为200MPa的致裂器,进行致裂爆破本煤层增透现场实验研究,研究得出距离致裂爆破孔2m和3m的控制孔在爆破后单孔瓦斯抽采纯量提高至6倍和4倍,单孔瓦斯抽采浓度提高至5倍和4倍,单孔瓦斯抽采浓度保持在35%~55%,而距离致裂爆破孔4m的控制孔在爆破5d后瓦斯抽采效果衰减至爆破前的水平。现场试验得出初始冲击压力峰值200MPa和钻孔孔径0.094m时,本煤层致裂爆破裂隙圈有效半径为3m。     

顶板诱导崩落爆破效果的全景探测与评价

基于连续采矿的顶板诱导崩落技术,采用预裂爆破控制裂隙发展区间,强制崩顶爆破诱导顶板围岩裂隙发育、扩展,从而诱导顶板致裂失稳的可控崩落。然而在地下采空区顶板诱导致裂失稳崩落处理采空区过程中,预裂与崩顶爆破效果具有极大的隐蔽性,难以进行直观可视的评价。采用钻孔摄像系统,利用前视与全景可视技术,对顶板诱导爆破前钻孔形态和爆破的效果进行了探测,特别在爆破后的全景钻孔摄像,数字化描述了钻孔的裂隙特征,并通过钻孔摄像的图片分析评价了顶板诱导崩落爆破效果。全景探测的结果表明：（1）预裂爆破在顶板岩体中形成了清晰可见宽为20～40 mm的预裂缝,炮孔底部存在半个孔壁的预裂特征。（2）顶板围岩中产生了大量的次生诱导微裂隙带,裂隙交错呈“X”型,并且原生裂隙得到了扩展。（3）顶板诱导爆破实施后爆堆形状良好,大量裂隙发育以及碎裂岩体结构的形成有利于顶板的诱导可控崩落。     

玄武岩纤维堵漏体系在高海拔非开挖钻进中的应用研究

高海拔地区实施非开挖水平定向钻进时,裂隙发育地层的泥浆漏失不仅会影响泥浆的有效循环,还会形成大量的岩屑床,导致钻具过度磨损、摩阻异常增大、有效孔径减小等问题。针对西藏某地钻遇花岗岩裂隙,采用近景摄影测量技术对其进行量化表征,得到该区裂隙地层的缝宽<4 mm;提出采用玄武岩纤维作为裂隙封堵主剂,并建立随钻玄武岩纤维堵漏配方体系,实验结果表明：采用3、6和9 mm多级组合的玄武岩纤维堵漏效果最好,3 mm纤维复合惰性材料形成骨架结构,6和9 mm纤维可发挥一定强度的“加筋”作用。现场随钻实验结果表明：采用玄武岩纤维堵漏后,泥浆中固相含量下降幅度减少了13.14%,有效保障了长距离裂隙山体的有效、绿色、安全钻进。     

棉花、清水堵漏

适用范围;因地层裂隙或小型溶洞的漏水。准备工作：1．测准漏水位置。2．下入小径钻具排出孔内泥浆（用清水冲）。3．提钻后合上立轴钻杆,对准钻孔。4．将棉花或旧棉絮撕成块状,（根据孔径大小而定,不致中间膨堵为准）5．准备充足的稠泥浆（25/秒以上）。开始工作：     

钻孔孔内排故弹

在煤田地质钻探过程中,发生研钻、卡钻或埋钻等事故是常见的。对此如果处理不当,就会使事故复杂化,严重的能造成钻孔报废。我们经过多次试验,制成了钻孔孔内排故弹,用爆破方法处理卡钻和埋钻等事故,收到良好效果。钻孔孔内排故弹,是用一长150毫米,直径Φ(1/2)时的铁管做外壳,内装普通硝铵炸药及雷管一支或两支,将炸药装满弹壳,用皮带油进行防水密封,铁管两头接丝堵(见图)。排故弹导线的连接:弹内雷管的引线由上丝堵小孔引出,一头自由放在外边做接地线,     

高压富水破损严重水源孔封堵技术研究

正1破损钻孔概况1.1基本概况破损钻孔位于峰峰集团大社矿井下-120水平,由峰四勘探注浆有限责任公司于2008年4月14日~2008年7月1日施工,孔口坐标(X:4045831,Y:38521501,Z:-120),终孔孔深160.3m,开孔层位为山青1号小煤与2号小煤之间粉砂岩,终孔进入奥灰50.1m,终孔水量6.6m3/min,水压2.45MPa。该破损钻孔编号为小屯2#供水孔,担负着峰峰集团小屯矿工人村生活用水。1.2钻孔结构0~26m,Φ223mm开孔下Φ219*8mm(即套管外径为219mm,套管壁厚为8mm,后同),孔口管长25.2m;26~74.1m,Φ173mm孔径下Φ168*8mm,套管长72.6m;74.1~109.7m,Φ146mm孔径下Φ140*8mm,套管长109.6 m;     

大口径重钻具断裂事故的处理

艮山门立交桥全长 92 0 m,主桥采用双塔双索斜拉桥。6号墩设计直径 2 .5m,深 71.6m,钻孔灌注桩 14根。我公司使用 GPS- 2 5型钻机施工其直径 2 .5m的钻孔灌注桩。99年 12月 12日凌晨 ,当施工 1号桩孔 ,钻进到63m时 ,发生钻具断裂事故。孔内断落直径 1m、长2 m、重 5t的加重块 2个 ,重 7.5t的加重滚刀钻头 1个 ,断落钻具总重 17.5t。由于钻具断裂处于法兰盘下部 ,且重量太重 ,所以事故处理的难度较大。1　事故分析及采取相应措施发生钻具断裂事故时 ,其钻进地层正处于裂隙发育且坚硬的安山岩 ,从钻具断口分析 ,应是岩石别劲 ,钻压过大 ,钻…     

乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实

分析研究了天山冰川站自 195 9年以来的气温、降水、水文、冰川物质平衡、冰川末端变化、冰川运动和冰川面积变化观测资料 .结果表明 ,2 0世纪 90年代中期以来 ,乌鲁木齐河源区处于一个最为显著的暖湿阶段 .195 8— 2 0 0 0年的 4 2a间 ,1号冰川年平均物质平衡量为 - 188.6mm (约为 - 34.6× 10 4m3 ) ,累积物质平衡量达到 - 792 5mm ,亦即冰川减薄了 8m多 ,累积亏损量达 14 5 2× 10 4m3 .1号冰川面积在 196 2— 2 0 0 0年的 38a间减少 0 .2 2km2 ,为 11% ,并呈加速减小趋势 .196 2年至今 ,1号冰川东支末端共退缩 16 8.95m ,西支 185 .2 3m ,冰川表面运动速度减缓 .1号冰川年融水径流量有增加趋势 ,1985年前后是个分界线 ,1986— 2 0 0 1年年均径流深为 936 .7mm ,较之 195 8— 1985年的 5 0 8.4mm高出 4 2 8.3mm ,亦即增加 84 .2 % .气温持续升高 ,冰川冷储减少可能是导致冰川加速消融的重要原因 .     

贵州省大方县五凤井田水文地质特征初探

五风井田位于贵州省大方县城东侧,面积89.22km^2,含煤地层为二叠系上统龙潭组,主要可采煤层为6中、26、33号煤层,煤炭总资源量26 130万t。井田内主要含水层为三叠系茅草铺组岩溶溶洞含水层（T1m）,夜郎组玉龙山灰岩岩溶裂隙含水层T1y2）,二叠系中统长兴组岩溶裂隙含水层（P3c）、茅口组岩溶溶洞-暗河含水层（P2m）。矿床属于以岩溶充水为主,水文地质条件中等的矿床。井田的充水水源为地表水、地下水和小煤矿、采空区的老窑积水,充水通道为断裂破碎带及采矿冒落裂隙带。     

昆明新机场航站区下伏溶洞地基承载力分析

溶洞地基承载力的影响因素众多。溶洞埋深、溶洞直径（跨度）、水平相邻溶洞的间距,竖向相邻溶洞的间距及溶洞断面形态等对地基的承载力影响很大。应用工程地质分析和数值模拟相结合的方法,对昆明新机场下伏溶洞地基承载力进行了分析,得出当单个溶洞埋深大于2倍直径后,上部荷载与下部溶蚀空间的关系较小。当水平相邻溶洞的间距大于1倍跨度以及当竖向相邻溶洞间距大于0．5倍跨度后,可以忽略溶洞对上部荷载的影响。溶蚀率每增加5％,上部最大荷载qmax降低幅度约6％～10％。当跨度大于3倍洞高时,上部最大荷载的降低幅度相对较小,竖向型溶洞所能承受的荷载相对较大。     

山西岩溶水强径流带的成因类型及其水文地质特征

根据成因特征,将山西岩溶水强径流带分为五种类型: 接触带型、河谷型、构造带型、向斜谷地型和复合型。通过野外调查及对大量实测资料的分析研究,揭示出山西岩溶水强径流带的主要发育与分布特征: 岩溶水强径流带呈网状分布;发育深度50～300m;地下水面呈槽谷型,水力坡度一般在0. 6‰～2. 8‰之间。岩溶强径流带水量丰富,单井出水量大于1000m3 /d,是建立岩溶水水源地的理想场所。      

苏南地区第一口地热深井成功出水

20 0 4年 8月 18日 ,张家港市西张地热钻井 (RZ1)完成抽水试验 ,并通过成井验收。地热井位于张家港市西张镇 (现属凤凰镇 )西南侧 ,井深 12 6 0 18m ,井口水温 4 5℃ ,单井出水量 810m3 /d～ 1180m3 /d ,它是苏南地区第一口成功出水的地热深井。 2 0 0 4年 8月 12日 ,凤凰镇隆重举办了“凤凰温泉”出水庆祝仪式 ,张家港市市委、市政府、国土资源局、旅游局有关领导及承担本次选址和钻井任务的江苏省地质调查研究院袁晓军院长一行前往祝贺。苏州日报、张家港日报、张家港电视台对这一振奋人心的消息进行了报道。RZ1地热井是张家港市和同房…     

重庆北温泉水化学特征对汶川8.0级地震的响应

2008年5月1日至7月4日汶川8.0级地震前后,对距震中约400 km的重庆北温泉7个泉点进行采样监测,发现其水温、水量及水化学特征均发生了较大变化：（1）所有泉点震后水温都下降了1℃左右;（2）海拔相对较高的BWQ-2、BWQ-3、BWQ-4泉点相继断流,而下游海拔较低的BWQ-1泉点水量则增加了15 L/s,BWQ-6泉点水量也有所增加;（3）海拔较低泉点泉水中K＋、Na＋、Ca2＋浓度减少,Mg2＋浓度增大,且K＋、Na＋、Ca2＋浓度呈正相关;Fe3＋、Mn2＋浓度于地震当日成倍增长,随后逐渐减小,7月4日时浓度与5月1日相当;SO42-、F-浓度增大后逐渐减少。引起北温泉水物理化学变化的主因是：由于汶川强烈地震,导致北温泉区上覆盖层裂隙与下伏温泉含水层裂隙贯通,地表或上覆盖层低温水汇入含水层所致。     

过筛孔径对土壤可溶盐分析结果的影响

取11个土壤样品分别过0．5、1．0、2．0mm孔径筛,按规范要求在相同条件下分别测定可溶盐含量,根据可溶盐含量的变化规律,分析其对结果的影响,以寻找对可溶盐分析准确度和精密度都比较理想的过筛孔径。     

鱼 叉 式 钢 绳 捞 取 器

绳索取心钻进打捞内管时 ,有时卷扬钢丝绳会断在钻孔 (或钻杆 )内 ,若无法上钻捞取 ,常用棘刺式钢绳捞取器 (其结构如图 1)。干筋用 16mm的钢筋制作 ,“棘刺”用 10mm的钢筋制作 ,由于受钻孔(或钻杆 )内径限制 ,干筋不能太粗 ,因而“棘剌”也不能太粗、太长 ,其和干筋焊接强度也不高 ,所以其搅缠钢绳时 ,钢绳易滑脱而难以缠紧 ,强力提拉时 ,棘刺易变形或脱落 ,使打捞失败。为此 ,我们设计使用了鱼叉式钢绳捞取器 (见图 2 ) ,取得了满意的效果。图 1　棘刺式钢绳捞取器　　　图 2     

江苏东海片麻岩裂变径迹年龄和冷却历史

本文测定了江苏东海科学超深钻选址地区地表和钻孔片麻岩样品的锆石和磷灰石的裂变径迹年龄。地表样品 97CK0 1的锆石裂变径迹年龄为 134± 11Ma ,磷灰石的裂变径迹年龄为 6 6 .8± 2 .5Ma。ZK2 30 4 85号样品磷灰石的裂变径迹年龄为 79.2± 2 .5Ma。由估计的锆石和磷灰石的裂变径迹封闭温度得到该地区从约2 2 5℃冷却到 10 0℃时的冷却速率为 (1.9± 0 .2 )℃ Ma ,在从约 10 0℃冷却到现在的冷却速率为 (1.0± 0 .1)℃ Ma。我们得到的结果不支持前人关于新生代加速冷却的结论 ,可能与地区的差异冷却有关。     

林歹矿魏家寨1号竖井突水特征及其涌水量预测

林歹矿魏家寨1号竖井掘进至1190m中段(深度140m)遇溶洞,于1989年1月20日凌晨发生突水,最大涌水量337.20m~3/h,平均涌水量236.83m~3/h,超出设计值43倍。 笔者根据实际资料,选用平行带状隔水边界非稳定流潜水“大井”公式,对竖井涌水量进行了重新计算,其结果基本符合实际,为进一步的水文地质勘查和涌水量预测提供依据。      

爆炸取心器

取心方法有传统的岩心管法和绳索取心法.在大口径水文地质勘探和水井工程中,多数采用传统的岩心管法取心.显然,这种方法增加了起下钻等辅助时间和工人的劳动强度,从而降低了钻探效率,提高了成本.为此,笔者与陈玉芳技师结合我队的实际情况,经过近2个月的实验,设计出一种结构简单、使用方便的钻孔"爆炸取心器".取心器的结构和工作原理1. 结构取心器由雷管室、炸药室、弹膛和弹头组成(图1).     

湖南兜率岩溶洞特征及形成发育过程

为阐明兜率岩溶洞的形成原因和发育过程,调查了兜率岩溶洞及其周边区域地层岩性和地质构造,测量了溶洞形态及溶蚀堆积物特征;用 14C法或U系法对洞内典型堆积物样品进行测年,估算出岩溶堆积物的生长速度,研究结果表明:兜率岩溶洞是完整的独立溶腔碳酸盐岩洞穴;溶洞内石笋发育强烈,石笋的生长速度略快于石钟乳的生长速度,石笋高度为2～26 m,直径在0.5～5 m,生长速度为0.24～0.50 mm·a-1;石钟乳长度为3～20 m,生长速度为0.20～0.40 ·a-1;洞内最高石柱高达37 m,最高的二次沉积物可达12 m,直径为0.6 m。兜率岩溶洞的形成是岩石、水流与构造运动共同作用的结果,区域构造产生的断层和裂隙使区内碳酸盐岩石破碎并遭受地下水的溶蚀和侵蚀,在区域缓慢抬升活动过程中形成了兜率岩溶洞;溶洞的发育经历了三个阶段:距今200～78万年的初始形成阶段,距今78～14万年的发展壮大阶段和距今14万年前至今的稳定沉积阶段。溶洞内大多数的溶蚀堆积物产生于14万年以来,少量的新生溶蚀堆积物基本形成于700年以前。在距今1万年左右开始形成二次沉积物。目前,兜率岩溶洞进入稳定沉积晚期。      

我国煤矿水平深孔施工设备及技术取得重大突破

20 0 2年 12月 4日至 19日 ,煤炭科学研究总院西安分院利用自行研制的MK - 7型坑道钻机 ,与铜川矿务局合作 ,在该局陈家山煤矿联合开展科技部专项资金项目“坑道大直径水平深孔钻机及定向钻进钻具”的工业性试验。在平均厚度10m的煤层中完成两个钻孔 ,总进尺 16 6 7 5m ,其中一个钻孔孔深 86 5m ,最高时效达到 2 8m h ,开孔倾角 5°,开孔孔径Φ30 0mm ,终孔孔径Φ15 0mm ,是目前我国煤矿井下最深的近水平定向钻孔 ,也是目前我国煤矿最深的全煤层钻孔。两个试验孔于 2 0 0 2年 12月 19日开始连孔抽放 ,混合流量 70m3/min ,平均混合浓度 2 8%…