高压气体诱发煤岩动力破坏的实验研究

为了研究高压气体对煤岩材料变形破坏的作用,自主设计并制造了含高压气体煤岩实验装置,通过测量气体泄压作用诱发的煤岩动力破坏现象,研究了高压气体对煤岩材料变形破坏的作用。实验表明,当气体泄压速率小时,煤岩仅会出现轻微变形;当气体泄压速率大时,煤岩会产生破裂和破碎现象。同时发现煤岩的破坏程度不仅取决于气体的泄压速率,还取决于孔隙气体的压强。当气体泄压速率和气体压强都达到一定临界值时,煤岩才会发生剧烈破碎。通过气体压强与应变之间的关系,确定了煤岩发生破裂和破碎的临界气体压强。      

钻孔压水试验水压式栓塞排水泄压问题研究

压水试验水压式栓塞较其他类型栓塞可靠、灵活,但一直存在试验结束后排水泄压难题,使该类型栓塞使用局限于浅孔及地下水位高的钻孔。本文对该问题进行了研究,提出了解决方案,设计了新型水压式栓塞结构。解决了一直以来水压式栓塞的排水泄压难题,突破了试验孔深限制,使水压式栓塞能得到广泛应用。介绍了该新型水压式栓塞的结构和工作原理以及工程应用效果。     

注水井泄压对井壁围岩应力场的影响

注水井泄压过程中的套管损坏现象在中国许多油田十分普遍,根据油藏流体渗流与地应力场耦合作用理论,建立了套管承载计算的力学模型,利用有限元方法,通过数值模拟的手段研究了泄压过程中井壁围岩应力场的变化规律以及油层孔隙压力的变化规律。根据计算结果提出,控制注水井泄压流量是有效防治泄压过程中套损的一种有效手段,并给出了具体的计算方法,从而,为油田现场预防和减少套管损坏提供了理论依据。     

大水位落差深井止水修复方案及实施效果分析

以山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司大水位落差深井止水修复方案及实施效果为工程实例,对该工程先后实施的管内注浆法、管外注浆法、衬管固井法、同径水泥架桥法、泄压通桥法等止水修复方案进行了详细分析,总结了其成功的经验,可为类似旧井修复工程或新井施工工程提供借鉴和指导。     

水口水电站泄流模型与原型值偏差及率定的探讨

水电站大坝建成后，水库的泄流由闸门控制，但泄往往与水下游水文的流量不一致，给水库防洪调度的安全带来影响。本文通过水口水电站水库运行中出现泄流量模型与原型值偏差的分析，以及通过测验率定情况，表明电站水库运行后，必须对益洪道泄流曲线模型值进行率定，提高泄流量精度，以确保水库防洪调度的安全。     

旁压仪在地基工程原位测试中的应用及其成果分析

介绍了法国梅纳(Menard)旁压仪的结构和工作原理,并应用于地基勘察工程的原位测试,对旁压试验结果进行分析,以确定确定高层建筑物的地基承载力,并与理论计算结果进行对比,证明其结果能够很好的应用于工程设计。在旁压试验结果中,提供了测试地层的其他变形参数,并为类似工程提供参考。     

鄂尔多斯盆地东部上古生界石千峰组低压气藏特征

鄂尔多斯盆地的气源主要来自于山西组-太原组的海陆交互相煤系地层, 上石盒子组沉积了一套巨厚的泥岩, 具有很强的封盖能力, 天然气很难穿层运移.近年来, 相继在盆地东部的石千峰组地层中发现了一系列次生气藏, 其形成机理逐步引起了勘探家的关注.根据次生气藏的特点, 结合包裹体测试计算, 认为其形成原因主要是由于下部超压地层进行超压释放, 从而在区域性盖层内部形成一系列泄压通道, 原生气藏泄漏而形成的.形成过程主要经历了下部高温高压原生气藏的形成、原生气藏泄压与次生气藏的形成、次生气藏的长时间调整3个阶段.      

河床砂卵石的旁压测试应用及成果分析

介绍了法国梅纳(Menard)旁压仪的结构和工作原理,并应用于砂卵石地基勘察工程的原位测试,对旁压试验结果进行分析,以确定水电站坝址砂卵石基础的地基承载力和变形参数,并与室内试验和超重型动力触探的结果进行对比,证明其成果能够很好地应用于工程设计,并为类似工程提供参考。     

采用压浆法控制地面沉降和提高挡土墙强度工程实践

通过用压浆法对核力机械股份有限公司厂房内、外的地面沉降、开裂和挡土墙裂缝进行控制性治理之工程实践,阐述了在土层结构复杂、性状不稳定等情况下,在制定方案、参数选择和工程实施过程中,应把施工经验、理论计算、试验资料和工程实际进行综合分析,及时调整设计和施工方案,保证安全,确保工程质量。在分析地面沉降、开裂和挡土墙裂缝产生的原因基础上,提出了治理方案,并详细介绍了治理方案实施过程中的技术措施。     

基于风险分析确定水库汛限水位动态控制约束域研究

基于预报预泄原理推求水库汛限水位动态控制约束域,确定上限的依据是在洪水来临前将水位降低至固定(或者分期)汛限水位以下,确定下限的依据是在洪水退水阶段将水位回充至固定(或者分期)汛限水位以上.为充分考虑来水起涨、退水过程的不确定性,采用实测资料进行起涨阶段预泄和退水阶段回充调度,分别推求预泄末和回充末水位的经验频率分布,由此可建立风险分析模型,从理论上解决水库防洪标准不降低和退水阶段能回充等问题.以三峡水库正常运行期为背景,推求了主汛期汛限水位动态控制约束域的上、下限值,结果表明:即使不考虑水文预报误差,基于风险分析的动态控制域上限较采用预泄能力约束法上限低、下限高,提出的方法完善了基于预报预泄原理确定水库汛限水位动态控制域的理论.     

三峡库区泄滩滑坡滑带土特征研究

在滑坡地质灾害勘察过程中,如何准确地辨识滑带土的特征和确定滑动面的具体位置,是让大多数工程技术人员都感到头痛的问题。本文以三峡库区泄滩古滑坡为例,较为详细地介绍了泄滩滑坡滑体的结构特征,以及通过勘探平硐、钻孔岩芯和地表露头等多种手段揭露的滑带土的基本特征。研究结果表明,泄滩滑坡滑带土中不仅可见明显的擦痕、镜面以及碎块石印模,而且在个别钻孔可见滑带土呈糜棱岩化现象,地表露头还可见到滑带土在地下水和高速下滑过程中被碾压、搓揉原有结构被破坏后又重新胶结的痕迹。同时,在滑带以下还存在一层特殊的滑坡影响带。泄滩滑坡滑带土特征非常典型,具有一定的代表性,可供同行在实际工作中确定滑面时参考。     

高坝泄流雾化环境污染原体观测研究

高水头大流量的泄水建筑物泄流时产生严重泄流雾化对工程和环境造成污染,是必须考虑的重要问题。介绍了泄流雾化观测的新技术及其原理,包括:用立体摄影测量方法观测雾化流运动扩散的形态范围;用放射性同位素测量典型区域内泄流雾化浓度,并配合以雨量简测量典型范围内泄流雾化降雨强度等。并以漫湾水电站原体观测为实例,介绍了实施方法和效果。     

青田山口叶蜡石传压介质初步研究

采用青田山口叶蜡石作为超高压高温合成金刚石的传压介质，分析了其主要化学成分和矿物组成。对青田山叶蜡石粉压块粒度效应进行了研究，确定了该传压介质的粒度组成。超高压高温人造金刚石试验表明，青田山口叶蜡石的传压介质理想，金刚石合成效果较好。     

压汞实验对低阶煤表征的适用性分析及校正方法

压汞实验在中-高阶煤的孔隙测试中得到了广泛的应用。然而对于低阶煤，由于其煤体疏松、易碎，压汞的增压过程会造成孔隙结构破坏，导致实验结果不准。为了准确评估压汞实验对低阶煤孔隙结构的损伤，选取褐煤和长焰煤为研究对象，同时利用压汞与核磁共振测试煤的孔径分布。结果表明，压实与凝胶化程度低的褐煤和长焰煤，压汞测试过程破坏了其大中孔的原生结构，从而导致中孔比例升高；同时受基质压缩效应影响导致微孔体积偏高。随着煤化作用增强，长焰煤较褐煤所受的影响逐渐减小。进一步通过氮气吸附实验对压汞高压段的测试结果进行校正，以消除基质压缩效应引起的煤体弹性变形所带来的误差，其中，褐煤压汞校正前测试误差为87%，而校正后仅为18%。实验研究表明，联合利用核磁共振测试、氮气吸附实验可显著提高压汞法用于低阶煤孔隙测试结果的准确性。      

琼东南盆地超压系统泄压带: 可能的天然气聚集场所

泄压带是超压系统内部流体向外运移的通道和有利的油气聚集场所, 对水溶相天然气析离成藏更有着重要意义.本文综合应用速度谱、测井、钻井和地层测试等资料预测了琼东南盆地超压系统的分布, 将其划分为3种结构类型; 结合粘土分析等资料识别出了4种类型的泄压带, 并讨论了泄压带的分布与可能的天然气聚集区带.琼东南盆地中央坳陷带整体发育一个超压系统, 其分布格局主要受陆坡带的形成和莺歌海盆地超压传递的影响, 陆坡区的超压明显强于非陆坡区, 西部的超压整体强于东部并在浅部呈现自西向东传递的趋势.泄压带内的天然气成藏主要取决于压力、温度和溶解气量, 需满足溶解气量足够多和溶解度变化量足够大, 相对而言, Ⅱ型泄压带成藏条件最优, 既有断裂沟通深部水溶气和浅部储层, 又有温压条件的显著变化, 因而流体运移最活跃.Ⅲ型泄压带次之, 但分布最广, 该类型最有利部位分布在陵水低凸起和宝岛凹陷北坡.      

城市洪涝中雨水口泄流能力的试验研究

近年来中国城市洪涝灾害频发,对人民群众的生命财产安全造成了严重威胁,其中雨水口泄流能力的大小对于计算受淹区的积水程度或路面雨水的排除效率至关重要。为此本研究专门修建了具有上下两层结构的城市洪涝过程综合试验平台,考虑雨篦子、雨水井及侧支管等完整的雨水口结构,开展了76组不同来流水深及流速下的雨水口泄流能力试验。试验结果表明:雨水口的下泄流量在井身充满前后表现出不同的变化规律,即在雨水井充满前,路面雨水以堰流形式下泄;在雨水井充满后,以管嘴出流形式下泄。基于试验数据率定出雨水口堰流及管嘴出流时的流量系数,并进一步采用量纲分析法,建立雨水口的泄流能力与雨篦子尺寸、篦前水流的弗劳德数等因素之间的经验关系,具有较高的相关系数。采用本文公式计算原型尺寸雨水口的泄流能力,并与中国现行雨水口泄流能力的参考值进行对比,发现当水深较大时现行参考值偏大较多。本研究成果能为精细化的城市洪涝管理提供计算依据。     

软岩隧道大变形环向让压支护机制研究

传统锚喷支护不能满足软岩隧道变形控制的要求，让压支护成为控制变形的重要手段。环向让压支护是在隧道环向设置让压装置，实现支护结构刚?柔?刚的特性。从隧道开挖?支护过程中能量转化的角度，阐明了环向让压支护的原理，运用结构力学的解析法分析影响支护结构变形的主要因素，利用有限元软件ABAQUS比较分析传统支护与环向让压支护力学特点。得出如下结论：初期支护属于典型的压弯构件，环向让压支护通过环向压力使得让压装置屈曲，与支护结构的内力相一致，既能实现一定的支护阻力，又通过周长的缩短调整围岩应力和围岩压力；环向让压装置应设置在弯曲应力较小处，并确保其抗剪切的刚度和承载力，应具备“强剪弱压”的特点；环向让压支护具有刚?柔?刚的力学特性，可以实现与高地应力软岩的流变特性相适应。     

雨水口堵塞程度对其泄流能力影响的试验研究

雨水口是下泄地表径流的关键设施,一旦堵塞将导致市政排水系统的泄流能力无法充分发挥,这是引发城市洪涝灾害的主要原因之一。为定量分析雨水口堵塞对其泄流能力的影响,本研究分别考虑进水篦及连接管不同堵塞程度的情况,开展了较大来流水深下的概化水槽试验,共计进行了608组试验。试验结果表明:①进水篦及连接管堵塞均会显著影响雨水口的泄流能力,且后者对雨水口泄流能力的影响更大。②利用试验数据率定了各堵塞情况下水流以堰流或管嘴流形式从雨水口下泄时的流量系数;基于量纲分析及回归分析,给出了各堵塞情况下雨水口泄流能力的幂函数表达式,并利用试验数据对参数进行了率定,率定效果优于堰流或管嘴流公式。③通过与未堵塞情况进行比较,基于幂指数均值假定及非线性拟合方法,建立堵塞系数与堵塞程度之间的经验关系,并最终提出了一个可以分别考虑进水篦与连接管堵塞影响的雨水口泄流能力公式;该公式可以考虑雨水口堰流及管嘴流等不同泄流形式,能够反映进水篦、连接管不同堵塞程度的影响,适用于来流水深较大的情况。     

宁波某厂房室内地坪沉降原因分析及处理措施

针对宁波市宁海县宁东区块某厂房室内地坪沉降现象,在分析沉降原因和沉降趋势的基础上,结合本工程的具体条件对几种加固方法进行了对比,确定采用锚杆桩 梁板结构加固方式对地坪进行处理。研制了多功能小型静力压桩机、采用了小创面多级挤扩贯穿排障法等解决了施工中的难题,实现了复杂环境条件的特种专业工程的顺利施工。治理效果良好。     

孤岛顶煤综放采场冲击矿压形成机制及控制技术

应用覆岩空间结构学术观点对孤岛顶煤综放采场冲击矿压机制及其控制技术进行研究。根据覆岩关键层的岩性、层位、范围等因素,覆岩关键层空间结构分为覆岩空间大结构和基本顶有限矿压结构。孤岛顶煤采场冲击矿压发生机制：①孤岛顶煤综放采场 ? 型空间大结构形成过程是集中压力逐渐增加的过程,是该时间段发生冲击矿压的力源;②采场基本顶形成最下位 ? 型空间结构后,随着工作面推进,基本顶块体产生滑落失稳,造成工作面冲击矿压现象。通过对分段来压理论、基本顶结构失稳理论和坚硬顶板预断裂理论对覆岩关键层空间结构运动的控制作用研究,提出采用覆岩空间结构理论分析、分阶段降低放煤率、坚硬覆岩预爆泄压技术、覆岩坚硬岩层破裂的微地震监测技术等方式方法预防冲击矿压的发生。