煤矿井下碎软煤层瓦斯抽采钻孔钻进工艺

碎软煤层在我国煤矿区分布广泛,具有瓦斯含量高、压力大、渗透率低等特征,在碎软煤层中钻进存在喷孔、塌孔、排渣不畅等问题,导致碎软煤层钻进困难、孔内事故频发,进而影响成孔深度和成孔率,造成瓦斯治理盲区;尤其是随着我国煤矿开采深度的增加,碎软煤层瓦斯抽采孔工作量和成孔难度不断增大。针对碎软煤层瓦斯抽采对钻孔施工需求,研究开发了高转速螺旋钻进工艺、中风压空气钻进工艺、气体定向钻进工艺等实用、经济的碎软煤层高效钻进技术,破解了碎软煤层钻孔排渣护孔、轨迹控制和高效成孔等方面难题,实现了碎软煤层钻孔在服役周期内的长效利用,相关技术在安徽、贵州、山西等地区成功推广应用,达到高效、精准抽采的目的,为矿井安全生产提供了技术保障。     

竖向断层对场地地面运动的影响

本文采用二维显式有限元结合透射边界的数值方法,考虑均匀弹性半空间内存在着不同宽度及深度的断层,由下向上分别垂直和斜(30°)入射一个脉冲波,研究非发震断层地面运动的一些特点。通过计算断层内外地震地面运动传递函数的幅值谱,并与自由场反应对比,以说明竖向断层对地震波传播和附近地面运动的影响,在此基础上进一步对断层周边一般结构抗震设计是否要考虑断层影响提出了几点建议。     

黄土山区煤层群分层开采地表位移规律分析

为了研究黄土山区地形对煤层群开采地表位移的影响,以榆林某矿为地质原型,利用数值软件模拟地表为近水平、正坡、负坡、凸面和凹面五种地形条件下煤层群开采。结果表明:黄土山区地形的变化,对煤层群开采顶板垂直应力影响不明显,对地表位移影响较大;单向坡开采,斜坡滑移引起的下沉量在坡顶与开采沉陷量形成“叠加”,在坡底形成“抵消”;在组合坡中,煤层群开采地表位移量相差很大,说明在变坡点附近地表位移较为复杂。     

基于3DEC特厚水平煤层开采地表裂缝分布规律研究

针对我国中西部某矿区的特厚水平煤层综放开采导致的沉降变形、地表裂缝等问题,本文在总结该矿区各工作面地质采矿条件的基础上,结合以往沉陷预计中岩层岩块物理力学参数的选取原则,以摩尔-库伦塑性模型作为计算模型,采用离散元3DEC数值模拟的方法,分析了煤层开采后的地表下沉和水平变形情况。同时,本文结合实地采集的裂缝和塌陷区数据,对开采后上覆岩层垮落情况及裂缝发育情况进行研究,总结出该煤矿水平特厚煤层开采后地表裂缝的分布规律和地表移动变形规律,对该煤矿的生产和开采具有指导意义。     

Numerical Simulation on Flow Past Two Side-by-Side Inclined Circular Cylinders at Low Reynolds Number

A series of three-dimensional numerical simulations is carried out to investigate the effect of inclined angle on flow behavior behind two side-by-side inclined cylinders at low Reynolds number Re=100 and small spacing ratio T/D=1.5 (T is the center-to-center distance between two side-by-side cylinders, D is the diameter of cylinder). The instantaneous and time-averaged flow fields, force coefficients and Strouhal numbers are analyzed. Special attention is focused on the axial flow characteristics with variation of the inclined angle. The results show that the inclined angle has a significant effect on the gap flow behaviors behind two inclined cylinders. The vortex shedding behind two cylinders is suppressed with the increase of the inclined angle as well as the flip-flop gap flow. Moreover, the mean drag coefficient, root-mean-square lift coefficient and Strouhal numbers decrease monotonously with the increase of the inclined angle, which follows the independent principle at small inclined angles.     

倾斜基岩上的土-框架相互作用研究

倾斜基岩上的框架是山地、丘陵地区多见的一种结构形式，但以往对其抗震性能研究很少。本文利用二次开发后的ANSYS对倾斜基岩上的框架的抗震性能进行了上下部相互作用分析。在研究中发现，考虑土一结相互作用后，结构的高阶振型在地震反应中的参与程度提高；可能在结构的地震反应傅里叶谱中形成双峰；并使地震反应沿结构高度的分布不再沿直线变化，而呈锯齿状分布。由于倾斜基岩将降低土层对地震波的放大作用，但基本不改变地基的卓越频率，因此倾斜基岩将会抑制上部结构的地震反应；而倾斜基岩上结构的地震反应分布将比相应平坦基岩上结构的地震反应分布更接近直线形分布，但变化形状基本相同。     

向斜构造煤层开采地表移动规律研究

现行的地表移动预计方法，都是建立在开采工作面主断面为线性分布的基础上，因此，对于非线性分布煤层的预计将会产生较大的误差。本文以随机介质理论为基础，利用曲线积分的方法建立了地表移动与变形预计公式，并且利用数值积分法和叠加原理解算地表移动与变形值，扩大了地表移动预计理论的应用范围，同时也大大提高了预计值的精度     

依据密度测井资料评估煤层的含气量

煤层甲烷长期以来认为是对采煤工作的危害，只是近十多年来才被认为是一种潜在的能源。煤层不仅是甲烷的储层，而且是甲烷的源岩。煤的物理结构是一种双重孔隙结构，即煤层中含有由基质孔隙和裂缝孔隙组成的孔隙系统。煤层中的气（甲烷）主要吸附在基质孔隙的内表面，是吸附气，而不是存在于骨架粒间的孔隙空间内，因而传统的评价天然气储层含气量的方法虽然不能适合于评估煤层的气含量。本文利用密度测井资料和煤样煤质化验资料确定     

Cuttability assessment of hard coal seams

Summary A number of field and laboratory tests have been carried out on more than 15 coal seams of compressive strengths ranging from 19 MPa to 44 MPa to evolve methods which would help in the selection of suitable coaling machines for hard coal seams. The effect of physico-mechanical properties on cuttability were studied in the laboratory for all these coal seams to identify the relevant parameters affecting the specific energy of coal cuttability. These data were subjected to regression analysis to find the best fit for estimation of laboratory specific energy of coal samples on the basis of simple laboratory and field tests for the strength parameters. Field studies were also conducted over a large number of active mechanized coal faces to study in situ cuttability along with the geo-mining conditions of the site. The field and the laboratory data so generated were correlated and an attempt is made to establish a relationship for estimating the field specific energy for a particular capacity of coaling machines by considering the geo-mining domain of the field in totality.     

煤层构造破碎度及其在水文地质中的应用

断块构造区域内煤层及其周围岩层在构造应力作用下的形变具有很好的协调性和密切的相关性。利用煤层构造破碎率，能预测底板隔水层的构造破坏程度。经过几年的现场试验研究，证明该方法简便，结果直观。