【摘 要】
：
为探究浆液黏度、溶蚀裂隙及岩溶孔洞对注浆改造过程中浆液在奥陶系顶部灰岩裂隙含水层中扩散、充填影响规律,自行研制一套可考虑裂隙分布、动承压水和注浆工艺因素的裂隙岩体动水注浆改造模型实验台.利用该装置模拟了3种黏度浆液在4类合岩溶裂隙、孔洞分布条件下的承压含水层中的扩散过程,总结了浆液扩散及充填规律;结合数值计算得到了11组注浆实验充填过程中应力分布及变化规律;最后通过超声波探测,分析了不同条件下浆液改造后岩体弹模变化规律.结果 表明:①均布裂隙中浆液扩散形态接近“∩”形,考虑不同条件作用后的浆液扩散形态呈现
【机 构】
：
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京100083
论文部分内容阅读
为探究浆液黏度、溶蚀裂隙及岩溶孔洞对注浆改造过程中浆液在奥陶系顶部灰岩裂隙含水层中扩散、充填影响规律,自行研制一套可考虑裂隙分布、动承压水和注浆工艺因素的裂隙岩体动水注浆改造模型实验台.利用该装置模拟了3种黏度浆液在4类合岩溶裂隙、孔洞分布条件下的承压含水层中的扩散过程,总结了浆液扩散及充填规律;结合数值计算得到了11组注浆实验充填过程中应力分布及变化规律;最后通过超声波探测,分析了不同条件下浆液改造后岩体弹模变化规律.结果 表明:①均布裂隙中浆液扩散形态接近“∩”形,考虑不同条件作用后的浆液扩散形态呈现出非标准圆弧形;含有岩溶优势裂隙的浆液扩散形态呈现“A”形,裂隙开度越大,“A”形顶角越小;含岩溶孔洞的裂隙区浆液扩散形态出现“M”形,存在“(—)”形的过渡形态.②注浆改造后的裂隙岩体具有分区特性,可将其分为完全充填(FF)、部分充填(PF)、裂隙二次发育(DeF)和原岩裂隙(OF)4个区域;极差结果显示裂隙开度对SFF影响最大,浆液黏度对SpF影响最大;③溶蚀裂隙和岩溶孔洞经注浆改造后弹性模量明显增强,裂隙中的浆液压力分布呈现非线性递减,且裂隙岩体基质受到的应力大小和作用时间影响与改造后岩体动弹模成正比.
其他文献
通过对深孔顶板预裂爆破过程的分析,提出了深孔顶板预裂爆破力构协同防冲机理并对其类型进行划分,模拟分析了不同爆孔布置方式下的爆破岩体Mises等效应力场、塑性破坏区及典型质点有效应力和位移变化规律并进行现场冲击地压防治实践.研究表明,深孔顶板预裂爆破通过强力冲击动载破岩作用、高温高压高速爆轰气体冲击气楔作用和热交换回弹拉伸作用对顶板进行损伤破坏,降低岩体内部结构单元储能能力,促使相邻爆孔之间裂隙的贯通,形成岩层结构破断弱面,使其在矿山压力作用下沿预定位置弯曲破断,具有弱化顶板岩层介质力学属性和优化岩层破断结
压裂是油气、地热等流态矿产储层增渗改造以及井工矿围岩控制的重要手段,缝尖断裂过程区(微裂缝区)及裂缝面两侧微裂缝带的发育使压裂裂缝呈非线性断裂,因此,刻画压裂裂缝的非线性断裂是深化压裂理论与有效监测控制裂缝扩展的基础.以岩石中形成(微)裂缝会释放声发射(弹性波)的物理机制为切入点,自主开发了岩石非线性断裂的声发射全波形多参量监测分析程序,优化了高质量波形拾取、波形同步与起振时间计算以及定位算法等系列环节,较现有商业声发射定位程序,定位结果与缝面形态的一致性提升,声发射事件空间分布的离散性降低,进而可通过声
在过水巷道中灌注骨料建造阻水墙是实现突水矿井水害治理的重要手段,阻水墙建造的关键技术问题长期以来缺乏理论技术支撑.从骨料灌注期间的水力学状态、堆积体的“生长-接顶”机制、截流施工参数、墙体受力特征、建造技术综合优化等方面进行了研究和探讨,结果表明:①截流过程可分为4个阶段,即骨料灌注前的施工准备阶段、铺底-充填阶段、骨料接顶阶段、注浆加固阶段,结合固液两相流数值模型验证了截流期间流量在时空上的动态分布效应.②灌注期间骨料运移受流场作用存在筛选效应,堆积形态与流速密切相关,当骨料灌注过程与流速总体匹配时堆积
针对淮河能源集团当前开采深部A组煤,受底板水害严重威胁而缺乏有效的智能化、全覆盖预警技术的问题,提出了构建基于水文、充水水源及底板破坏实时监测物联网的多源信息大数据智能预警云平台而指导矿区内突水灾害事故预防的技术思路.以张集煤矿回采A组煤的1612A工作面为工程背景,构建了观测水源、水位、水压、水质、水温等参数变化的水文监测物联网数据传输系统,实时数据采集、数据传输、数据分析处理.而针对底板破坏深度则构建了微震实时监测物联网,传感器拾取底板破裂信号通过井上、井下的光纤环网传输到地面数据信号处理终端,实时监
为探索瓦斯压力影响下的含瓦斯煤裂隙动态演化特征及其规律,利用受载煤岩工业CT扫描系统开展了三轴压缩条件下的含瓦斯煤原位工业CT扫描试验,获取了不同变形阶段的含瓦斯煤原始CT图像和应力-应变曲线等测试结果,通过三维重构技术得到了含瓦斯煤的数字化模型,运用图像分析处理软件对数字化模型进行了裂隙结构的精确提取,实现了合瓦斯煤内部裂隙结构空间形态的可视化展布,并结合分形理论对含瓦斯煤内部裂隙结构进行了定性和定量分析.研究结果表明:围压一定时,不同瓦斯压力下受载含瓦斯煤的全应力-应变曲线变化趋势大致相同,均经历了5
物理模拟试验可以直观展现底板突水全过程,并可获取采动底板突水灾变演化的多元化信息,成为研究承压水上开采的有效研究手段.对早期研制的深部采动底板突水模拟试验系统的突水流量监测、覆岩柔性加载、水平分级加载和恒压稳流试验舱等4个模块进行了改造,实现了突水水量区域化定量监测、覆岩柔性均布加载、双侧分区域独立加载、大容量恒压供水和全方位的密封等功能.借助改造后的试验系统和研制的非亲水相似模拟材料,以受底板承压水威胁的山东某矿为工程背景,研究了突水通道形成、流量灾变演化、隔水层应力变化等过程.试验结果表明:依据底板可
矿井排风蕴含大量低温热能和粉尘.利用扩散塔喷淋装置,可回收矿井排风热能并捕集排风中的粉尘.针对上喷式扩散塔喷淋装置内排风与上升和下落水滴群传热传质问题及水滴群洗涤含尘排风问题,构建并验证了装置热回收及除尘理论模型.在MATLAB平台上利用四阶-五阶Runge-Kutta算法对模型进行求解,获得装置内空气温度、湿度、水滴温度、水滴速度、雷诺数、传热系数、传质系数、粉尘浓度沿扩散塔塔高分布及不同直径尘粒绕单个液滴运动轨迹.研究结果表明,上升水滴传热系数和传质系数在水滴上升过程中先减小后增大,下落水滴的传热系数
高突矿井采空区卸压瓦斯富集区的识别和富集区内抽采钻孔的布置对治理高突工作面瓦斯超限和采空区卸压瓦斯抽采具有重要意义.采用物理相似模拟和理论分析对高突矿井采空区卸压瓦斯富集区范围进行研究,基于“三带”理论和“椭抛带”理论,提出逐步精准辨识高突矿井采空区卸压瓦斯富集区的判别方法,并创新椭抛带微分扫掠数值建模方法;采用RSM-BBD(Re-sponse Surface Methodology Box-Behnken Design)方法设计试验,运用Fluent软件对卸压瓦斯抽采参数进行数值模拟研究,分析各单因素
四川盆地周缘复杂构造区断裂体系的封闭性对页岩气保存至关重要.四川盆地西南缘滇东北地区五峰组—龙马溪组富有机质泥页岩厚度大、TOC丰度高、有机质成熟度适中,具备良好的生烃物质基础及潜力,但不同钻井储层含气显示差异显著,区域断裂构造对页岩气保存产生重要影响.基于区域页岩气地质调查及二维地震资料,通过不同含气性典型页岩气井岩心裂缝统计,结合裂缝中流体包裹体的测试,探讨该区断裂体系对页岩气保存的影响.结果 表明:滇东北地区受到多期构造运动影响,断裂以逆冲走滑性质为主,近平行发育,多期活动;在距一级和二级断裂距离大
煤层低孔渗特征成为制约瓦斯高效率抽采的主要瓶颈,现多采用强化致裂增透技术来改造煤储层孔隙结构,旨在提高煤体渗透率.液态CO2循环致裂能够通过循环热应力、相变致裂及疲劳损伤的耦合效应协同致裂煤体,可联合低场核磁共振技术实现煤体孔裂隙结构的定量表征,而基于核磁共振技术对液态CO2循环作用煤体孔隙的几何特征演化规律研究较少.基于自主研发的液态CO2循环致裂试验平台,对多个褐煤试样进行循环冲击作用,采用低场核磁弛豫技术对循环作用煤体的孔裂隙结构进行统计监测,并结合几何分形理论探讨了渗流孔分形维数Ds、有效贯通孔分