基于连续-非连续单元方法的露天矿三维台阶爆破全过程数值模拟

爆破开采是露天矿采选总成本控制的首要环节，数值模拟是进行露天矿爆破开采优化设计及爆破效果分析的有效手段。利用连续-非连续单元方法（continuum-discontinuum element method，CDEM）对露天矿的三维台阶爆破过程进行了模拟，通过朗道爆炸模型实现了爆炸作用力的精确计算，通过弹性-损伤-断裂本构实现了岩体损伤破裂过程的描述，通过半弹簧-目标面及半棱-目标棱的联合接触算法实现了破碎岩块碰撞、飞散及堆积过程的高效模拟。开展了小尺度单自由面爆破过程的数值模拟，计算给出的块度分布曲线、爆破漏斗体积等参数与文献中模型实验的结果基本一致，证明了CDEM及本文所述各类模型在模拟爆炸破岩方面的精确性。以鞍千矿南采区的露天铁矿爆破开采为研究对象，建立了3排21炮孔的三维台阶爆破概化模型，模拟了从炸药起爆、岩体损伤破裂到最后爆堆形成的全过程；计算结果表明，除后缘拉裂槽外，数值计算给出的爆堆形态、顶部鼓起高度等与现场的测试结果基本一致，证明了利用CDEM开展三维露天台阶爆破全过程模拟的可行性。     

应用模糊综合评价法优选青岛市潮河水源地开采井位

按照模糊数学基本理论,综合考虑单井涌水量、含水层厚度、水位埋深、渗透系数、距输水管道距离五个因素,建立了模糊综合评判模型,进行青岛市潮河水源地开采井位开采潜力评价,依据评价结果选取了14个开采井位、3个备用井位.模糊综合评价法的运用保证了优选的客观性和准确性,为潮河供水水源地地下水开采提供了依据.     

页岩中页岩气渗流系数计算模型

依据页岩气在页岩孔隙中的渗流行为,建立了页岩气释放、扩散耦合模型,利用Laplace变换方法,将耦合模型转化为Laplace空间上常微分方程初边值问题,并找到了压力解析解,求得了渗透系数.实例计算验证了渗流模型及解的可靠性,丰富了页岩气不定常渗流理论.     

铁载分离-碘酸钾滴定法测定高钼、高锡物料中的锡含量

锡在现代工业中主要应用于焊接[1-3]、食品包装和加工、3D打印等领域[4-5]。对锡矿产的过度开采,造成具有开采价值的锡矿资源开始日渐萎缩。从废旧的含锡物料中重新分离提纯是金属锡再生的一种趋势[6-8]。在第三方检测接收到检测锡的样品中,测定高钼、高锡物料中锡含量的样品越来越多.     

研究发现从工业废气提纯一氧化碳新方法

<正>日本研究人员开发出了一种新材料,能从钢铁厂的废气等混合气体中提纯一氧化碳,从而变废为宝。京都大学北川进教授率领的研究小组将铜离子与间苯二甲酸溶液混合在一起,制成了一种纳米多孔结晶体。这种晶体上有大量超微细的孔穴,能选择性地吸附和捕捉气体中的一氧化碳分子。研究小组利用这种新材料,成功从一氧化碳和氮气的混合气体中分离出了一氧化碳。而对于一氧化碳浓度很低的混合气体,如重复数次分离作业,分离出的一氧化碳浓度最终也能达到90%以上。研究小组在美国《科学》杂志网络版上报告了这一成果。他们认为,这种新材料可有效分离工业     

水平井降压法和热激法水合物开采对海底边坡稳定性的影响

天然气水合物广泛赋存在深海沉积物孔隙中, 被认为是具有巨大开发潜力的未来绿色能源之一, 引起全球的关注. 深海水合物开采将造成含水合物储层的强度劣化, 可能产生孔压积聚, 诱发海床失稳. 本文基于边坡稳定极限平衡分析框架, 引入考虑水合物开采热-流-化学耦合过程的数值分析模型, 研究水合物开采对海底边坡稳定性的影响. 采用TOUGH+HYDRATE热-流-化学耦合分析程序, 模拟了采用水平井降压法和热激法开采深海水合物的过程, 分析了水合物分解锋面扩展和瞬态孔压演变的规律, 并通过SLOPE/W程序采用极限平衡分析方法计算水合物开采过程及停采后的海底边坡安全系数, 分析开采井位置和开采方法对海底边坡稳定性的影响. 研究表明, 对于存在致密盖层的细砂储层陡坡, 单水平井降压开采过程中, 由于孔压降低, 土体有效应力增加, 边坡稳定性显著提高, 当开采井布设在坡体中部时, 边坡稳定性提高最为明显; 停采后, 由于水合物分解导致土体黏聚强度降低, 且孔压逐渐回升到静水压状态, 导致边坡稳定性下降, 最危险滑弧通过水合物分解区. 若采用双水平井热激法开采, 开采过程与停采后的最危险滑弧始终通过水合物分解区, 由于开采过程中温度升高, 井周孔压显著上升, 导致边坡安全系数明显下降, 存在诱发滑坡的风险.      

The Analysis of Seam Pressure Released Effect in Protection Layer Mining of Kilometer Deep Shaft

平顶山天安煤业股份有限公司十二矿己15-31010工作面垂深为1 015～1 130 m,为煤与瓦斯突出煤层,采用开采解放层己14煤层预抽瓦斯是解决己15煤层煤与瓦斯突出的关键技术,因此,针对深部保护层开采过程中下部煤层的卸压效果需进行深入分析。首先根据实际地质条件建立了三维数值模型,计算了己14煤开采过程中下部己15煤层的应力分布。计算结果显示,下部己15煤层在上部保护层开采过程中压力先升高后降低,在采面通过40 m后煤层压力降低至小于1 MPa;但在采空区外侧集中应力区,最大应力值高达42 MPa。现场监测数据显示,采空区下方煤层巷道瓦斯浓度显著增大,但外侧煤层巷道瓦斯浓度变化较小,在上方采面通过40 m后,巷道变形趋于稳定,煤层得到充分卸压。综合数值计算结果和现场监测数据可知,深部近距离保护层开采可以显著降低下部煤层压力,释放煤层瓦斯,但由于集中应力的影响,难以释放位于采空区边缘的下部煤层瓦斯。     

稠油开采数值模拟研究

针对稠油油藏使用水平井并且注蒸汽的开采方式,建立了相应的数学模型,模型考虑了油、气、水三个相态及所有组分,和由于稠油流体特性而引起的启动压力,对数学模型使用九点差分进行离散,用全隐式方法将数值模型线性化,给出了模型等效化的处理方法,将计算结果与模拟区块的实际生产数据做动态历史拟合,并提出了开发调整方案,取得了良好效果.该模型与其它方法做了比较,模型所得结果与实际产量的绝对值偏差为1.9％,是所有方法中最小的.模型与求解方法适用于稠油油藏注蒸汽水平并开采数值模拟.     

基于序贯Nash谈判博弈的石油开采策略研究

考虑国外环保组织与石油开采公司游说发展中国家政府制定石油开采政策的情形，构建序贯非对称Nash谈判博弈模型：政府首先与国外环保组织以及石油开采公司进行三方谈判；如果三方谈判破裂，则政府选择一方进行双边谈判，谈判破裂点为政府与另一方进行双边谈判的结果；如果后者的双边谈判破裂，则政府选择最大化国家福利的石油开采政策。研究表明：在三方谈判中，如果一个游说团体筹集资金的成本低或政府对其缴纳的费用给予更高的评估，则该游说团体对政府决策具有更大的影响；三方谈判破裂后对政府决策仍产生影响的游说团体在三方谈判均衡中所支付的费用低于在双边谈判均衡中所支付的费用；当环保组织与政府之间不存在利益冲突时，环保组织可能受益于其维护三方谈判的行为。     

开采沉陷土体变形与孔隙水压相互作用研究进展

本文通过实验、实测和理论分析研究了开采沉陷土体变形与孔隙水压力之间的相互作用,结果表明,随着开采的进行,土体的应力变形发生变化造成了超静孔隙水压力的产生和消散,反映在土体变形上出现随开采时间延续而发展的附加压缩和膨胀变形,这种压缩或膨胀在土体的不同部位相互叠加,有时还叠加了底部含水层水位下降引起的地面下沉。这些结果揭示了厚松散含水层地区开采沉陷特殊性的机理,对开采沉陷预测及水体下采煤具有重要意义。