煤层气井气水两相分布不稳定试井模型

煤层气是一种高效清洁的非常规天然气资源,其开采过程是一个排水降压采气的过程. 由于煤层气主要是以吸附态的形式存在于煤层中,当煤层压力降低到临界解吸压力以下时煤层气从煤层中解吸出来并与水一起采出,因此煤层中流体是气水两相分布的. 本文根据煤层气藏排采过程中的解吸特征,通过考虑气水两相分布的渗透率关系,提出了一种与解吸区域大小相关的煤层气井不稳定试井模型. 该模型较好地描述了煤层气排采过程中煤层内气水的流动状态,采用分区模式对气水两相进行描述. 通过有限体积方法求解了所建立的试井模型,计算得到了煤层气井气水两相分布不稳定试井理论曲线,分析了煤层气解吸系数、解吸复合半径、气水饱和度分布等对试井理论曲线的影响.     

多层煤层气藏合采特征及物理模拟实验方法研究

多层合采是多层煤层气藏的有效开采方式之一,目前关于多层煤层气藏合采的实验研究较少。本文通过分析煤层气产气机理、多层煤层气藏储层特征和合采产气特征,提出了一种多层煤层气藏合采实验模拟方法。合采储层通过储层模拟系统实现,可模拟各储层的孔隙度、渗透率、储层压力、地应力等特性。由于层间距的存在,合采过程中各储层的实际井底压力是不相同的,在实验过程中各储层的井底压力通过井底压力模拟系统实现。为分析合采效果,提出了储层压降干扰率和产气量干扰率计算公式。开展了不同层间距条件下的多层煤层气藏合采模拟实验,结果显示模拟层间距的改变会通过改变各储层初次同时产气时的储层压力和生产压差来影响层间干扰程度;合采2h,生产压差较小的模拟储层(2#模拟储层)受到的干扰程度大于生产压差较大的模拟储层(1#模拟除储层),且2#模拟层的生产压差越小其受到的干扰程度越大。本文研究成果可为多层煤层气藏合采层位优选研究和影响因素研究提供参考。     

节理化岩体开采沉陷的损伤统计研究

构造了一台无初始节理和一套有初始节理的岩体采动沉陷相似材料模型，进行模拟开挖实验，系统研究初始节理对岩体采动沉陷的影响规律，然后运用损伤力学理论研究节理在岩体采动沉陷中的作用，建立了地表移动特征值与岩体损伤变量的经验关系．     

黄土构造节理研究及其应用

作者发现大量不同力学性质的黄土构造节理后，识别了它们的区域性、系统性特征；认定其两组扭裂面代表新构造应力场最大剪切应力方向，利用黄土构造节理系及由其控制的土层沟槽网络恢复了相应地区Q3-4构造应力场；提出构造节理是黄土区地下水运移的主要通道和赋存的场所；发现构造节理是黄土区地裂缝、滑坡、崩塌和水土流失等地质灾害的构造基础之一，证实构造节理是黄土地层的软弱面，风化和继之而来的应力侵蚀就由此开始，进而逐步塑造黄土碟、穴、井、桥、柱、墙、沟等潜蚀地貌和部分侵蚀地貌。研究黄土构造节理对恢复新构造应力场、帮助预测地裂乃至地震活动、控制水土流失和滑塌灾害、进行工程乃至区域稳定性评价、重新认识黄土潜蚀地貌发育规律、指导干旱半干旱黄土区找水，既有理论意义又有实际意义。     

多煤层开采覆岩破断过程的模型试验与数值模拟

首先分析了研究区煤矿山西组煤层剖面和水文地质特征,针对多煤层联合开采的特点和覆岩的工程地质特征,采用工程地质力学模型实验、数值模拟计算相结合的综合研究方法,分析了多煤层开采的采动影响及岩层动态断裂机理,得出了有关岩层移动参数和多层煤同采时应力分布状态,计算得到了多煤层开采垮落带与导水裂隙带的发育高度分别为32m和81.5m,导水裂隙带高度影响范围已经达到风化带,未形成切冒,局部穿透粘土层。     

陕北地区黄土节理对公路边坡稳定性的影响

黄土节理主要分为原生节理、构造节理、风化节理和卸荷节理。陕北地区主要发育原生节理和构造节理,原生节理多分布在马兰黄土中,较密集,延伸长;构造节理多分布在离石黄土中,方向性强,区域性强。节理对边坡稳定性的影响因产状不同而不同。与边坡走向一致的顺坡斜节理对边坡稳定性影响较大,垂直节理影响较小;走向与边坡走向垂直和斜交的节理对边坡稳定性影响较小。多组节理在平面内可组成层面棋盘格式和“X”格式;在空间内可组成板状结构体、楔椎状结构体和柱状结构体。不同形状的结构体对边坡产生不同影响。最后,针对对边坡稳定性影响最大的斜节理,讨论了沿构造(斜)节理面产生边坡土体滑落的可能性的核算方法。     

矩形巷道围岩弹性变形能积聚特征分析

煤矿冲击地压主要发生在巷道中,其主要原因之一是巷道围岩积聚了大量的弹性能。为得出矩形巷道围岩弹性变形能积聚特征,降低巷道支护成本,推导了巷道冲击破坏失稳能量准则,并建立了矩形巷道围岩能量积聚计算模型,理论分析了采深、巷道断面尺寸和煤层厚度对矩形巷道围岩能量积聚影响规律,得出:矩形巷道积聚的弹性能随采深的增加而增大,采深越深,巷道积聚的弹性能增长速率越快。巷道围岩积聚能量随巷道断面尺寸增加而增大。当煤层厚度小于巷道影响范围时,巷道积聚能量随煤层厚度增加而增大。在实际工程中,尽可能减小巷道断面尺寸,尽可能沿顶、底板布置巷道。研究结果为冲击地压巷道布置和降低巷道支护成本提供了理论依据。     

低渗透煤层气有限导流垂直裂缝井压力动态分析

作为典型的致密多孔介质,煤岩储层已被证实存在启动压力梯度.根据煤层气垂直裂缝井的双线性流动机制,综合考虑启动压力梯度和井筒储存效应的影响,建立了一个新的低渗透煤层气有限导流垂直裂缝井双线性流动数学模型,采用Laplace变换和Stehfest数值反演方法对数学模型进行了求解,并分析了无因次启动压力梯度等参数对无因次井底压力及其导数曲线的影响规律.分析结果表明:典型的低渗透煤层气垂直裂缝井双线性流动曲线可划分为早期续流段、双线性流段、煤层线性流段、过渡流段和煤层边界线性流段5个特征阶段,其中由于启动压力梯度存在的影响,无因次井底压力及其导数曲线自煤层线性流段开始出现明显上翘,且启动压力梯度值越大,曲线上翘趋势越明显;此外,煤层边界线性流段呈现为单位斜率的直线,而非1/2斜率的线性流段直线.这些结果表现出启动压力梯度对低渗透煤层气垂直裂缝井双线性流动的影响,可用于指导现场煤层气井试井分析.     

ANALYSIS OF ACCUMULATION CHARACTERISTICS OF ELASTIC DEFORMATION ENERGY OF SURROUNDING ROCK IN RECTANGULAR ROADWAY1)

煤矿冲击地压主要发生在巷道中,其主要原因之一是巷道围岩积聚了大量的弹性能。为得出矩形巷道围岩弹性变形能积聚特征,降低巷道支护成本,推导了巷道冲击破坏失稳能量准则,并建立了矩形巷道围岩能量积聚计算模型,理论分析了采深、巷道断面尺寸和煤层厚度对矩形巷道围岩能量积聚影响规律,得出：矩形巷道积聚的弹性能随采深的增加而增大,采深越深,巷道积聚的弹性能增长速率越快。巷道围岩积聚能量随巷道断面尺寸增加而增大。当煤层厚度小于巷道影响范围时,巷道积聚能量随煤层厚度增加而增大。在实际工程中,尽可能减小巷道断面尺寸,尽可能沿顶、底板布置巷道。研究结果为冲击地压巷道布置和降低巷道支护成本提供了理论依据。     

不连续岩体变形破坏过程中AE的空间演化与意义

通过一些典型节理化岩体模型变形破坏过程中的AE事件的定位分析和破裂面形态的研究,探讨了不连续岩体变形破坏过程的空间演化特征。结果表明：单节理岩体变形破坏的空间动态特征受节理角控制,随着节理角从小变大,岩体的变形破坏方式从AE在局部集中的突发式失稳向AE弥漫于整个节理层面的类似渐进式的破坏形式发展；失稳破裂面从简单的整体状岩-膏界面变成形态复杂的层内复合破裂面；复杂节理岩体的变形破坏受一条（组）主导构造控制,强AE事件集中发生在不连续构造交汇部位,在包含多条主构造的岩体模型中最终失稳破裂面只与最后阶段AE的位置一致。     

门帘石及其地质意义

本文以大同煤田区域地质构造特征为基础, 对门帘石的定义、岩性特征、形态与产状、分布和成因进行了分析研究, 指出其与井田发育的准同生岩溶陷落柱具有成生联系。因此, 门帘石的存在具有重要的地质与生产意义。     

陕北榆神府矿区煤炭资源开发主要水工环问题及防治对策

分析了榆神府矿区煤炭资源开发所面临的主要水文、工程、环境地质问题。以水文工程地质条件研究为基础 ,给出了榆神府矿区土地沙漠化、水土流失和水环境受开采影响的预期结果。并提出了实现保水采煤的水工环技术方案和工程措施建议。     

Characteristics of pressure fluctuations and fine coal preparation in gas-vibro fluidized bed

To improve the separation efficiency of air dense medium fluidized beds for dry coal preparation, a gas-vibro fluidized bed has been proposed in which magnetic powder is used as the heavy medium. Pressure fluctuations in the gas-vibro fluidized bed were investigated using time- and frequency-domain analysis methods. The relationship between pressure fluctuations, bubble behavior, and separation efficiency was established. The low amplitude of the standard deviation, the power spectral density (PSD), the incoherent-output PSD, and the high amplitude of the coherent-output PSD, which corresponds to the bubble behavior in the bed, were improved for coal preparation. The coal ash content was reduced from 42.55% to 16.54% by using the gas-vibro fluidized bed.     

红层与煤系复合结构覆岩采动破坏分析及其应用

许多矿区煤层采动影响范围内的覆岩层由红层和煤层共同构成。本文研究了山东省太平煤矿东区二叠系 3号煤层覆岩破坏和防水煤柱留设的问题 ,在对上覆第四系水文地质条件分析的基础上 ,对红层和煤系复合结构覆岩的工程地质特征和破坏状况进行了分析 ,确定了合理的防水煤岩柱高度 ,并经过开采验证 ,避免了水害发生.     

COAL DRY BENEFICIATION TECHNOLOGY IN CHINA：THE STATE—OF—THE—ART

In China, coal is the major source of energy and its leading role in energy consumption would not change in the next 50 years. Coal preparation is the essential component of Clean Coal Technology. In China more than two-thirds of available coal reserves are in arid areas, which results in the unfeasibility with conventional wet processing for coal preparation. The uniqueness of dry coal beneflciation technology with air-dense medium fluidized bed is dis-cussed in this paper and a detailed survey of the current status of theoretical study, commercial application and development of the new technoloav is aiven in this paper.     

Numerical simulation of flow and heat transfer in a random packed bed

Random packed beds have more complex interior structure than structured beds and are widely used in industry and engineering.CFD simulation was carried out to investigate and analyze the local flow and heat transfer in a 120-sphere random packed bed.3D Navier-Stokes equation was solved with a finite volume formulation based on the Chimera meshing technique.Investigation was focused on low Reynolds number flow(Re=4.6-56.2),which typically occurs in packed bed reactors in bio-chemical fields.Detailed temperature field information was obtained.Inhomogeneity of flow and heat transfer due to the non-uniform distribution of void fraction was discussed and analyzed.     

滕县、兖州煤田红层的富水性及其对煤炭开采的影响

在滕县、兖州含煤盆地内,上侏罗统红层直接覆盖于二叠、石炭系煤系地层之上,在勘探时期曾被归为隔水层。本文通过现场资料分析和大量室内测试结果,系统研究了本区红层的化学成分和矿物组成、储水空间和分布特征及其红层地下水对煤矿开采的影响。作者得出下列结论：在岩性和构造适宜地段,红层中可以赋存较为丰富的地下水,他们既是许多煤矿的供水水源,又对煤矿的开采构成充水威胁,并通过采动裂隙引发突水事故。     

陕北榆神府矿区地质环境现状及采煤效应影响预测

以我国西部特大型煤田榆神府矿区为例 ,从环境工程地质学角度分析了该区煤炭资源开发中主要的环境工程地质问题 ,并进行了综合地质环境质量现状和采后变化预测评价。研究结果对该区煤炭资源合理开发宏观决策和规划设计有直接指导意义。     

An overview of separation by magnetically stabilized beds： State-of-the-art and potential applications

This article deals with problems relevant to implementation of magnetically stabilized beds （MSB） as separation devices. The main issues discussed are： bed mechanics, bed structure, possibilities to create controllable filter media, etc. As examples several separation techniques are discussed： dust filtration-magnetic and non-magnetic, ion-exchange, copper cementation, yeast filtration from biological liquids, particle separation by density and magnetic properties, dangerous wastes removal. Only key publications will be quoted that provide a basis for further reading and study and relevant information.     

Impact of Effective Stress and Matrix Deformation on the Coal Fracture Permeability

The permeability of coal is an important parameter in mine methane control and coal bed methane exploitation because it determines the practicability of methane extraction. We developed a new coal permeability model under tri-axial stress conditions. In our model, the coal matrix is compressible and Biot’s coefficient, which is considered to be 1 in existing models, varies between 0 and 1. Only a portion of the matrix deformation, which is represented by the effective coal matrix deformation factor $f_\mathrm{m}$ , contributes to fracture deformation. The factor $f_\mathrm{m}$ is a parameter of the coal structure and is a constant between 0 and 1 for a specific coal. Laboratory tests indicate that the Sulcis coal sample has an $f_\mathrm{m}$ value of 0.1794 for $\hbox {N}_{2}$ and $\hbox {CO}_{2}$ . The proposed permeability model was evaluated using published data for the Sulcis coal sample and is compared to three popular permeability models. The proposed model agrees well with the observed permeability changes and can predict the permeability of coal better than the other models. The sensitivity of the new model to changes in the physical, mechanical and adsorption deformation parameters of the coal was investigated. Biot’s coefficient and the bulk modulus mainly affect the effective stress term in the proposed model. The sorption deformation parameters and the factor $f_\mathrm{m}$ affect the coal matrix deformation term.