深部矿山不同埋藏深度岩石拉压力学特性试验研究

岩石的物理力学特性随埋藏深度增大会发生变化。本文以云南某矿山900~1200 m深度范围内4个不同埋藏深度的矿体上下盘围岩(灰质白云岩)为研究对象,开展了不同含水条件下(自然状态和饱水状态)的单轴压缩和巴西劈裂试验,探明深部岩石力学基本物理力学特性随埋深的变化规律。研究结果表明:在研究的深度范围内,岩石基本物理成分组成及结构相似,随着岩石埋藏深度的增加,岩石试样的密度、纵波波速、单轴抗压强度、抗拉强度和弹性模量等均略微增大,而泊松比呈先增大后减小的趋势。含水条件对岩石的力学特性影响显著,不同埋藏深度的岩石试样进行饱水处理后其抗压强度、抗拉强度和弹性模量均明显减小,泊松比显著增大,其中岩石单轴抗压强度对水的敏感性高于其他参数对水的敏感性,各参数对水的敏感性排序为:抗压强度>弹性模量>泊松比>抗拉强度。本研究很好地揭示了深部矿山不同埋藏深度围岩的拉压力学特性变化规律。

钢纤维混凝土动态力学特性及损伤规律研究

以云南某矿山超深井衬砌支护为工程背景,对不同掺配方案、不同标号的钢纤维混凝土试样进行动态冲击试验,并采用数字图像相关技术分析了冲击荷载下试样表面的应变场演化.试验结果表明:三掺钢纤维混凝土动态抗压强度和耗散能占比大于单掺和双掺钢纤维混凝土;素混凝土的动态强度越小,掺配钢纤维后混凝土试样的动态强度提升越显著.采用高速摄像机记录了钢纤维混凝土试样的破坏全过程,试样破坏模式受混凝土标号和钢纤维掺配方案控制,可分为剪切、劈裂和剪切–劈裂复合型破坏.与素混凝土试样相比,钢纤维混凝土试样在冲击荷载下的裂纹数量减少,反射能占比更低,透射能和耗散能占比更高,表明钢纤维能有效抑制裂纹萌生扩展,增强井壁混凝土的稳定性.钢纤维混凝土试样的非破坏性冲击试验结果显示三掺钢纤维方案能够最大程度抑制混凝土在冲击荷载下的损伤.最终建议该矿山深部竖井衬砌支护采用混凝土标号为C50,钢纤维的掺配方案为每立方素混凝土掺配端钩型长纤维40 kg、镀铜平直型中长纤维5 kg以及短镀铜平直型短纤维10 kg.

银星一井倾斜煤层梯形巷道支护优化设计与应用

为了优化设计银星一井110301工作面回风巷道掘进的过程中的巷道支护,针对回风巷道的特点和地质条件,运用理论计算和数值模拟的方法,分析锚杆排间距和支护预应力场,论证现有支护参数的合理性,优化顶板锚杆间排距为800 mm×800 mm,帮部锚杆间排距为800 mm×800 mm。研究结果表明,优化方案能形成更为良好的支护,提高了围岩的稳定性。现场应用表明,优化后顶底板最大位移和两帮的最大位移分别减小39.8%和53.8%,证实了优化方案的合理性。

动静荷载作用下岩石裂纹扩展应力阈值识别

压缩荷载作用下岩石裂纹扩展应力阈值的识别是理解岩石渐进破坏过程和分析岩石宏观破坏机制的重要基础。对大理岩、粗花岗岩和细花岗岩开展了单轴压缩和动态冲击试验,引入岩石裂纹轴向应变和裂纹径向面积应变两个参数,根据岩石单轴压缩破坏时裂纹径向面积应变曲线斜率的不同,把以上三种岩石分成类型Ⅰ(大理岩)和类型Ⅱ(粗花岗岩和细花岗岩)岩石。研究表明,对于类型Ⅰ和类型Ⅱ岩石,分别利用其裂纹轴向应变和裂纹轴向应变刚度曲线特征点能准确识别出岩石在静态压缩荷载下裂纹稳定扩展应力σ_(sd)、裂纹不稳定扩展应力σusd以及裂纹相互贯通应力σct,证明了仅利用轴向应变数据就可对类型Ⅰ和类型Ⅱ岩石静荷载下应力阈值进行识别。而后将裂纹轴向应变法推广至动态冲击荷载下岩石的应力阈值识别,解决了动态冲击压缩载荷作用下试样难以进行裂纹扩展应力阈值识别的问题。与静态荷载下岩石的裂纹扩展应力阈值不同,在动态冲击荷载下,岩石裂纹稳定扩展应力与峰值强度的比值有所减小,裂纹不稳定扩展应力和裂纹相互贯通应力阈值相等,且与峰值强度的比值也有所减小,岩石产生更多的贯通裂纹,试样破坏时破碎程度更高。

煤岩组合体卸围压能量演化规律及耗散能损伤本构模型研究

煤炭资源开采过程中,半煤岩巷掘进和薄煤层回采都不可避免地会使煤岩组合系统发生自由面卸荷。自由面卸荷现象往往伴随着能量的快速积聚与释放,所以探究煤岩组合体试样卸围压条件下的能量演化规律十分必要。为此,针对煤岩组合体试样开展了不同卸荷速率的卸围压试验。结果表明:(1)轴向加载阶段和应力恒定阶段为组合体试样的主要储能阶段,失稳破坏阶段主要以能量的释放和耗散为主;(2)卸荷速率加快会导致试样峰值弹性能降低,0.03 MPa/s时峰值弹性能分别为0.06、0.09、0.12 MPa/s时的1.64、2.70、3.50倍;(3)卸荷速率加快会导致试样峰后耗散能的增加,0.03、0.06、0.09、0.12 MPa/s卸荷速率下,峰后耗散能量分别为峰值弹性能的28.17%、49.53%、69.55%、92.87%;(4)卸荷速率的增大会显著增强煤岩组合体试样的拉伸破坏趋势,导致断裂角增大、拉伸次生裂纹增多和破坏强度增强;(5)建立考虑初始损伤的耗散能本构模型,合理阐释了卸围压条件下煤岩组合体试样损伤演化全过程。该研究成果对于了解卸围压速率对煤岩组合体试样的能量演化特征具有重要意义。

泉州市传统民居山花装饰特征

通过对泉州市传统村落民居的实地调查,将泉州传统民居的山花装饰按主题元素细分为中原文化、道教文化、外来文化3个一类及22个二类,并分析其寓意.从构成要素、组合方式及特征三方面对山花装饰进行分析,发现:中原文化主题类以三元素型为主、二元素型为辅,道教文化主题类以二元素型为主、三元素型为辅,外来文化主题类以二元素型为主、一元素型为辅;组合方式包括一元式、二元式、三元式与多元式4种;具有统一变化、主从重点、对称均衡三类组合特征.

动静组合加载下含孔洞层状砂岩破坏机制探究

为揭示层理岩石在动静组合加载条件下的力学特性及破坏模式机制,采用分离式霍普金森压杆装置对层状黄砂岩试样施加一维动静组合载荷,结合数字图像相关技术,实时监测试样的动态破裂过程,并分析不同倾角下岩石的破裂演化过程及能耗特性。研究结果表明:动静组合荷载作用下,随层理倾角的增大,含孔洞层状黄砂岩试样的动态强度总体上呈现出先增大后减小的变化规律;不同层理倾角含孔砂岩试样的破坏模式存在明显差异并可被归纳为4类;层理角度为45°时,岩石强度最高,吸收能占比最大。在深部地层的冲击破岩中,合理布置冲击荷载与层理方向间夹角以及破岩位置,可有效提高破岩效率,减小动力扰动对围岩带来的不利影响,提高深部岩石工程的稳定性。

关于油公司模式下“一岗四清”管理的探索

在经济发展新常态和中国石化改革调整的背景下,我单位积极探索“两册”应用工具,创新推行“一岗四清”管理,进一步细化明确了员工“什么时间、干什么事、用什么标准、怎么检查考核”,促进“两册”管理执行落地,切实减轻了员工负担,提高了工作效率,为打造油公司基础管理模式不断探索和总结了经验。

温度对储罐沉积水腐蚀、结垢行为影响

选用油田现场原油及储罐沉积水,利用密闭常压腐蚀瓶,采用静态挂片试验,研究Q235钢在不同温度条件下污水对钢材的腐蚀结垢影响,为储罐沉积水对钢材的腐蚀提供试验依据。

浮动出油装置在特超稠油处理站的应用

胜利油田石油开发中心所辖郑411及坨826区块、郑32区块原油属特超稠油,目前运行的超稠油集中处理站单车拉油进站卸油后采用掺稀油热化学沉降的方法集中脱水处理,受各种因素的影响,卸油温度、处理液量时有波动,但由于储罐容积的限制,原油在储罐中沉降时间、温度也随时产生变化,处理后原油含水率时有超标现场,影响了原油的正常外输。为了尽量增加原油在储罐中的沉降时间,提高净化原油合格率,可选用浮动出油装置,装置吸油口始终吸取上部含水较低的原油,有效地保证了外输含水,同时也为简化油气水处理工艺提供了有力的保证。