四川盆地PT1井区海相地层工程地质特征研究

PT1井区超深海相地层钻井过程中气侵和井漏频发,严重制约该区块的安全高效开发。文章基于有效应力法,利用最优化方法开展了海相地层孔隙压力评价;结合断层和裂缝发育程度探讨了PT1井区气侵和井漏纵横向分布特征。结果表明,受异常高压和裂缝发育程度的双重影响,气侵主要发生在龙潭组,占比达40%;井漏主要发生在筇竹寺组和灯影组,占总漏失量的80%以上。气侵与异常压力、裂缝发育程度、断裂情况等因素有关,异常高压是气侵内在的原因,而断裂带和发育的构造裂缝为气侵提供了必要条件。井漏层位和漏失量主要受一、二级大型断裂带控制,不同断裂带的影响具有显著的叠加效应,断裂带附近发育的构造裂缝为漏失提供了通道,距离F I7断裂越近越易出现漏失,且漏失量越大。研究成果为PT1井区钻井过程井下复杂预防和处理提供了科学支撑。

基于FCM-GA灌溉供水管网减压阀布设优化

为探究灌溉供水管网中存在的漏损过高以及局部压力过大的问题,提出了一种基于FCM-GA的供水管网减压阀布设优化方法,该方法借助MATLAB、EPANET、MATLAB-EPANET-Toolkit以及PlatEMO平台等工具,对西班牙的BIN管网进行分区布置减压阀并优化阀后压力,以不同分区方案的成本与降漏效果为控制指标,筛选出最优方案。结果显示:最优方案(分5个区)将整个管网的漏损率降低至7.45%,相较初始管网降低了20.04%,降低的漏损费用可达114€/d,在减压阀服务年限内可收回成本并达到盈利,并实现对整个管网系统的压力管理,提高了管网的稳定性和可靠性,有利于减少管网事故发生。因此,基于FCM-GA的灌溉供水管网减压阀布设优化是一种安全、低成本和高效益的降漏与控压方法,在有效降低灌溉用水费用的同时,可更好地实现节水灌溉。

缓倾斜煤层综采工作面覆岩“两带”高度研究

随着矿井开采向深部发展,矿井水害风险逐渐增加,准确掌握工作面采空区覆岩“两带”即垮落带、导水裂隙带发育高度,对矿井顶板水害防治、合理留设防隔水煤(岩)柱意义较大。本文采用理论计算、UDEC数值模拟、压水测试3种方法,对青云煤矿020202综采工作面覆岩“两带”发育高度进行了研究,3种方法相互验证,最终得出该工作面垮落带最大高度为10.3 m,冒采比为4.12;导水裂隙带最大高度为41.6 m,裂采比为16.64,该结果可以为矿井的安全生产提供科学指导。

多漏风通道采空区自燃“三带”划分研究

为研究多漏风通道条件下采空区氧浓度分布规律,采用数值模拟对四种漏风情况下采空区自燃“三带”进行划分,并通过现场实测数据验证了模拟的准确性。结果表明:漏风导致氧化带向采空区深部移动,且漏风量随工作面向前推进逐渐增加,当采空区氧气浓度降低至8%时,进、回风侧到工作面距离由Ⅰ阶段的245m、140m,增大至Ⅳ阶段的420m、470m;2091工作面1、2号束管监测点与Ⅰ阶段数值模拟结果误差小于5%。该研究成果能够为类似漏风条件下采空区煤自燃的针对性防治提供理论基础及有力参考。

山地城市给水管网压力分区策略研究与应用

山地丘陵地区的城市供水管网,在满足用户用水需求的同时,可能面临局部区域压力过高的问题,而高压会导致供水管网的漏损量增加。依托某山地城市供水管网水力模型,提出“界限清晰、压力均衡、水头递减、局部加压”的分区分压策略,对供水管网进行压力分区划分,配合基于时间的阀后压力控制方式进行分区控压,相比于传统的阀后压力控制方式,能够更好地减少管网漏失水量,均衡管网压力,为山地城市供水系统的运行提供了重要参考。

沟壑地区浅埋煤层采空区煤自燃危险区域研究

沟壑地区浅埋煤层上覆岩层厚度不均匀,采动影响造成地表开裂形成台阶式下沉趋势,造成地表裂隙漏风,长时间漏风供氧致采空区遗煤自燃氧化条件良好,威胁矿井安全生产。以典型的某矿沟壑地貌浅埋煤层中11B602工作面为研究对象,现场观测地表裂缝发育几何形貌及大尺度漏风裂缝分布特征,并采用数值模拟研究采空区漏风规律,划分煤自燃危险区域。研究表明:工作面对应地表存在拉伸型和开裂型等裂缝,且风流由地表漏向采空区;受地表漏风影响,采空区内整体O_(2)浓度升高,两巷位置O_(2)浓度大于8%,采空区内由地表向两道漏风引起的煤自燃危险区域为进风侧100~151 m、回风侧14~85 m。通过采取井上下综合防治的措施,有效控制了地表漏风和采空区遗煤自燃,保障了工作面的安全生产。

直线加速器泄露辐射及杂散测试

目的通过检测型号为LA-6B 1802加速器的M区内外泄漏辐射水平和杂散并分析检测结果,评价该加速器的辐射防护安全性。方法按照检测标准WS 674—2020,使用中检普泰1000 cc球形电离室,PTW Unidose E型剂量仪和固体水,测量M区内外的泄漏辐射水平以及杂散。结果该型号加速器M区内泄漏辐射率的范围为0.009%~0.016%,平均值漏辐射率为0.012%,M区外X射线泄漏辐射率的范围为0.013%~0.053%,平均值漏辐射率为0.022%,杂散水平也均小于58%。结论该型号为LA-6B 1802加速器的辐射泄漏和杂散数据均满足标准WS 674—2020的标准要求。

朱家峁煤矿3#煤层导水裂缝带发育高度分析研究

根据朱家峁煤矿三盘区煤层赋存条件及工作面巷道布置与开采状况,为研究3#煤层开采后覆岩导水裂缝带发育高度及形态规律,在理论分析与详细探测设计基础上,采用钻孔分段注水测漏法对3301综采面采后覆岩导水裂缝带高度进行了现场探测。通过系统资料整理与分析,得到了该条件下的两带高度实测资料,3301综采面观测站处导水裂缝带最大高度为55.4m,为采厚的19.8倍。建议在后续矿井突水危险性评价时,采用本次实测裂采比20倍作为依据。

深部邻近采空区多漏风条件下自燃“三带”分布规律研究

为探究深部邻近采空区多漏风通道对煤自燃“三带”的影响,以唐山矿0291工作面为工程背景,采用FLUENT软件模拟多漏风环境采空区内氧气浓度的分布规律,并依此划分不同漏风条件下采空区自燃危险区域;在工程现场设置束管监测装置监测采空区内氧气浓度,依据监测数据对模拟结果进行现场验证。模拟结果表明:随工作面推进,采空区上下隅角相邻区域形成多漏风通道且漏风量增加,漏风导致采空区散热带和氧化带向深部运移,其进、回风巷氧气浓度大于8%的范围由64、40m增至101、80.2m。现场验证表明:束管监测工作面采空区氧化带宽度与数值模拟结果误差小于5%,模拟结果得以验证。

济南玉符河重点渗漏带岩溶地下水补给特征与保护

玉符河是济南趵突泉域的重点渗漏带之一,是天然河道型渗漏带,其流域面积较大,具有较好来水条件,且卧虎山水库与锦绣城水库水系联通工程使其具备调水补源的条件,能通过增加外调补水增加重点渗漏带的补水能力。文章根据渗漏补给功能特征,采用RS、GPS、GS、物探测量、水文地质试验等技术手段,利用岩性、构造、地形、渗透性、植被覆盖度五大矢量数据的叠加分析方法,以主河道为中心划定玉符河重点渗漏带的保护范围,并利用变化参数法计算出玉符河重点渗漏带多年平均天然地下水补给量约为1 290万m3,其是岩溶地下水的重要补给来源。玉符河重点渗漏带的补水效果主要是通过提升西郊区域岩溶地下水水位,阻止趵突泉南部山区地下水向北径流过程中的向西分流,使地下水集中向泉水出露区汇聚,从而增大泉水的出流量。在保护渗漏带自然入渗功能的前提下,可充分挖掘玉符河重点渗漏带的补水功能,通过调水补源、河道生态修复、入河污染控制等措施,增大玉符河重点渗漏带的渗漏补给量。

分层注入下CO_(2)沿断层泄漏的影响因素分析

地质封存是实现二氧化碳减排的重要手段之一,而在地壳中广泛发育的断层增加了二氧化碳泄漏的风险,研究断层结构及其性质对二氧化碳泄漏的影响极为必要。建立了二氧化碳沿断层泄漏的场地模型,深入研究了分层注入下注入速率、破碎带和断层核孔隙度、渗透率对二氧化碳泄漏时间、泄漏量的影响。相同封存条件下,随着注入速率的增加,二氧化碳泄漏时间提前、泄漏量增加:注入速率增至9.51 kg/s,泄漏时间提前94 d,泄漏量增加了1 608 kg;破碎带渗透率的增加能够加快二氧化碳在破碎带中的运移:破碎带渗透率增至500×10^(-3)μm^(2),二氧化碳到达断层顶部的时间提前了36 d;断层核渗透率的增加可以使得二氧化碳更早突破断层:断层核渗透率增至0.01×10^(-3)μm^(2),二氧化碳提前36 d突破断层核。研究发现,二氧化碳泄漏时间、泄漏量与注入速率、破碎带孔渗和断层核孔渗正相关;高孔渗破碎带对二氧化碳起着垂向疏导作用,低孔渗断层核对二氧化碳起着侧向封闭作用;多层注入能够大幅提高咸水层二氧化碳封存能力,但同时会增加地层形变、地表位移的风险。

济南市岩溶水化学特征及基于模糊评价法的水质评价

岩溶地下水是济南泉群的重要补给来源,其水质直接影响着济南市保泉工作成效。本次研究于5月和9月在济南市长孝岩溶水系统、趵突泉岩溶水系统及白泉岩溶水系统采集水样并进行水质检测。通过运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型等方法,对研究区内地下水水化学特征进行分析,利用模糊评价方法,对研究区地下水的质量进行综合评价。结果表明:三个岩溶水系统中地下水均为弱碱性水,硬度较小,TDS值均<1 000 mg·L^(-1)。阴阳离子浓度表现为:HCO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-),Ca^(2+)>Na^(+)>Mg^(2+)>K^(+)。模糊评价的结果显示,三个岩溶水系统地下水总体水质良好,可用作生活饮用水,且长孝、趵突泉及白泉的岩溶水水化学类型大致相同,离子来源相似,故水力联系较强。

水下浅埋盾构隧道接缝渗漏时围岩沉降分区

针对水下浅埋盾构隧道接缝渗漏问题,开展多组模型试验。通过改变渗漏位置、压力水头两项参数对地表沉降、渗漏量和地层应力进行分析,结合模型试验结果对理论椭球分区法进行修正,并对隧道渗漏后的围岩沉降进行分区。结果表明:压力水头增加,漏缝处埋深越浅,发生渗漏时地表沉降增量越大;渗漏量和平均有效主应力曲线均可划分为初始阶段、漏砂漏水阶段和收敛阶段;收敛阶段土拱稳定,不漏砂只漏水且平均有效主应力基本恢复至漏砂前;依据砂粒运动特征将隧道围岩沉降分为侵蚀区、位移区和稳定区,经偏移修正和曲线修正后侵蚀区和位移区的水平向长度与压力水头、漏缝处埋深正相关;压力水头增量相同时,漏缝处埋深越大,侵蚀区水平向长度受压力水头增加的影响越明显;压力水头越大,侵蚀区水平向长度受渗漏位置变动影响越明显。

浅埋深煤层采空区自燃危险区判定及防治技术

浅埋深煤层工作面在开采过程中受采动影响更易产生与地面连通的裂隙,从而导致采空区漏风供氧增加、遗煤自然发火隐患增大。为尝试解决这一问题,以李家塔煤矿2号煤层首采1201工作面为研究对象,现场实测了工作面通风参数、采空区内进、回风两侧氧气体积分数的变化规律;CFD仿真模拟了不同供风量下采空区内部自燃危险区域的分布特征;并在此基础上提出了氧化区惰化降温、漏风区域控风堵漏、覆盖遗煤阻隔煤氧化反应“三位一体”的采空区遗煤自燃综合防灭火技术措施。结果表明:1201工作面采空区自燃危险分布范围为:进风侧86~222m,回风侧54~156 m。

济南岩溶地区小岭重点渗漏带补源试验

为了解济南趵突泉泉域重点渗漏带下伏可溶性岩补源渗漏特征、影响因素及对泉水的影响,以小岭重点渗漏带为研究对象,采用野外调查、地球物理勘探、钻探、补源试验、模型评估等方法,分析小岭重点渗漏带下伏可溶性岩石岩性、厚度、岩溶发育情况、影响因素及补源渗漏量,评估补源效果。结果表明:小岭重点渗漏带下伏岩层为炒米店组,岩性主要为中厚层微晶灰岩、薄层状灰岩、泥质条带灰岩,厚度自东向西从7.6 m向56.3 m增厚,岩溶发育较弱,受千佛山断裂影响,发育规模大的断裂带两侧岩溶越发育,岩溶发育带越宽,补源渗漏能力越强。在钻孔补源条件下,小岭重点渗漏带断裂两侧精准补源地段炒米店组地层补源渗漏量为20023 m^(3)·d^(−1)。在综合考虑其他补源措施的情况下枯水期补源量为15000 m^(3)·d^(−1)、补源时长1个月对泉水的影响值为2 cm。

超大城市供水系统管网漏损控制策略与潜力分析

某超大城市供水范围内,整体地形呈西北高东南低的趋势,主力水厂采用西北向东南的自然坡降重力供水方式。2021年该地区供水管网漏损率约9.58%,由于超大城市供水范围大、管网分布复杂、漏损原因多样,亟需系统控制。通过强化管网改造、优化压力调控、推动分区计量、完善信息化管理等方法,提出超大城市管网漏损系统控制策略,分析其节水潜力。结果表明:针对超大城市供水管网渗损,通过系统控制,在保障供水安全的同时,可实现节水约2611万m^(3)、节能约988002.4kWh、降碳1051.2 t的目标。

煤矿供电系统防越级跳闸与漏电保护的方法研究

通过对越级跳闸现象的分析,提出了分布式区域防越级跳闸保护和基于神经网络技术的漏电保护构成的综合保护方案。基于神经网络技术的漏电保护作为防越级跳闸保护的后备保护力量,可以快速定位到漏电位置,使得防越级跳闸保护更加完善。综合保护方案解决了传统防越级跳闸保护各级保护“孤岛运行”模式,有效消除了保护器故障误动、拒动等问题。仿真结果表明,该保护具有准确性高和响应快等特点。

双切顶留巷采空区煤自然发火“三带”分布特征研究

为了研究双切顶留巷采空区煤自燃“三带”分布特征,以沙曲一矿4502工作面为工程背景,采用现场监测与数值模拟相结合的方法研究了双切顶留巷4502工作面采空区漏风规律和自然发火“三带”分布特征。结果表明:双切顶留巷采空区漏风区域主要为工作面两侧隅角及两侧留巷,风流主要由隅角漏入采空区,同时采空区与两侧留巷都有风量交换,双留巷侧存在细长的氧化带,氧化带在采空区内整体呈U型分布;双切顶成巷工作面在开采的不同时期,煤自然发火“三带”分布存在较大差异,开采初期要加强双留巷侧5 m范围和采空区中部32~65 m范围内煤自燃防控,而在开采中后期,要加强运输留巷侧2.5 m范围内、距离轨道留巷38 m以后12 m范围内和采空区中部30~80 m范围内煤自燃防控。

通南巴马路背构造带“规模缝网”气藏试气关键技术

马路背地区上三叠统须家河组受米仓山和大巴山冲断构造带的叠合挤压构造作用影响,断裂、褶皱及规模缝网发育,地质构造变形程度大,完钻试气效果差异大,常规试气工艺技术具有一定的局限性。通过分析储层特征,梳理试气工艺及入井阀件的适用性,优化入井管柱结构及工艺技术,优选结构简单、操作方便的E阀代替OMNI阀作为替液阀;优化高耐压、耐温枪弹,实现超深穿透,制定试挤后压裂与否的实用决策模板和压井堵漏原则,摸索出适合马路背构造带“规模缝网”气藏的试气工艺技术。该技术应用于M01井、M02井、M03井,3口井5个地质层均试获工业气流,实现了须家河组致密砂岩气藏勘探的新突破。

王家山煤矿大倾角综放面采空区煤自燃危险区域研究

采空区遗煤自燃是煤炭井工开采过程中最主要的灾害之一。以王家山煤矿大倾角中二402工作面为研究对象,通过对现场采空区内氧气浓度观测,并结合数值模拟结果进行验证,确定了采空区煤自燃“三带”范围,从而保证正常回采。研究结果表明,随着工作面的持续推进,采空区内O2浓度初期缓慢下降,后期快速下降;综合现场观测与模拟结果,确定采空区自燃危险区域为:进风侧55~72 m,中部45~68 m,回风侧20~50 m,并以此确定工作面的最小安全推进速度为0.44 m/d。研究结果对于此类型工作面的开采以及危险区域的防治有指导意义。