煤体注水渗流模型构建及微观主控影响规律

煤层注水技术是目前矿井除尘的主要技术手段之一,起到润湿煤体、源头减尘的作用.但随着开采深度的增加,煤体孔隙率相对较低,极大影响煤层注水的润湿效果.因此,为了提高煤层注水的效果,结合煤体固有属性、孔隙尺度等影响因素,首先,引入连通孔隙率,建立了包含孔喉、等效孔径、有效孔隙率、毛细管束、迂曲度、流动路径在内的渗流模型;其次,采用高精度射线显微镜(μ-CT)对内蒙古煤矿、同富新煤矿、梅花井煤矿、大黄山煤矿以及磁窖沟煤矿5个煤矿的不同变质程度煤进行扫描,三维重建可视化煤体微观有效孔隙结构,运用分形理论,提取煤体有效连通孔隙结构参数进行计算;再次,通过实验对5个煤矿不同变质程度的煤进行渗透率实测;最后,引入“敏感度”来表征每种影响因素对渗流量的影响程度,运用Morris筛选法,将数值分析法与渗流模型相耦合,定量筛选了煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数、孔喉半径等主控因素,并分析了各主控因素对注水能力的影响规律.本研究建立了一个综合煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数和孔喉半径的渗流模型.分析表明,影响注水能力的主控因素依次为煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数和孔喉半径.注水能力与煤体坚固性系数呈正弦函数关系,随着有效孔隙率的增加,迂曲度分形维数和体积分形维数的减小,注水能力增强.研究结果可为进一步完善煤层注水渗流理论、增强煤层注水润湿效果,防治矿井粉尘灾害提供理论依据.

Determining the Main Gas-generation Phase of Marine Organic Matters in Different Occurrence States using the Kinetic Method

This paper probes the determination of the main gas-generation phase of marine organic mattes using the kinetic method. The main gas-generation phase of marine organic matters was determined by coupling the gas generation yields and rates in geological history computed by the acquired kinetic parameters of typical marine organic matters （reservoir oil, residual bitumen, lowmaturity kerogen and residual kerogen） in both China and abroad and maturity by the EasyRo（%） method. Here, the main gas-generation phase was determined as Ro%=1.4%-2.4% for type Ⅰ kerogen, Ro%=1.5-3.0% for low-maturity type Ⅱ kerogen, Ro%=1.4-2.8% for residual kerogen, Ro%=1.5-3.2% for residual bitumen and Ro%=1.6-3.2% for reservoir oil cracking. The influences on the main gas-generation phase from the openness of the simulated system and the ＂dead line＂ of natural gas generation are also discussed. The results indicate that the openness of simulation system has a definite influence on computing the main gas-generation phase. The main gas-generation phase of type Ⅱ kerogen is Ro%=1.4-3.1% in an open system, which is earlier than that in a closed system. According to our results, the ＂dead line＂ of natural gas generation is determined as Ro=3.5 % for type Ⅰ kerogen, Ro=4.4-4.5% for type Ⅱ kerogen and Ro=4.6% for marine oil. Preliminary applications are presented taking the southwestern Tarim Basin as an example.

基于HSCA静力破岩的金属矿山遗留矿柱安全低损回采试验研究

针对采用爆破破岩方式对金属矿山遗留矿柱进行回采存在安全性差与矿石损失率高的局限性,将具有无振动特征的高效静态破碎剂(High Range Static Cracking Agent,HSCA)引入遗留矿柱回采中。通过设计HSCA膨胀压应力测试试验与静力破岩试验,分析了HSCA径向膨胀压应力大小及其分布规律与水灰比的关系。分别从膨胀压应力分布特征、主裂纹定向控制方法与破岩时效性3个方面,论证了通过HSCA静力破岩实现金属矿山遗留矿柱安全低损回采的可行性。研究结果表明:当水灰比大于理论最优水灰比时,膨胀压应力随着水灰比的增大而减小。对于上向倾斜装药孔膨胀压应力沿孔底至孔口方向呈增大趋势,对于下向倾斜装药孔膨胀压应力则呈减小趋势。采用HSCA静力破岩对遗留矿柱进行回采,遗留矿柱主裂纹走向可通过对装药孔进行预切槽、增设诱导片或新增诱导孔等方式进行定向控制,进而有效降低非破岩区矿岩的再损伤。因此,对于不宜采用爆破破岩方式对遗留矿柱进行回采的区域,HSCA静力破岩不仅有利于保障遗留矿柱回采安全,而且可提高遗留矿柱回收率。研究成果可为进一步探索金属矿山遗留矿柱回采破岩新理论与新技术提供参考。

Ti/TiAl异质叠层结构的强化机制、制造现状与未来发展趋势

Ti/TiAl微叠层材料体系具有优异的强韧性及高温性能,该体系可有效克服钛铝合金制备与加工过程中的突发性开裂等弱点。综述了Ti/TiAl叠层结构的制造方法、强韧化机制及典型失效方式。研究表明,叠层复合结构相较于传统单一材料或非连续增强复合材料,通过多材料的韧性差异和多层界面的引入,其强韧性得到明显提升。主要强化机制为复合结构多材料的韧性差异及多层界面的引入,使得裂纹扩展过程中发生偏转与产生二次裂纹,裂纹的偏转和桥接效应消耗了主裂纹的尖端能量,抑制主裂纹持续扩展。这种结构突破了传统强度-塑性约束,为材料科学和工程领域带来了新的发展方向。

封闭体系下烃源岩热模拟实验固体渣样总有机碳含量异常成因及意义

自然演化条件下,烃源岩总有机碳(TOC)含量通常随着成熟度的增加而持续降低;但在封闭体系热模拟实验的晚期阶段,固体渣样的TOC呈现“不减反增”的异常现象。基于银根—额济纳旗盆地中生界湖相烃源岩样品的热模拟实验等相关测试资料,分析TOC异常变化成因,探讨了其地球化学意义。研究认为,造成这种异常现象的原因与原油二次裂解有关。由于热模拟为封闭体系,早期生成的原油因无法排出而滞留在反应釜内,随着热模拟温度的增加,原油开始大规模裂解,原油转化成气态烃的同时产生焦沥青,“不可溶”的焦沥青附着在固体渣样上导致TOC增大。该研究还建立了一种确定不同类型烃源岩所生油裂解气主生气门限的方法,即基于封闭热模拟实验固体渣样的TOC变化曲线来确定油裂解气主生气门限,因为焦沥青的大量生成会导致固体渣样TOC的增加,也是原油开始大规模裂解生气的重要标志。这种方法解决了现有方法的不足,如在厘定主生气门限时存在不可避免的人为误差、无法对混源油开展更为深入研究等。

基于裂缝劣化模型的主梁最佳养护时机确定

为了确认主梁最佳养护时机,降低桥梁养护费用,使桥梁养护工作高效化。根据石马沟2号大桥主梁裂缝各项影响因素情况,采用有限元分析,建立符合依托工程的劣化-时间模型,依据现有的养护信息,选取桥梁全寿命周期内不同的时间节点,模拟在该时间节点时,对于桥梁采取预防性养护措施所产生的实际效益和花费进行量化衡量,以确定最优养护时机。结果显示:本文中针对石马沟2号大桥主梁最佳养护时机的研究具有一定的推广性。

基于改进YOLOv9的自卸卡车电动轮主机架开裂检测

随着世界工业化的发展,自卸卡车可极大地降低人力成本,加快工作效率,在露天矿区得到了广泛应用。然而,卡车电动轮的主机架在使用约2万~4万h后易出现开裂现象,需要进行维修。目前的裂纹检测主要通过人工目测和物理方法进行。然而,这些方法在日常维护时难以实现,无法满足快速、实时检测的要求。针对现有算法的问题,开发了基于改进YOLOv9的自卸卡车电动轮主机架裂纹检测算法。对收集到的图像进行了人工标注,并制作成数据集。模型使用YOLOv9网络并将骨干网络中Conv替换为Ghost Module,减少模型参数与冗余计算。实验结果表明,该模型识别准确度为93%,在保证实时性的基础上,具备较高的准确度。

建筑混凝土裂缝的主要因素及施工处理技术

建筑混凝土裂缝是建筑工程中常见的质量问题,可分为温度裂缝、收缩裂缝、沉陷裂缝和结构裂缝等类型,其形成主要受配比、温度、设计、施工技术、运输及养护等因素的影响。文章针对这些因素,提出采取合理的施工处理技术如合理进行施工材料控制、确定配合比、温度控制、结构设计优化、规范施工技术等,以有效减少混凝土裂缝的发生,提高建筑结构的质量。

一台锅炉主汽阀裂纹的理化分析及建议

在对一台锅炉主蒸汽阀门的磁粉检测过程中,发现多处密级裂纹缺陷,文中通过微观下的理化检测对裂纹微观形成原因进行分析,并提出合理化建议。

母管制电站锅炉主蒸汽管道典型裂纹分析

笔者对辖区内的电站锅炉范围内管道进行了检验检测,发现大部分母管制电站锅炉主蒸汽管道与母管前并汽门的上下对接焊缝存在较长裂纹。本文主要以某化工自备电厂3炉2机母管制主蒸汽管道检验检测为例,分析了母管前并汽门对接焊缝裂纹产生的原因,并提出了几点建议和预防措施,以期引起使用单位和检验人员的重视,及时发现并消除隐患,避免主蒸汽管道事故的发生。

轮胎裂解油加氢装置主汽提塔的操作优化分析

设定初始操作条件,对轮胎裂解油加氢装置主汽提塔进行物料衡算,并讨论混合低分油温度、进料位置、汽提蒸汽用量和塔顶操作压力对主汽提塔脱硫效果和冷却器热负荷的影响。结果表明,混合低分油温度、进料位置、汽提蒸汽用量和塔顶操作压力分别设定为230℃、第8块板、60 kg/h和0.8 MPa较为合理,在该条件下,塔底流出物中硫化氢质量分数和冷却器热负荷分别为6.2μg/g和1479.1 kW。

催化裂化三机组能效实时计算与应用

催化裂化装置三机组能效计算影响因素众多、耦合作用强,结合主风机、烟气轮机的动力学、热力学性质以及电机特性,构建了能效计算模型,可实现三机组能效的实时计算。以某催化裂化装置为例,进行了能效计算的验证,并对机组能效的影响因素进行了分析,结果表明:通过设计、操作与维护协同优化,提高有效烟气流量、温度和压力,降低烟机背压,采用高效叶片,减少烟机结垢,优化主风机设计选型等措施均可有效提升三机组能效。

浅谈建筑工程主体结构的安全检测及裂缝修复

建筑工程主体结构的稳定性是确保使用功能和维持耐用期限决定性因素。随着时间的流逝和外部因素作用,诸多建筑产生裂痕和各种损坏状况。该文采用剖析建筑工程关键环节的安全性评估手段,涵盖非破坏性检测、损害评估和结构健康监测等,讨论这些方法在裂缝检测和使用情况。此外,针对性地各种损害,文中具体阐述了配套的修补方法和材质挑选。通过对安全性评估和漏洞修补的详尽探讨,目的在于为建筑安全防护方案确立理论支持操作指南,以增强使用期间安全性和耐久性。

火电厂锅炉高温再热器出口母管缺陷分析与处理

文章以火电厂锅炉运行检修工作实例为依据,介绍了锅炉再热器出口母管及管座缺陷产生原因,采取管道更换、管座扩孔等处理措施,并提出了火电厂锅炉检修必须树立和做到全面性、系统性、逻辑性的扩检建议。

某圬工拱桥主拱圈纵向开裂原因分析及处治措施

阐述了某拱桥主拱圈裂缝病害情况及产生原因,结合现场检测、荷载试验及原桥验算,确定该圬工拱桥不能满足设计荷载要求,通过加固验算,提出主拱圈套拱加固及墩台病害耐久性维护方案,达到圬工拱桥病害处治的目的。

静态破碎的物理与数值试验

本文对静态破碎剂作用下混凝土模型的破坏过程进行了物理和数值模拟试验,试验研究结果表明,单孔方形混凝土模型裂纹的扩展和破坏不是通常认为的像开采中的大理石破坏那样:第一条裂纹产生以后,在其对称连线上产生第二条裂纹,而是以三条主裂纹的形式破坏。并用数值模拟的方法再现了在静态破碎剂作用下,这三条主裂纹的萌生、扩展到最后的失稳扩展过程。

爆炸应力波作用下分支裂纹动态力学特性试验

应用爆炸加载的透射式动焦散线测试系统,分析了平板中预制贯通裂纹在爆炸应力波作用下端部衍生分支裂纹及爆炸主裂纹的扩展规律。预制贯通裂纹面在压缩应力波及反射拉伸波作用下表现出明显的张开和闭合交替变化,预制贯通裂纹减弱了爆炸主裂纹的动态扩展行为,爆炸主裂纹难以穿过预制贯通裂纹继续扩展。分支裂纹是爆炸应力波在预制贯通裂纹端部衍射效应形成应力集中而衍生、起裂、扩展,其开裂角与预制贯通裂纹、爆炸应力波入射角密切相关,分支裂纹尖端沿着最大能量释放率方向起裂,逐渐平行于最大主应力的方向稳定扩展,中后期扩展多表现为复合型断裂。爆炸分支裂纹的动态应力强度因子、扩展速度低于爆炸主裂纹,获得了分支裂纹起裂韧度为0.50～0.65 MN/m3/2、止裂韧度为0.25～0.35 MN/m3/2。

催化裂化装置三机组节能分析与措施

在炼化企业催化裂化装置中,烟气轮机-主风机-电动机的三机组装配模式较为常见,其原理主要是通过烟气轮机节能来带动主风机做功,从而实现高温烟气的能量回收。但由于实际生产中人为操作或设备的影响,催化裂化装置烟气轮机能量回收效率并不高,加之主风机用能较高,导致催化裂化装置三机组中电动机用电量较大,影响催化裂化装置生产运行成本。为此,总结讨论提高烟气轮机热回收效率,降低主风机耗能的方式解决三机组中电动机供电量多的问题,从而降低催化裂化装置生产运行成本。

微差爆破的爆生裂纹扩展特性试验研究

以有机玻璃为模型材料,采用新型数字激光动态焦散线实验系统,研究了延时为20μs和40μs的微差爆破爆生主裂纹扩展特性,比较了试件破坏形态和破坏过程的差异,分析了爆生主裂纹扩展过程中的偏转角度、扩展速度和动态应力强度因子等物理量随时间的变化关系。结果表明,延时为20μs的爆生主裂纹的竖向偏移值明显大于延时为40μs的情况。延时时间的不同对爆生主裂纹动态应力强度因子的第一次峰值没有明显影响,但对其第二次峰值影响显著。此外,两个或多个切槽炮孔同向并排起爆会使得爆生主裂纹的扩展偏离切槽方向,影响定向断裂效果,应尽量避免。

混凝土静态破碎主裂纹导向技术的试验研究

静态破碎的突出优点是安全、环保,在石材开采、岩石、混凝土等脆性材料局部破碎、城市建筑物拆除工程中应用较为广泛,但存在着作用时间长、破碎不易预测和控制、易产生喷孔、低温"致死"等难题。针对静态破碎过程中破碎不易预测和控制的难题,运用断裂力学理论和应力集中原理,进行了静态破碎剂作用下混凝土模型主裂纹的导向技术探索试验。通过对尺寸为200 mm×200 mm×200 mm和300 mm×300 mm×300 mm的多个模型的试验,摸索出一种可以将混凝土静态破碎主裂纹方向进行人为控制的方法,即在钻孔中置入宽度与孔径相等,高度与孔深相等的薄板,薄板的方向为主裂纹预想方向。结果显示在孔中置入强度较低的薄板材料(比如木板)时,起不到破碎主裂纹导向作用,而用强度较高的薄板材料(比如钢板)时,破碎主裂纹方向导向作用比较明显。作者认为这项技术对岩石、混凝土等脆性材料的局部破碎或者石材开采,有重要的实际应用价值,值得进一步深入研究和试用推广。