超长底板混凝土配合比设计与跳仓法有限元分析

深圳市新华医院项目超长地下室底板达340m,为提高超长底板混凝土施工效率和质量,采用跳仓法施工技术取消后浇带留置,提出了超长底板混凝土配合比优化设计,明确了跳仓法施工方案的仓块划分和浇筑顺序,通过Midas有限元模拟,分析了跳仓法施工方案对底板温度场的影响,以超长底板混凝土的最大温升、里表最大温差和表面与大气最大温差为评价指标,验证了跳仓法施工方案的可行性,有效控制了地下室超长底板混凝土裂缝的产生。

基于响应面法的煤矸石充填料浆流变特性实验研究

为了使煤矸石料浆满足管道输送的工艺要求,需研究其流动性。采用榆林袁大滩矿煤矸石制备成不同质量分数料浆开展流变特性实验,利用Box-Behnken Design设计试验并用响应面法分析煤矸石固料质量分数、颗粒级配和静置时间三个因素对煤矸石充填料浆流变特性指标的影响。实验分析得到的最优煤矸石浆体配合比为:固料质量分数72%,颗粒级配为4.75~1.18 mm粒级占30%,1.18~0.425 mm粒级占40%,0.425~0.075 mm粒级占10%,小于0.075 mm粒级占20%。该料浆的屈服剪切应力范围为103.02~131.645 Pa,塑性黏度的范围为0.54~0.64 Pa·s,且此配合比随着静置时间的增加固料沉降量增加较小,是较为合理的煤矸石浆体料浆配比。

塔河油田奥陶系油藏成藏期次研究

塔河油田奥陶系油藏的成藏期次长期以来争议较大,有两期、三期、多期之争,对成藏期次认识上的差异必然导致对其烃源岩层位认识上的不同,从而给油气勘探带来一定程度的不确定性。经过多年的多学科联合攻关,采用国际上最先进的单体包裹体成分分析技术,从不同期次单个油包裹体中提取出其地球化学特征信息,直接获得了塔河油田东南部两期充注原油的有机成分信息,研究表明塔河油田东南部奥陶系油藏主要为两期成藏,第一期油包裹体以发黄色—褐色荧光、芳烃组分相对饱和烃含量高、正构烷烃分布完整(nC11-nC30)、轻烃缺失等为特点,成熟度较低,为早期运移产物;第二期油包裹体以发蓝色—蓝白色荧光、饱和烃组分相对芳烃含量高、正构烷烃分布较窄(nC8-nC28)、轻烃完整等为特点,成熟度较高,为晚期轻质原油充注的特征。结合古温度、古压力模拟,混源油比例判识研究,对不同期次原油充注的时间以及贡献作了初步探讨,这对塔河油田主力烃源岩的再认识以及进一步的勘探具有重要指导意义。

采煤沉陷地新型修复材料研究

采煤引起的土地不均匀沉陷是造成水土流失、环境污染和土地荒芜的主要原因,但在目前的复垦工作中,矿区覆土来源的缺乏严重影响着复垦的进度。本研究利用有机、无机废渣混配的一种新型复垦材料(基质)进行了试验分析。研究结果表明:粉煤灰和糠醛渣以4:1～9:1的质量比混配的新型基质适合苜蓿、黑麦草和其它类似植物正常生长的肥力标准,为沉陷地的修复提供了新的理论与途径,而且以废治废,大大降低了复垦成本。同时,对有效控制水土流失,扩大耕地面积,促进经济、社会及生态环境的持续健康发展具有重要作用。

混配煤混配比例的煤岩学检测方法及研究

混煤或混配煤是煤矿开采、运输和利用过程中广泛采用的技术．将煤质差异较大的煤按一定比例混配起来，不仅可以改善煤质，实现优势互补，而且能避免运行事故，提高经济效益．利用煤岩学检测方法，通过对原煤及其混配煤的显微组分的辨认及其代表性组分含量的统计，建立了关于混配比例与各代表性组分之间函数关系的数学模型．利用该模型可计算未知混配煤的混配比例．以华北石炭二叠纪煤与侏罗纪煤混配为例，介绍了这一研究方法．

煅烧煤矸石粉掺合料制备及对混凝土性能影响

通过胶砂强度评价法,确定煅烧煤矸石粉掺合料最佳制备工艺条件为:煅烧温度750℃、恒温2 h、研磨3 min;在此基础上,研究煤矸石掺合料与其他掺合料复掺比例对混凝土工作性、抗压强度、抗冻性的影响。结果表明:煅烧煤矸石粉与矿粉或粉煤灰最佳复掺比例为3∶7,与粉煤灰复掺,混凝土塌落度值、7 d、28 d抗压强度高于与矿粉复掺。与粉煤灰复掺,冻融循环次数可达550次;与矿粉复掺,冻融循环次数达到500次。综合各项指标,煅烧煤矸石粉与粉煤灰的相容性优于与矿粉之间的相容性,二者复合使用,既能改善混凝土拌合物的工作性,又能保证混凝土强度。

汪深1井天然气成因类型及气源分析

汪深 1井在营城组获得高产气流, 利用天然气碳同位素和气组成判别出天然气甲、乙烷为煤型气, 丙烷为油型裂解气, 煤型气所占的比例为 96%, 油型气所占的比例为 4%。通过汪深 1井天然气直接和间接对比认为, 天然气甲烷碳同位素与宋站、徐家围子地区沙河子组源岩吸附气的碳同位素接近, 综合研究认为天然气中甲烷气主要来自汪家屯地区及宋站地区沙河子组煤系地层, 是主力源岩徐家围子断陷沙河子组煤系地层为次要源岩。天然气中丙烷可能来源于宋站、安达断陷登娄库组泥岩。依据源岩排气强度估算出天然气大约 90%来自该井区和宋站、徐家围子地区。

不同混合度下液体介入难辨别煤矸红外图像识别准确率

高准确率的煤矸自动识别对综放开采智能放煤至关重要。针对灰度差异较小的难辨别煤矸种类,提出了“液体介入+红外检测”的煤矸识别新思路,进行了不同混合度下液体介入煤矸识别试验,获得了不同时刻煤矸混合试样的红外图像,借助ImageJ图像处理软件定量计算了煤矸图像的混合度,深入分析了煤矸混合度、介入时间、图像处理方法对液体介入煤矸识别准确率的影响,并从红外温变速率场的角度探讨了提高液体介入煤矸识别准确率的技术路径。研究结果表明:“液体介入+红外检测”方法可有效提高难辨别煤矸识别准确率。不同的煤矸混合度条件下,液体介入后红外图像中煤样所在区域均出现显著温降现象,可作为煤矸混合度自动识别的基础。当混矸率较低时,煤样温度在煤矸红外图像变化中起控制作用;当混矸率小于20%时,煤矸识别准确率随混矸率增大而增大,液体介入后10 s内的平均准确率约85.78%;混矸率在20%~60%内识别准确率较高且较为稳定,平均准确率约为94.38%,且液体介入时间对其影响很小,高准确率区域呈现“倾斜条带状”分布特征。当混矸率大于60%后,不同处理方法的识别准确率均值随混矸率增大呈下降趋势且离散性急剧增加;煤矸图像平均红外温差减小是煤矸混合放出后期识别准确率降低的根本原因,通过选取合理的液体种类、温度、介入量等参数来增大红外温度场的变化程度,可有效提高煤矸识别准确率。

黄骅港地区深层水泥土搅拌桩施工工艺研究

水泥土搅拌桩是黄骅港地区广泛使用的软土地基处理方法,但容易出现施工质量问题。结合黄骅港地区水泥土搅拌桩现场检测结果,系统分析了两种主要水泥土搅拌桩施工质量问题。为探究水泥搅拌桩施工质量问题的原因,通过室内3种水泥掺量不同龄期的室内水泥土试验排除了水泥掺量及土质等因素。通过比较室内水泥土配合比试验与水泥搅拌桩现场施工的差异,指出施工质量问题的主要原因在于现场施工工艺因素。最后介绍了两个有效的水泥搅拌桩施工工艺改进,首先介绍双向搅拌工艺在该地区的成功应用并提供了相关检测数据以供参考,然后介绍扇形后喷浆钻头施工工艺能够有效解决上述两种施工质量问题。

能量桩混凝土配合比试验及温度场模拟研究

对能量桩混凝土的材料配合比及桩周土温度场进行了试验和模拟研究,得出普通C30混凝土中掺入3%钢纤维同时用铁矿砂置换河砂,大大提高能量桩的换热效率;通过ABAQUS对桩周温度场进行模拟得出能量桩换热效率随桩周土体导热系数的增大而增强,当桩间距较小时两桩间热量传递会产生热干扰现象,随着桩间距的增加热干扰现象逐渐减弱,减弱的幅度随土体导热系数的提高而增加;相同桩间距下,热干扰现象在黏土层中较为严重,砂土次之,碎石土中热干扰影响较小。

掺烧煤质差异较大煤种对“W”火焰炉运行参数的影响

针对掺烧煤质差异较大煤种时锅炉运行参数变化不确定的问题,以一台660 MW“W”火焰炉为研究对象、100%热耗率验收工况为锅炉负荷条件,研究在燃用现行煤种义马烟煤(烟煤)的基础上,按照不同比例掺烧金竹山无烟煤(无烟煤)对锅炉运行参数的影响。利用数值模拟得到2种煤化程度差异较大煤种按照不同比例掺烧时,锅炉有效利用热、烟气速度和温度以及NO_(x)、SO_(x)、CO产量的变化情况。模拟结果表明:锅炉在以高负荷运行时,65%无烟煤+35%烟煤的掺烧比例可以提高锅炉使用寿命,降低炉膛受热面发生腐蚀的概率,但对煤粉的着火和稳燃无促进作用;50%无烟煤+50%烟煤的掺烧比例可以满足锅炉额定效率,同时能显著降低发电成本,但炉膛受热面的腐蚀情况会较为严重。

自然煤矸石轻骨料混凝土配合比设计

为改善混凝土的自重较大的问题并提高其韧性、抗裂性和耐久性,在理论研究的基础上,提出一套聚丙烯纤维自燃煤矸石轻骨料混凝土配合比设计方法,运用此方法得出混凝土的配合比,及聚丙烯纤维轻骨料混凝土的抗压、抗折、劈裂抗拉强度实验数据,为其在今后的应用提供了一定的理论依据。

低挥发分无烟煤及其混煤燃烧性能研究

采用热天平和一维火焰炉对耒阳低挥发分无烟煤及其混煤的着火、燃烧、燃尽以及结渣特性等进行试验研究,分析了挥发分含量及掺配比对煤燃烧性能的影响。根据试验结果,运用模糊数学方法进行综合评判,确定了混煤的最佳掺配比,为混煤的合理燃烧提供了科学依据。

C90级粉煤灰高强混凝土的研制

本试验采用优质粉煤灰作为活性矿物掺合料代替等量水泥,通过低水灰比,成功研制出C90级高强混凝土,其流动性大,坍落度损失小,早期强度高,适合于高层建筑施工。

磁异常划分煤岩火区机理及应用

为研究高温烘烤过后煤岩混合物的磁性变化规律,对磁法探测技术在火区范围探测提供指导,利用磁化率测定系统测定了纳林庙煤和岩石不同比例混合后煤岩混合样的磁化率,通过研究温度、粒径、磁场强度和煤岩比对样品磁化率的影响。结果表明:在常温~600℃整体范围内烘烤形成的烧变煤岩混合样的磁化率整体上随温度增高而增大,随外界磁感应强度变大而减小。烘烤温度小于400℃时,样品粒径越小磁化率越大;通过X射线衍射实验分析了高温烘烤对煤岩混合样成份与结构的影响,表明高温烘烤的过程中,赤铁矿和黄铁矿含量增加是引起磁化率升高的主要原因。最后,采用GEM系统公司的GSM-19T型质子磁力仪对纳林庙煤矿二号井重点区域进行了火区探测,圈定磁异常范围,在磁异常区域通过钻孔测温进行验证。

煤矿斜井盾构施工壁后同步注浆的双浆液特性研究

以鄂尔多斯市台格庙煤矿盾构斜井为工程背景,对煤矿盾构斜井施工壁后同步注浆的双浆液特性进行试验研究,试验内容包括:流动度、泌水率、凝胶时间和抗压强度的测定。通过分析水灰比和水玻璃用量变化时的双浆液基本性能变化规律,得到适用于台格庙矿区盾构斜井施工壁后采用的水泥-水玻璃双浆液配合比。结果表明:当水玻璃用量不变时,随着水灰比的减小,双浆液的抗压强度逐渐增大,凝胶时间逐渐减小,流动度逐渐增大;当水灰比不变时,随着水玻璃用量的增多,双浆液的凝胶时间逐渐增大,抗压强度先增大后减小。

单轴压缩下不同煤岩组合体峰前、峰后变形能变化规律研究

为探讨不同煤岩组合形式、不同组合单元对组合体峰前、峰后变形能影响,分别对不同比例条件下的组合体进行单轴压缩实验。结果表明,细砂岩-粗砂岩-煤组合体比细砂岩-煤-粗砂岩组合体峰前、峰后变形能变化大;组合单元满足一定高度比例下,组合体峰积聚变形能或峰后消耗的变形能存在最大值。同一类型不同比例的组合体,在粗砂岩、细砂岩所占高度比相等,并在20%、25%、33%、40%、50%、60%间变化。各对应高度比下组合单元煤所占高度比相等条件下,细砂岩-煤-粗砂岩组合体,细砂岩所占高度比是决定组合体峰前积聚变形能的主要因素,峰后消耗的变形能受细砂岩、粗砂岩所占高度比交替影响;细砂岩-粗砂岩-煤组合体,峰前积聚变形能受细砂岩、粗砂岩所占高度比交替影响,粗砂岩所占高度比是决定组合体峰后消耗变形能的主要因素。该结果为峻德煤矿井下开采设计及开采过程中的冲击地压防治研究提供了参考。

基于配比优化策略的混凝土工程温控防裂研究

水泥的水化放热和混凝土的自缩、干缩,是导致混凝土结构施工期产生裂缝、裂纹、裂隙等初始缺陷的主要原因之一.本文提出首先通过结构温度场的分析计算,获取其随龄期变化的最大温差,作为变形控制的依据.然后综合热学、力学特性的预测模型,将之转换为单位方量混凝土中的水泥、水、粉煤灰等原材料的限制用量,采用非线性算法进行配合比的优化设计,为混凝土结构的温控、防裂提供依据,并节约施工成本.

煤矸石型自密实混凝土梁抗弯性能试验研究

通过在自密实混凝土中加入一定量的煤矸石及粉煤灰,配制成煤矸石型自密实混凝土且浇筑成梁,并实施了静载试验。试验结果表明:当粉煤灰掺量为0%、煤矸石掺量为30%时,可最大程度降低试验梁的裂缝发展及裂缝数量,与普通混凝土梁相比,可降低25%;在粉煤灰掺量变化过程中,适量的煤矸石可提高煤矸石型自密实混凝土梁的抵抗力矩和刚度,降低试验梁的挠度值。通过试验弯矩值与理论计算值的对比分析,拟合并提出了煤矸石型自密实混凝土梁的抗弯承载力修正公式,可为工程应用提供一定参考依据。

道路穿越煤田采空区预留煤柱的技术措施研究

为了开发和利用废弃矿区老采空区土地,提高矿区土地利用率,缓解矿区土地资源紧缺的矛盾,开展采空沉陷区土地资源的开发和利用工作已经迫在眉睫。该文通过乌鲁木齐外环路东北段穿越六道湾煤田采空区的工程实例,介绍了道路穿越煤田采空区预留煤柱路段确保路基抗变形措施的方法、注浆处理的技术和检测路基抗变形效果的检测方案等。其技术措施可供同行借鉴。