具平行裂缝及定向裂隙介质内的弹性波传播

平倾斜界面模型可模拟大型紧密分布、定向交汇裂缝系统的特性,该模型认为:各种裂缝系列至各向异性:三斜(最常地)、单斜、正交或横向各向同性,而且可由3×3裂缝系统顺度矩阵形式表示。裂缝系统可体现在对各向异性类型没有限制的各向异性背景之中。为了计算裂缝介质的长波长等效模量至多需要两个3×3矩阵的逆。当我们假定裂缝一般为轴对称的(横向各向同性断裂系统特性),而且背景介质假定为各向同性的,则得到的等效介质为横向各向同性的,而且断裂系统的附加顺度效应可由两个参数表示(除各向同性背景的两个各向同性参数之外)。各向同性背景中的水平定向微裂隙系统会产生与具大节理各向同性背景介质相同形式的等效介质,也就是说,由于微裂隙的存在会出现两个附加参数。在等效介质应力应变关系中,这些微裂隙所起作用与由于大节理存在而产生的附加参数相同,因此,对描述这种裂缝介质各向异性的四个参数的总的了解,尽管不能告诉我们关于定向排列裂缝尺寸或密集程度,但确实包含了由于裂缝系列总的顺度及裂缝方位信息。假定考虑椭球状、定向裂缝系统,当增大纵横比时,等效介质的模量即开始偏离水平裂隙模量的标准形式,对于较大裂隙密度,偏离更快,但仅对于纵横比趋于0.3的微裂隙最为显著。

定向裂隙带长钻孔代替本煤层钻场裂隙带短钻孔抽采技术应用研究

以水峪公司回采工作面为工程背景,定向裂隙带长钻孔代替本煤层钻场裂隙带短钻孔瓦斯抽采,有效解决了工作面采空区瓦斯治理难题,提高了工作面瓦斯抽采率,有效降低了回采工作面回风巷、上隅角瓦斯浓度,同时施工速度快,成本费用低,实现安全生产的同时,有效降低了矿井瓦斯治理成本,达到节能增效的作用,具有很大的推广应用前景。为治理回采工作面上隅角超限提供了新的思路,对瓦斯治理工作具有一定指导意义。

大采高综采端头悬顶水力切顶控制机理

为解决大采高综采端头顶板难垮问题,以陕北侏罗纪典型煤层条件为背景,结合理论分析、数值模拟与现场试验,对顶板破坏时的人工干预破断裂隙演化与其采动应力耦合作用规律进行研究。通过对顶板割缝损伤弱化模型的研究,揭示水压裂隙控制顶板的破断规律,给出定向割缝的控制参数;基于此,构建定向裂隙与采动应力耦合模型,分析水压切割定向裂隙控制顶板破断的裂隙演化规律,提出水压致裂切割定向裂隙控制端头顶板破断的技术方案与工艺方法。结果表明:顶板水压致裂后,顶板破坏类型由拉伸破坏转变为拉剪复合破坏,定向裂隙尖端形成了翼型裂纹与反翼型裂纹,顶板破断角由45°变成56°,煤壁塑性区、片帮深度均减小;现场试验后,初次来压步距为32 m,周期来压步距为12. 2 m.

中下地壳岩石弹性波各向异性的影响因素

地壳岩石成分及其构造的复杂性使得地壳弹性波各向异性的影响因素比较复杂。在地壳浅部,裂隙广泛发育,它们的定向排列对岩石各向异性起到了很重要的作用。在地壳深部,裂隙基本闭合,岩石的各向异性主要是由矿物晶格优选方位(LPO)和形态优选方位(SPO)决定的。云母和(或)角闪石含量较高且定向排列的地壳岩石通常具有较高的各向异性。熔体的定向排列(MPO)可以显著地加强地壳各向异性。

沙曲矿瓦斯抽放模型研究

为了保证矿井生产衔接,利用回采工作面巷道使用定向钻机对下一个工作面提前进行整体的区域性预抽,待需要掘进巷道时已完成对工作面的预抽工作,一次性达到掘进和综采的防突要求。针对煤与瓦斯突出问题采取相应措施后,综采工作面瓦斯均能达到有效排放。所采取措施均由钻机施工,无需开设瓦斯治理巷道,节约了时间和成本,而且抽放的瓦斯可以作为新能源利用。