新疆露天矿层结性火烧岩注水润湿剂配方研究

抑尘剂注水预湿减尘是从产尘根源上解决露天煤矿工作面粉尘污染的有效方法。层结性原岩在垂直方向上性质差异极大,单一类型润湿剂无法满足整体工作面预湿需求。以新疆大南湖二矿为研究背景,采集、测定6层原岩化学官能团,分析其亲水性差异原因;选取2种阳性、6种阴性、3种非离子及4种两性共15种表面活性剂进行单体优选实验,确定最优单体材料;测试表面张力和润湿时间2项主控指标,通过正交实验确定注水润湿剂最佳质量分数配比为0.15%OP、0.10%KT、0.15%LAD-40、0.10%LAB-35。实验结果表明,自主研发的润湿剂对6种火烧岩的润湿效果均高于环保型、高分子型及润湿型3种市售抑尘剂。研究成果有效解决了层结性原岩润湿不均的现实难题,为露天矿工作面粉尘防治提供了技术支撑。

煤矿火烧岩爆破破碎机理及爆破参数优化

针对煤矿火烧岩台阶爆破效果不理想问题,通过理论分析、数值模拟、实验室实验与现场试验相结合的方法,以大南湖二号露天煤矿为例,研究火烧岩的物理力学特性、爆破破碎机理以及影响爆破的因素,优化爆破参数。研究表明:岩体在高温作用后强度变低、易破碎、裂隙极发育。爆破时,若裂隙方向与应力波传播方向平行,会产生应力集中现象;若裂隙方向与应力波传播方向不平行,则在裂隙处会发生应力波反射与折射现象,缩短应力波作用时间,加剧炮孔周围岩体的破碎程度。采用泥浆护孔能够提高火烧岩台阶的成孔率,结合火烧岩爆破破碎机理优化爆破方案,通过现场爆破试验,验证了优化后爆破参数的适用性。

神华神木引水隧洞火烧岩的工程地质特性及工程地质问题

本文说明了火烧岩的工程地质特征,分析了神华神木引水隧洞施工竖井中出现的涌水、井壁稳定问题,提出了切实可行的处理措施,使工程顺利完成。

机械加压式保形取芯工具在郑408-斜试2井火烧岩中的应用

郑408-斜试2井是胜利油田在火烧油藏层位进行钻探的第一井,进行火烧岩取芯,在取芯过程中,采取了一系列技术措施,通过对取芯工具改进,合理选择了取芯钻头,优化参数,使该井岩芯收获率达到96%,标志着胜利油田第一次将燃烧过的储层岩芯成功取出,为前期储层燃烧程度和效果提供了有效的数据,预示着油田在稠油开采上迈出了一大步。

基于热声发射技术的陕北火烧岩烧变温度识别

开展火烧岩烧变温度的识别对于火烧岩的形成及演化具有重要的指导意义。基于热Kaiser效应,通过火烧岩在热处理过程中的声发射累计能量以及参数RA(上升时间/振幅)和AF(平均频率)值的变化,对陕北神木张家峁火烧岩的阈值温度进行了预测。结果表明:火烧岩热声发射特征能有效识别火烧岩烧变温度,与火烧岩经历温度的岩相学分析基本一致;研究区火烧岩存在显著的地层烧变温度梯度,第1—第5层岩石烧变阈值温度逐渐升高,对于第6层和第7层岩石,最高温度超过700℃,对于第8层岩石,阈值温度为245℃;当热处理温度较低时,岩石内部沿晶拉张裂纹发育,超过600℃后,穿晶剪切裂纹所占比例开始增加,声发射信号出现二次增长,同时声发射出现平静期,累计能量曲线出现多个平台。火烧岩烧变温度的识别,对于煤矿防治水及围岩稳定性研究等具有重要的现实意义。

火烧岩岩崩成因分析

边坡失稳是一种常见的物理地质现象，它直接影响工程建设的顺利进行和人民生命财产安全、本文以火烧岩岩崩为例，在对其进行稳定性验算的基础上，分析了该处岩崩的形成原因，并提出了相应的防治对策，对于同类边坡岩体的失稳防治具有实际意义。

露天煤矿火烧岩粉尘复合抑尘剂性能表征研究

为有效解决露天煤矿开放空间采装过程中火烧岩粉尘严重污染的问题,利用羧甲基纤维素钠、氯化镁、柠檬酸和十二烷基苯磺酸钠作为单体材料,研制兼具黏结、吸湿、保湿和润湿功能的复合抑尘剂。采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜对抑尘剂进行微观表征,分析抑尘剂的黏结性、保水性、抗蒸发性、抗风蚀性及抑尘效率等性能。结果表明:在保证良好流动性的前提下,复合抑尘剂能有效提高火烧岩粉尘的亲水性和黏结性,能够在粉尘表面形成致密保护膜;25℃条件下,喷洒抑尘剂尘样在56 h时的含水率仍达28%,失水速率缓慢;55℃高温条件下,在16 h时,喷洒抑尘剂尘样的蒸发量约为喷洒水尘样的一半,抗蒸发性能显著;不同风力等级下,在50 min时,喷洒抑尘剂尘样最大风蚀率仅为28%。抑尘效率对比试验表明,研制的复合抑尘剂对全尘、呼吸性粉尘的抑尘效率均优于3种市售抑尘剂,比喷洒水分别对应提高2.3,1.6倍。自主研发的复合抑尘剂能够从岩料本质上改善火烧岩粉尘的理化性质,通过化学基团改性、表面黏结、长效保湿等作用能够有效控制火烧岩粉尘析出,实现采装过程的粉尘源头防治。

江西永平铜矿火烧岗岩体中流体包裹体面研究

江西永平铜矿区的火烧岗岩体是燕山早期侵入的似斑状黑云母花岗岩,这一时期的岩浆热液活动对该区的成矿有重要意义.通过对花岗岩中流体包裹体面(FIP)的研究,可以揭示火烧岗岩体在侵位冷缺过程中受到的区域应力场变化及受应力控制的流体运移和演化特征.流体包裹体面产状数据显示,火烧岗岩体中FIP主要发育NEE向和NW向两个优势方位,且两组方向FIP的倾角近于直立,其中NEE向FIP的形成早于NW向,推断火烧岗岩体在侵位过程中先后受到NNW向的水平拉张构造应力场和NW向的挤压构造应力场.相对应的构造事件为古太平洋板块向华南板块之下俯冲造成大陆腹地发生从局部拉张到挤压的构造转换.显微测温数据表明,两期FIP中的流体包裹体主要类型都为NaCl-H2O-CO2(N2)包裹体,少部分为NaCl-H2O包裹体,流体演化的总体趋势为早期高温度、高盐度、低密度型流体向晚期低温度、低盐度、高密度型流体演化.

新疆别斯库都克露天矿火烧区煤岩试验

为查明新疆别斯库都克露天煤矿火烧区高变质煤是否具备可采价值,并查清火烧区火烧煤、岩产物-火烧高变质煤和火烧蚀变岩对露天矿边坡的影响作用,对该矿火烧区高变质煤、蚀变岩分别进行了煤质化验、剪切试验及含水率试验;试验结果表明:火烧高变质煤仍具有较大的开采价值,而火烧高变质煤与火烧蚀变岩在其地层层组分布中变现为明显的弱层,且随含水率增加,它们的粘聚力、内摩擦角和抗剪强度均表现明显地降低,从而极大程度影响边坡的稳定性.该结果可为露天矿边坡设计提供依据.

弃采高变质煤下火烧蚀变岩内摩擦角对露天矿边坡稳定的影响研究

火烧区煤层开采通常采取火烧高变质煤不进行剥采工作,只剥采原煤的方式开采,因此,弃采高变质煤下火烧蚀变岩内摩擦角对露天矿边坡稳定的影响研究具有必要性。以别斯库都克露天煤矿KT2剖面为例,在弃采高变质煤方案下,研究火烧蚀变岩内摩擦角对露天矿边坡稳定性的影响,得到不同火烧蚀变岩内摩擦角条件下露天矿边坡的稳定系数,进而对边坡稳定性进行评价,为露天煤矿安全开采和边坡治理提供可靠依据。

火烧蚀变岩和火烧高变质煤试样抗剪强度指标测定实验研究

煤岩抗剪强度指标是进行岩土体稳定性分析的基础,而以往对于火烧蚀变岩和火烧高变质煤岩抗剪强度方面的资料并不全面。以新疆别斯库都克露天煤矿火烧区为例,对火烧区及采场岩土体进行取样,进行火烧蚀变岩和火烧高变质煤的抗剪强度实验研究,获得不同煤岩剪切应力曲线和抗剪强度关系曲线,为新疆别斯库都克露天煤矿火烧区边坡的稳定分析提供科学依据。

将军戈壁二号露天煤矿采场北帮烧变岩水治理方案

根据将军戈壁二号露天煤矿实际地质情况,分析对比帷幕注浆、疏干排水及帷幕疏干相结合3种技术方案,认为帷幕注浆在该地质情况下可行,极大的降低了防排水资金投入及生产成本,有利于边坡稳定,并为今后将军戈壁二号露天煤矿发展提供水源保障。

火烧区对新疆露天煤矿边坡稳定性影响研究

为了探究火烧区对新疆露天煤矿边坡稳定性的影响,介绍了新疆煤田火烧区基本特征,采用室内实验测定了火烧区煤岩层的物理力学参数,基于数值模拟分析了边坡体的潜在失稳模式与失稳机理,引入边坡安全系数评价了边坡稳定性状态。结果表明:火烧区内煤岩层经过高温灼烧后力学强度显著劣化;边坡体的变形及最大剪应变增量均集中在火烧区内,边坡的潜在失稳模式为沿火烧区内部破坏;受火烧区影响,边坡的安全系数大幅下降、稳定性降低且滑面扩大;必要时应采取内排压脚、边坡参数优化、工程加固等增稳措施对边坡加以管控和治理。

地面定向钻孔自流疏放火烧区积水实践应用

近期新疆昌吉回族自治州在全州组织开展了矿区安全评估工作,为进一步彻底根除矿区水患,确保天欣煤矿顺利通过矿区安全评估,针对玛纳斯天欣煤矿火烧区积水严重,煤层开采存在安全隐患问题,国内首次确定利用水平定向钻先进成熟工艺,通过地面钻孔方式,达到自流疏放积水的目的,彻底根除矿井火烧区水害威胁,实现矿井安全生产。

新疆煤层自燃之迷

在新疆准噶尔盆地开展野外地质调查时,经常发现在煤系中分布着大量红色的被燃烧过的岩石,甚至发现整个山体都被烧成了褐红色。人们一般将这种岩石称为烧变岩或火烧岩。烧变岩并不是原始沉积作用产生的,而是经过高温热变质作用所形成。