倾斜煤层水力压裂起裂压力计算模型及判断准则

针对目前倾斜煤层起裂机制不明确,导致水力压裂时盲目升高压力或增大注水量来增加煤层透气性的问题,根据最大拉应力理论,分析真实环境下倾斜煤层压裂钻孔周围应力状态,建立压裂钻孔周围煤岩体起裂压力计算模型及判断准则,并在重庆松藻煤电公司同华煤矿进行了验证,结果表明,根据实测压裂区域地应力状态,起裂压力随煤层倾角增大而增大,钻孔起裂位置随煤层倾角增大逐渐向走向方向偏转;现场试验起裂压力与理论计算相符,随煤层倾角增大而增大,从而验证了计算模型的正确性。

基于材料状态相关砂土临界状态理论的应变局部化分析

针对传统砂土本构理论无法合理解析剪破角随初始围压增加而减少这一试验规律的局限性,采用材料状态相关砂土临界状态本构模型对Hostun砂进行了应变局部化分析。首先基于已有的材料状态相关砂土临界状态概念,将Pietruszczak等所提出的砂土本构模型进行了改进,并利用Hostun砂的有关三轴排水试验结果对模型参数进行了拟合,然后对Hostun砂的平面应变排水试验进行了应变局部化分析。分析结果表明:基于材料状态相关的砂土临界状态模型能够合理地描述材料初始状态对砂土变形局部化的影响,尤其是初始有效围压对剪破角的影响。

基于后倾斜高抽巷为主体的坚硬顶板综放工作面初采期瓦斯综合治理

通过分析漳村矿2601综放工作面初采期瓦斯骤然异常涌出现象及其变化规律,拟在2603综放工作面采用顶板预裂减少初次来压步距、切眼处打钻贯通后倾斜高抽巷提前抽采瓦斯,以及随瓦斯涌出量的增加而增加供风量等技术措施,消除初采期的骤然瓦斯异常涌出现象,彻底解决综放工作面初采期瓦斯超限的问题。结果表明:基于后倾斜高抽巷为主体的、由顶板预裂、切眼处打钻贯通后倾斜高抽巷及增加风量等所组成的初采期瓦斯治理技术体系,消除了初采期的骤然瓦斯涌出现象,解决了初采期的瓦斯超限问题。

双向压缩条件下闭合裂隙岩体断裂破坏机制及渗透压环境判定准则

在研究双向压缩条件下压剪复合型裂纹应力分布特征及断裂破坏机制基础上,考虑渗透压对初始裂隙面上有效正应力的影响,提出高低渗透压环境的判定准则,并基于滑动裂纹模型理论及最大周向拉应力破坏准则,得到不同渗透压环境下初始裂隙尖端微裂纹起裂特征与规律。研究结果表明:压剪复合应力条件下,初始裂隙尖端发育微裂纹的最优倾角与裂隙面摩擦系数直接相关,随裂隙面摩擦系数的增大,最优初始裂隙倾角由45°起逐渐增大;低渗透压条件下,渗流场的存在使裂纹面摩擦系数发生弱化,进而使得最优初始裂隙倾角向45°靠近,而渗透压直接降低裂隙面上有效正应力且与裂隙倾角无关,其仅仅影响裂隙体材料的初裂强度;高渗透压条件下,初始裂隙面由压剪复合应力状态转化为拉剪复合应力状态,并在拉剪复合应力场作用下,尖端微裂纹起裂角随KI/KII的不断增大,由70.5°逐渐趋近于0°。

不同地应力状态下各向异性地层斜井井壁破裂规律

在分析岩石各向异性弹性特性的基础上,建立考虑各向异性的斜井井壁破裂压力预测模型,分析典型地应力状态下不同井眼轨迹、层理产状和各向异性对井壁破裂压力的影响规律。研究结果表明:在正断层和走滑断层应力状态下,沿最大水平地应力方向的破裂压力最低;考虑各向异性影响后,破裂压力整体上均呈下降趋势,正断层和走滑断层应力状态下破裂压力降幅为3.32%和3.00%;在逆断层应力状态下,沿最大水平地应力方向的破裂压力较高,且破裂压力整体上呈上升趋势,破裂压力增幅为3.34%;在各向异性系数相同的情况下,层理产状对破裂压力影响较为显著,其中在正断层应力状态下,低角度层理将导致破裂压力降低,而在走滑断层和逆断层应力状态下,低角度层理都将导致破裂压力增加。与正断层和走滑断层应力状态相比在逆断层应力状态下层理产状对破裂压力的影响更大,破裂压力降幅可达13.15%。

桶基平台负压沉贯施工机具的研究与应用

桶形基础采用负压沉贯方法施工 ,初始入泥和倾斜控制成为制约桶形基础平台应用于浅水区的重要环节。通过分析沉贯、倾斜调整机理 ,设计了 1种负压沉贯施工机具 ,并成功应用于CB2 0 B桶形基础平台的海上安装 ,对浅水区桶形基础平台施工机具研究开发具有指导意义。

玄武岩裸体斜井井筒围岩稳定性分析

地下井巷的开掘工作破坏了地层原岩应力的平衡状态,导致井巷周围岩体内应力的重新分布和应力集中,当集中应力超过井巷周围岩体强度时,将引起井巷围岩变形、松动垮落和底板鼓起等一系列矿压显现现象。显然矿压显现的剧烈程度不仅和矿山压力的大小有关,而且和井巷围岩自身的物理、力学性质也紧密相关。针对西南某在建矿井玄武岩裸体斜井井筒围岩的稳定问题,利用弹性力学和岩石力学的相关知识,采用理论分析和数值模拟相结合的综合研究方法,对井筒开掘引起的周边围岩内的最大集中应力以及最大集中应力和玄武岩岩体许用强度之间的关系进行了深入研究,得出了最不利情况下井筒周边围岩的最大集中应力仍然小于玄武岩岩体的许用强度、该段斜井井筒可以采用裸体巷道的重要结论,为现场的支护设计与施工提供了科学的理论依据。

倾斜入射时孔壁初始压力理论计算

分析了柱状装药情况下炸药爆轰及其与孔壁的作用过程，并根据分层介质中的波动理论和流体动力学理论，推导并提出了倾斜入射时孔壁初始冲击压力计算公式。

空气不耦合装药孔壁初始冲击压力的计算

为了求解空气不耦合装药时孔壁所受到的初始冲击压力,首先分析了空气不耦合装药爆轰后冲击波作用于孔壁的物理过程,然后建立了空气冲击波在炮孔内的衰减传播模型,探讨了爆轰扰动空气形成的空气冲击波在炮孔内的传播规律,并依据空气层与爆生气体在界面处的连续条件,推导了空气冲击波入射孔壁时参数的计算公式;最后基于入射空气冲击波与孔壁交界面两侧压力和速度相等的连续性条件,推导出了孔壁初始冲击波参数的计算方程组。用方程组计算的孔壁压力与常用公式计算值、数值模拟结果和实验结果进行比较,发现用方程组计算的孔壁压力与实验结果更吻合,相对误差较小。

大倾角走向长壁伪仰斜工作面矿压规律分析

以南山矿大倾角B8煤层B802工作面伪仰斜布置为工程背景,在分析大倾角工作面采空区充填特征和覆岩结构特征基础上,通过工作面现场矿压实测,对大倾角煤层工作面开采后采场矿山压力分布规律进行研究。结果表明,大倾角煤层伪仰斜开采与常规工作面布置矿压显现规律不同,初次来压阶段工作阻力呈现“中部最大,下部次之,上部最小”,周期来压阶段来压步距“中部及下部大,上部小”的趋势。研究结果对该矿其他工作面的矿压规律研究和顶板优化支护具有一定的指导意义。

某铁路隧道斜井涌水涌泥处理方案

某铁路隧道地质条件复杂,受构造影响较强烈,隧道穿越的地层岩性主要为震旦系砂岩,洞身发育多条断层破碎带及节理密集带.该隧道斜井在施工至X1DK0+161附近揭示地层为节理密集发育带,岩体破碎,裂隙中含泥量较高,该段地下水发育,水压力较大,施工过程中出现了掌子面涌水涌泥事件,致使施工受阻.本文以该隧道斜井工程实例为背景,从该斜井的涌水涌泥概况、成因分析、加固处理方案、关键技术参数、施工注意事项等方面进行了阐述,现场通过采取清淤加固、排水降压、帷幕注浆、超前管棚支护、加强初期支护及二衬结构等综合处理措施,安全通过了涌水涌泥段,这可为类似隧道涌水涌泥处理提供参考.