摘要：采用自行研制开发的尾矿坝溃决破坏模拟试验装置,以云南玉溪矿业有限公司所属的一尾矿库设计资料为依据,对不同高度尾矿坝瞬间全溃后泥浆流态演进规律及动力特性进行模拟试验研究,探讨泥浆在下游区域流动过程中的冲击力强度、淹没范围以及演进规律。试验结果表明:(1)尾矿坝溃坝特性同普通水坝溃坝及典型泥石流运动特性有着本质性区别。(2)溃坝高度对下游泥浆淹没高程有明显影响。泥浆在下游的最大淹没高程总体上随着冲击距离的增大呈递减趋势。(3)泥浆在运动过程中遇到弯形沟道时,因离心力的作用在凹岸出现侧向爬高现象。(4)在泥浆流动过程中,各过流断面处冲击力过程曲线前端较陡直,后端较平滑,最大值出现在泥深峰值到来之前。(5)随着尾矿坝高度的增加,溃决泥浆在下游的最大淹没高程和冲击力强度都呈递增趋势,泥浆到达同一建筑物处的时间缩短,从而加重了溃坝对下游的灾情。研究成果为尾矿坝溃坝泥浆演进规律及动力作用的深入认识以及溃坝灾害的预防和控制提供了参考。

摘要：以原煤为研究对象,利用"含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流实验装置",开展温度对采动作用下含瓦斯煤力学特性的影响研究.研究表明:1)在相同初始围压、气压和温度下,与恒定围压相比,卸围压煤样屈服段缩短,峰值应力和对应的轴向应变降低,横向应变速率增大,侧向膨胀系数和变形模量的演化进程加速;2)在相同初始围压和气压下,随温度升高,卸围压煤样强度降低,峰值应力处各应变均减小,侧向膨胀系数和变形模量均增大;3)高温环境下,煤岩发生失稳破坏和瓦斯突出的危险性变大,对采煤工作面巷道支护和瓦斯突出防治提出了更高的要求.

摘要：为了研究酸化前后煤样的吸附特性,以宜宾白胶煤矿煤为研究对象,通过研磨筛选部分煤粒进行酸化脱灰处理,对煤孔隙进行了表征,并进行了等温吸附试验,探究储层温度下甲烷吸附特性。试验结果表明:酸化脱灰后,煤样比表面积、孔体积增加;由于酸化处理,使得煤样内部的矿物或杂质被移除,孔径增大,孔的面积以及孔的数量增多,等温吸附试验中,酸化处理煤样YB2的平衡时吸附量明显大于没有经过处理的YB1煤样;运用吸附势理论探究得到在一定的储层温度下孔隙结构的改变对煤吸附瓦斯有较大的影响。

摘要：以突出煤和非突出煤的型煤为研究对象,设计两种型煤全应力-应变瓦斯渗流试验方案,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验系统,对比研究了两种型煤全应力-应变瓦斯渗流规律。结果表明,在应力-应变全过程中突出煤和非突出煤的煤样变形和瓦斯流量变化规律基本一致,即两种型煤在应力-应变全过程中瓦斯流量与煤样损伤变形的进程密切相关;瓦斯流量随着煤样的体积压缩而变小,且在煤样体积被压缩至最小时瓦斯流量降为最低值,煤样开始扩容后瓦斯流量转为增大;瓦斯流量随围压的增大而减小,且围压越大,瓦斯流量随应变变化的幅度越小。煤性对煤层瓦斯渗透性有明显影响,其渗透性可作为判断煤与瓦斯突出危险程度的一个重要指标。

摘要：近距离煤层开采过程中,上位煤层的工作面回采与煤柱应力集中均会对下位煤层巷道围岩稳定性造成较大影响.本文以回坡底煤矿11^(#)煤层1021巷为工程背景,探究巷道在受到10^(#)煤层103工作面回采与煤柱应力集中情况下产生非对称性破坏的机理与演化规律.研究结果表明:受103工作面前方支承压力与煤柱应力集中影响的区域巷道处于拉-压偏应力场之中,此位置的巷道最容易发生破坏变形,而位于工作面后方与前方原岩应力处的区域巷道均处于压偏应力场中;不同位置处的巷道所受最大、最小主应力均发生一定角度的偏转,但应力偏转程度不同.考虑中间主应力作用时,侧压系数λ>1条件下,巷道顶底板不同深度处最大、最小偏应力呈"八"字形分布,两帮最大、最小偏应力呈"√"形分布,巷道围岩偏应力差整体呈倾斜的"8"字形分布.随着103工作面的回采,1021巷围岩塑性区由倾斜的"O"形分布向倾斜的"X"形分布演化,呈对角式发育,最大塑性区半径达到6 m;针对1021巷出现的非对称性破坏,在受103工作面前方支承压力与煤柱影响的区域巷道进行单体液压支柱与工字钢梁配合的补强支护;同时,基于1021巷原支护技术提出了合理的巷道支护优化设计方案.

摘要：以晋城煤业集团赵庄矿3#煤层无烟煤制备的成型煤样为研究对象,设计煤样含水率对甲烷渗流的影响试验方案,利用自行研制的"含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置",较真实地模拟在煤层气开采中煤储层含水率的变化对煤层气渗流的影响规律。研究结果表明:恒定温度和有效应力、不同含水率条件下,随着煤样含水率的减小,甲烷有效渗透率增大。在本试验煤体含水率范围内,煤体含水率与甲烷有效渗透率关系可用线性函数表述。煤储层中的水通过占据煤储层渗流孔隙空间,使煤层气运移喉道减小,使其运移困难。根据对试验结果的分析,理论上论证可以把注水湿润煤体作为防治煤与瓦斯突出的措施之一。

摘要：自行研制了多场多相耦合下多孔介质压裂–渗流试验系统。该系统由主机、电液伺服液压泵站、气压与水压供给系统、测量与控制系统等组成,最大轴向压力1 000 k N、最大围压60 MPa,试件尺寸为?50 mm×100 mm和?100×200 mm两种。该系统具有如下特点:(1)可以模拟多孔介质不同地应力、不同采动应力、不同温度、不同流体压力等多场耦合条件下的试验研究;(2)可以进行不同地应力、不同水压、不同温度条件下岩样的水力压裂试验,并可以精确测量压裂过程中岩样的应力、变形等的变化情况;(3)可以进行不同地应力及采动应力条件下多孔介质水、气等多相流体的渗流试验研究;(4)设计真空系统,可对系统内部的真空度进行控制,使试验条件控制更加精确;(5)系统主体部件围压室设计吊装在提升机构上并可进行上下限位,实现试验操作人员、试验系统及试验环境的系统安全。利用该系统对储层原煤及砂岩试件进行常规三轴加载试验及水力压裂试验,验证了该试验系统的可靠性。该试验系统为多场耦合条件下储层渗流及增渗的机制研究提供理论依据,对深部煤岩动力灾害控制及非常规天然气开采提高采收率具有重要的指导意义。

摘要：页岩气的渗流特性极大地影响着采收率,但对页岩气渗流特性的研究大多是在不同围压条件下开展的,其结果尚不能揭示中间主应力对渗透率的影响。因此,选用涪陵页岩气区块志留系龙马溪组页岩露头立方体岩石试件,采用自主研发的“多功能真三轴流固耦合试验系统”开展了页岩真三轴流固耦合试验,利用Klinkenberg方程拟合试验数据分析不同中间主应力系数对页岩气渗流特性和气体滑脱效应的影响。试验结果表明:①当偏应力较小时,中间主应力对页岩渗透率演化的影响较小,而当偏应力增加时,其影响越大且越不可忽略;②滑脱系数—固有渗透率的关系式与试验数据的拟合结果显示二者具有良好的相关性,可用于对同区块页岩滑脱系数的预测;③当偏应力小于或等于35 MPa时,滑脱效应贡献率保持在65%以上,表明此时滑脱效应主导着页岩中气体的渗流。