摘要：在“双碳”目标背景下,探索CO_(2)高效地质封存和高能利用途径,是CO_(2)减排研究的热点问题。基于CO_(2)多相态变化特性以及能源利用方面表现出的安全环保及成本优势,提出一种新型碳封存超临界CO_(2)螺旋管换热器,并建立了数值仿真模型,以5℃条件下CO_(2)为对象,设计水作为载热流体的换热方案,研究了螺旋换热器在不同水温作用下对CO_(2)的温度、压力及其热应力耦合变化规律。结果表明:随着水热流体温度的增加,CO_(2)的升温速率与水温成正比,CO_(2)输出温度与水热流体温度呈正相关变化;与CO_(2)传热效率相比,受CO_(2)相变吸热影响导致水热流体传热效率较慢,水热流体传热与温度变化成正比;初始水温升高,CO_(2)相变速度明显增加,流量对CO_(2)相变吸热影响较大,水热流体的体积流量与CO_(2)温度变化呈负相关;受CO_(2)升温吸热影响,水热流体的耗散温度与CO_(2)吸热温度成正比;当管径和入口压力恒定情况下,100℃的水热流体与CO_(2)进行换热可以较好地满足CO_(2)相变吸热的要求。试验验证了水热流体螺旋管换热器的有效性和便捷性,研究为超临界CO_(2)螺旋式换热器的设计提供了依据。

摘要：对坚硬煤体预裂中存在的问题,采用地应力场控制下水压致裂的方法,通过来自铜川矿区的九块大型煤块试件,研究了水压裂缝扩展行为的控制参数。在此基础上对水压裂缝的形成、扩展与煤体渗透性改变、水压作用的关系,进行了系统试验研究。克服了常规小试件试验的局限性,建立了起始渗透压力和最大破坏压力与煤样裂缝扩展变化过程的对应关系,研究了水压裂缝破坏煤体结构的力学机制,为解决煤岩体介质材料中水压裂缝扩展行为控制提供了科学依据。试验表明,本文结果中水压裂缝扩展控制参数对改善顶煤预裂设计效果具有实际意义。

摘要：为了研究二氧化碳压裂液对煤体力学特性的影响规律,以陕北典型侏罗纪煤层为研究对象,利用自主研发的煤岩体多场多相耦合压裂试验系统,开展不同二氧化碳压裂液、不同条件(时间、温度和浸泡压力)下的煤体浸泡试验,通过单轴压缩与巴西劈裂力学测试,分析二氧化碳压裂液对煤体力学特性的影响规律,同时结合X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对煤体的微观测试,分析二氧化碳压裂液与煤体的相互作用机制。结果表明:二氧化碳压裂液浸泡后煤体的峰值强度、弹性模量、抗拉强度与软化系数均出现不同程度的下降;二氧化碳压裂液作用煤体过程中,煤体的峰值强度、弹性模量与软化系数受温度、浸泡压力影响较大,且对煤体强度弱化幅度超过30%;在二氧化碳压裂液作用下,一方面改变煤体颗粒骨架与孔隙结构,另一方面改变煤体中的矿物组分,降低矿物颗粒间的联结力,从而弱化煤体的力学特性。研究成果为低渗硬厚煤层二氧化碳耦合压裂参数设计优化提供参考。

摘要：通过研究矿用工字钢棚架与巷道围岩关系,计算巷道顶板、两帮围岩压力,分析顶梁、棚腿受力情况,建立单一工字钢棚架、单体柱无预紧力棚架、单体柱有预紧力棚架力学模型,计算其承载能力.根据巷道的断面、围岩赋存条件、矿用工字钢型号,选择合理的棚腿支撑形式,计算矿用工字钢棚架排距.是复杂巷道、近距离煤层巷道矿用工字钢架棚的一种设计方法.

摘要：针对工作面煤层坚硬夹矸预裂问题,结合小保当煤矿112201超长综采工作面局部出现的大范围硬岩夹矸层,突破了单一煤层预裂技术手段的局限性,提出“气-液-酸”综合作用于煤层的夹矸预裂技术、含高压水射流割缝技术、二氧化碳预裂技术及酸液软化技术。通过对“气-液-酸”综合预裂技术的原理及工艺进行研究,确定了高压水射流割缝工艺、二氧化碳预裂及酸液软化工艺,设计了350 m长工作面局部大范围硬岩夹矸的“气-液-酸”综合预裂试验方案。现场试验结果表明:方案实施后,采煤机截割效率及日产能明显提高,截齿消耗量大幅下降,日产能达到4×10^4 t,较方案实施前提高了35%,吨煤截齿消耗量下降到40个,下降幅度达到50%,吨煤油脂消耗量降低了29.4%。该破碎过程由高压水射流割缝-气体爆破-酸液软化按一定工艺组成,具有定向作用,破碎网络可控性好,对工作面煤层顶底板免扰动,保证了综采面的安全及截割效率。为工作面煤层坚硬夹矸预裂提供了一种新的技术手段。

摘要：为了研究煤矿顶板透水机理,揭示顶板透水规律,以便为矿井开采、防治水技术措施提供设计依据,根据黄陵矿区长壁综放工作面开采技术条件和岩石力学性能等参数,建立力学模型,运用岩石破裂过程分析软件RFPA2D,对自开切眼至充分采动全过程覆岩随工作面推进时的变形、裂隙带发育、冒落情况进行了数值模拟,模拟过程中的透水量和实际检测到的透水量相吻合。

摘要：综采放顶煤开采中,工作面采用预留煤柱沿空掘巷,常常遇到协调掘进巷道设计与煤柱变形之间的关系问题.解决这一问题,一方面关系到资源的采出率,另一方面涉及到生产安全.针对煤柱变形的时效性,通过分析综放工作面沿空一侧区段小煤柱的受力与变形规律,引入统计损伤变量概念,建立了基于统计损伤的区段煤柱流变模型;进一步结合能量原理,分析了区段煤柱流变损伤条件下的时间相关性,给出了区段煤柱变形时间定量化表达式,得到了区段煤柱统计损伤的最小失稳计算公式.应用理论分析结果,在现场工程实践中,对煤柱变形与稳定性进行了预测,其结果与现场实测结果一致.

摘要：核废料地下贮置问题是环境岩土工程的一个重要分支。本文通过核贮置环境系统分析 ,提出了核环境岩土问题研究的 6种主要形式 ;对国内外研究现状进行了阐述 ;为研究防止核废料污染进入生物圈影响人居环境提供了有效方法依据 ,并对核废料贮置选址、设计具有重要理论和实际意义。

摘要：通过对川西南地区山地灾害的实地调查总结，分析了该地区滑坡和崩塌灾害发生与几种典型的岩层岩性结构改造之间的本质关系及扰动因素之间的相关性。由细观实验分析，结合相似模拟、数值计算等研究，客观地揭示了该区域山地发展演化趋势和激发因素作用的本质规律，为控制山地同类灾害发生、研究山地灾害的预测措施提供了参考。

摘要：针对硬煤顶煤冒放性问题 ,从理论上系统分析了顶煤破坏裂缝发展、传播条件 ,阐明了为提高顶煤冒放性 ,采用预松动措施促进煤体裂隙扩展能量补偿的设计原理和参数。通过两种实例分析 ,说明了能量补偿原理的应用效果和前景。