压裂中顶底板对缝高控制作用的数值模拟研究

裂缝在缝高方向的延伸会导致裂缝有效长度的降低,影响压裂效果;也可能直接穿过水层,造成压裂施工的失败。因此,基于FEPG有限元平台,利用网格开裂技术,开展了煤层气井压裂数值模拟研究,对垂向裂缝起裂、扩展及穿层的全过程进行分析。数值模拟结果表明:煤层气井压裂过程中,控制裂缝是否向隔层扩展主要取决于作业的净压力与隔层水平地应力差之间的关系;与储集层岩石力学性质相比,储集层的地应力剖面是影响裂缝垂向扩展范围的主要因素;T型缝、工型缝等复杂缝是由储集层的岩石力学性质和地应力共同作用的结果。这对于提高现场煤层气井水力压裂的效果具有重要的指导意义。     

完整岩石单轴抗压强度确定方法研究

完整岩石单轴抗压强度是传统和普适Hoek-Brown(HB)强度准则中的关键参数,其与岩石软硬程度和岩石破碎程度具有强关联性,而理想值或理论值严格意义上并不等同于单轴测试值。真值的唯一性确定直接影响HB强度准则的准确性,由此提出一种新的思路解决这一难题。首先明确了岩石软硬程度和岩石破碎程度的确定应基于分布特征而非单一样品,这可使完整岩石单轴抗压强度、岩石软硬程度和岩石破碎程度三个参数力学意义上自洽。进而证实了传统HB强度准则表达式的不确定性,本质原因是三个参数无法从单一曲线中唯一确定,明确问题的关键核心是完整岩石单轴抗压强度值的唯一性。由此提出了确定HB强度准则新的线性解决方案,将三个参数改为两个参数,可简单快速唯一地确定HB强度准则曲线。最后为了提高精度,引入四种误差评判方式:绝对误差绝对值和、绝对误差平方和、相对误差绝对值和以及相对误差平方和,可显著缩小预测值与实验值的偏离误差。新的线性方案匹配任意一种误差形式可确保完整岩石单轴抗压强度的唯一性,研究工作为深入理解HB强度准则提供了新思路。     

大倾角超宽断面条件下切眼安全施工工程实践

金家渠煤矿110302工作面切眼倾角36°～40°、断面跨度8.3～9.3 m,综合分析大倾角、超宽断面、富含水层等条件因素,按‘导硐’和‘扩帮’两阶段作业,以减少巷道围岩扰动尺度,切眼导硐阶段选用‘上山式’、扩帮阶段选用‘下山式’的作业方式;并通过围岩极限平衡区范围确定了顶板载荷及‘锚杆’加‘锚索桁架’联合支护方案,该工艺安全可靠、巷道围岩变形可控,为工作面的如期安装创造了条件。     

基于Global Mapper利用ASTER GDEM提取输电线路断面的应用研究

本文首先介绍了开放DEM数据ASTER GDEM,然后阐述了使用Global Mapper软件和ASTER GDEM数据提取输电线路断面的技术方法,并以实际工程为例,分析ASTER GDEM数据提取输电线路的精度及其在输电线路设计初期的适用性,以期为相关研究者提供借鉴。     

利用SS前驱波研究纳斯卡–南美俯冲带周边上地幔间断面起伏及其动力学意义

利用USArray的远震记录资料, 对1万多条地震记录的SS前驱波进行共反射点叠加分析(叠加范围是半径为5°的球冠), 得到纳斯卡板块南部及南美板块西部(120°W—60°W, 30°S—5°N)上地幔间断面的起伏形态。由于数据很好地覆盖了研究区域, 叠加范围更小, 因此比以往的结果具有更高的空间分辨率。在Galapagos, Easter和 San Felix这3个热点下方观测到的间断面起伏形态符合地幔深部存在高温异常的假设。还观测到: 在东太平洋洋隆南段下方, 410 km间断面深度增加; 在俯冲带下方, 410 km和 660 km间断面深度增加。     

铜城地区阜宁期断层封闭性的定量研究

以金湖凹陷铜城断裂带天13块、天33块为例,采用断层泥比率(SGR)方法,有选择地对区内5条控藏断层的侧向封闭性进行了定量评价;同时通过定量计算断面正压力和断裂带填充物中的泥质含量,引入断层垂向封闭因子(Fvs),定量评价区内断层的垂向封闭能力.评价结果表明:该区侧向封闭性较好,垂向封闭性较好-差.通过对断层封闭性的分析判断油气运聚的方向,最终优选出有利的圈闭,并为优选有利圈闭提供新的思路.     

椭圆准则的岩石三轴试验运用分析

岩石强度破坏理论是岩石力学与工程问题的理论基础。本文推广了适用于金属玻璃材料拉伸破坏下的椭圆准则强度理论运用于岩石材料,开展如下主要工作:导出椭圆准则在o-σ_1σ_2σ_3坐标系下的描述形式,再选取三组不同类型的岩石式样,观察每组岩石式样的常三轴实验数据与椭圆准则强度曲线的偏离程度。结果表明,每组式样的实验数据点总体上在椭圆准则强度曲线附近,偏差较小。该准则对于岩石材料是适用的。     

光面爆破技术在浅埋大断面隧道掘进中的研究与应用

昆沪高速黄连山隧道为浅埋、超大断面的高铁双线隧道,地质围岩条件复杂,整体稳定性较差,工程质量要求高。从爆破效果与施工安全角度出发,采用理论分析、现场试验的方法对黄连山隧道的光面爆破进行了系统研究,得出了一套较好的爆破方案,特别对周边孔的爆破参数作出了详细地分析与优化,最终使得炮孔利用率为95%左右,平均超挖量控制在6~10cm,半孔率为75%左右,隧道的开挖质量全部达到了铁路隧道的质量和安全要求。研究结果对类似环境条件下的浅埋大断面隧道掘进具有一定的借鉴意义。     

裂隙岩石抗剪强度弱化临界水压力及统计损伤本构模型

水岩耦合作用下的坝肩岩石强度参数弱化效应对高拱坝枢纽的长期安全稳定运行具有重要影响。针对坝肩裂隙大理岩抗剪强度参数的水压弱化效应，首先，采用岩石力学测试系统，开展了不同渗透水压作用下裂隙岩石三轴压缩试验；其次，结合岩石应力应变曲线分析了渗透水压对裂隙岩石抗压强度、黏聚力和摩擦系数的影响；最后，基于有效应力原理，分析获得岩石的弱化临界水压力，进而研究了考虑渗透水压的岩石统计损伤本构模型。结果表明：渗透水压对裂隙大理岩抗剪强度参数的影响主要表现为其对黏聚力的弱化效应，黏聚力弱化率随渗透水压增大会大幅度增加，最大弱化率接近100%,黏聚力弱化率为0时的水压力为弱化临界水压力。弱化临界水压力作为渗透水压对岩石强度和黏聚力弱化的界限值，可用于界定渗透水压对裂隙岩石抗剪强度的影响规律。基于渗透水压对抗剪强度参数的影响，构建了考虑水压弱化效应的岩石统计损伤本构模型，并进行试验数据验证，结果表明：该模型能实现水岩耦合作用下岩石破裂全过程的演变规律计算。研究成果对裂隙岩石弱化效应与高拱坝坝肩的稳定分析具有一定的参考价值。     

EBZ260H型掘进机在全岩石大断面中的运用

全岩巷的大断面巷道采用炮掘施工工艺,劳动强度大,单进水平低,不能满足该矿的接续要求。因此,该矿引进了EBZ260H型掘进机,该机从地面运输到井下应用,都取得了较好的效果。该岩巷掘进机在全岩石大断面巷道中快速掘进具有推广价值。