金坛储气库岩盐蠕变特性及其实用本构研究

通过对金坛盐矿储气库岩盐大量的实验发现:在不同应力水平作用下,岩盐的瞬态蠕变变形介于0.1%到2%之间,一般高应力水平作用下的变形量较低应力水平作用下的变形大;试件的稳态蠕变率从0.0023%/h到0.15%/h变化不等,随应力水平的提高,岩盐蠕变率变化十分明显。表明:应力水平越高,瞬态蠕变变形和稳态蠕变率均越大;反之亦然。在分析应力水平与蠕变变形关系实验及理论分析的基础上,结合金坛储气库实际,建立了基于应力水平的岩盐瞬态及稳态蠕变综合本构方程。该本构方程理论计算与实验结果吻合较好,可为金坛储气库运营的稳定性分析提供一定的参考依据。     

原位溶浸采矿理论研究

在对钙芒硝盐矿溶解渗透试验、油页岩及不同煤种热解试验研究基础上,发现矿体溶解或热解过程中,矿体中固体骨架、孔隙结构以及渗透性随溶解时间或热解温度不断衍化的规律特征。根据试验结果,结合理论分析,初步建立了原位溶浸采矿的理论架构、本构规律及耦合数学模型,为不同矿床原位溶浸开采理论建立及工程模拟,提供了重要理论指导。     

常温下不同浓度盐溶液中石膏细观结构衍化研究

为了研究层状盐岩矿床水溶开采及其中油气储库建造过程中、盐溶液对石膏夹层溶蚀破坏的影响,以及了解不同浓度盐溶液作用下石膏的细观结构变化,本文使用扫描电子显微镜(SEM),对常温下不同浓度盐溶液溶浸作用下的石膏试件进行了细观结构衍化及其特征分析。研究发现:在不同浓度盐溶液中,由于晶体溶浸水化、吸水膨胀以及饱和溶液中晶体析出等作用影响,石膏晶体结构与尺寸会发生不同程度的变化。在不同浓度盐溶液中石膏晶体细观结构的变化,严重影响石膏夹层的物理力学特性,开展不同环境(温度、浓度、压力等)条件下石膏及相关盐岩夹层物理力学特性研究有重要理论意义与应用价值。     

近水平煤层矩形巷道锚固参数确定及数值实验

根据超静定理论,给出计算锚固参数的解析表达式.以山西大同地煤青瓷窑煤矿为研究背景,模拟当角锚杆倾斜角度改变时,锚杆最大剪应力及顶板垂直位移随倾角变化规律.研究结果表明:当该矩形巷道顶板所有锚杆均采用垂直布置时锚杆上最大剪应力及顶板位移均比较小,从塑性分析角度,验算在这种支护方案下锚杆不会进入塑性屈服,顶板岩层不会冒落,可以满足工程需要,所得结论对工程实际应用具有指导意义.     

矿柱宽度对储气库运行稳定性的影响研究

基于我国某盐矿的地质条件,运用FLAC3D对在给定运行压力等条件下,矿柱宽度对储气库运行稳定性的影响进行了数值模拟分析.结果表明:矿柱宽度对储气库运行稳定性存在直接影响;储气库在一年的运行周期内,体积收敛率约为1%;在合理的储气库结构和运行压力下,矿柱宽度可以小于单个储气库的直径.     

含盐分泥岩溶浸弱化力学特性

为了研究储气库建造过程中水对夹层中所含泥岩的弱化作用及破坏方式,试验研究了不同配比的泥岩干试件和在水中溶浸不同时间后的物理力学特性,实验发现m(水泥):m(砂子):m(黄土)=1:1:2或1:1:3再到1:1:4的过程中其强度逐渐减小,其强度由3.66MPa降低到2.73MPa,1:1:3是在清水和饱和盐水中溶浸特性不同的一个临界比例,若黄土配比在此基础上减少,试件在溶浸后强度会有所提高,强度可以提高52%达到7.62MPa;反之,试件强度会减小。同种配比试件,在同一时间段内,分别在清水和饱和盐水中溶浸后强度特性变化不大,其弹性模量也在一定范围内小幅波动,即液体种类对力学特性影响不明显。三种配比的含盐分泥岩试件,在强度上与泥岩相当,在破坏方式上以柱状劈裂和剪切破裂为主,说明含盐分泥岩属弱脆性材料。该成果对含夹层储气库稳定性研究有参考价值。     

盐类矿床水溶开采机理分析

分析了盐类矿床的水溶开采机理，岩盐在水溶液中的溶解机理与规律，岩盐溶解之后的盐溶液运移传输规律，以及水力压裂双井对流系统溶腔形状的变化分析，通过理论分析，给出了岩盐溶解机理的数学表达式，盐溶液密度分布规律；运用流体力学理论，建立了水溶开彩盐溶液的运移传输规律，并最终建立了水溶开彩的数学模型，及水溶开朋中岩盐溶解、盐溶液运移及溶腔变形的控制方程，为水溶开彩理论的建立奠定了一定基础。     

盐岩体储库裂缝流体渗流数值模拟

结合中国地下油气储库建造过程中所出现层状盐岩体问题，建立盐岩体裂缝流体渗流数学模型，并进行了相应的数值模拟。数值模拟结果表明，高压流体裂缝渗透过程中，沿裂缝通道上，流体压力在逐步降低。对于油气等稳定性流体，在裂缝渗流扩展的通道上，盐岩体裂缝呈扇形状张开；对于水溶液来讲，由于盐岩溶解的影响，靠近储库腔体壁附近的裂缝宽度较大，渗透率较高，在整个裂缝通道上，压力降低较慢，扩展距离也远于高压油气流体作用下的情况。结果提示：在盐岩体溶腔油气储库运营过程中，严格控制腔体压力不得大于地层应力及其抗拉强度；同时应控制天然气的采出速率，防止腔体内水合物的生成。以此来避免盐岩体在分层界面的水溶液渗透（流），保持腔体的致密性及稳定性。对中国在盐岩体中油气储库的建造及运行具有十分重要的意义和价值。     

吸附瓦斯对煤体渗透性影响的试验研究

在不同的围压、轴压、渗透压组合条件下,对乡宁2号焦煤100mm×100mm×200mm的大尺寸煤样进行了瓦斯气体吸附前后的渗透性试验。结果表明:乡宁2号焦煤的渗透率随体积应力呈阶段性变化规律,在加载初期,渗透率随体积应力有一定程度增加,随后开始迅速降低;在加载后期,渗透率缓慢下降;体积应力较低时,提高渗透压能在一定程度上提高煤体渗透率,但是随着体积应力的增长,这一作用效果减弱;煤体吸附瓦斯后,在相同体积应力与渗透压条件下,煤体的渗透率下降十分明显,平均降低9.14%～26.99%。     

关于加强矿产资源管理的实践与思考

本文以矿产资源管理问题为切入点,通过对国内以及耒阳市煤矿矿产资源管理工作现状的客观分析,提出相应问题处理对策。