薄煤层首采面超前支撑压力分布特征实现研究

山东某矿井田范围内的3*煤层以其赋存稳定、煤层厚大、煤质好,成为矿井目前的主采煤层.但是,从长远来看,随着矿井开采范围的不断扩大和生产能力的不断提高,3*煤层的开采将不能满足矿井生产的需要,更无法保证煤矿煤炭生产的可持续发展.     

气煤热力耦合变形与孔隙演化特征的实验研究

采用自主研制的"600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机",进行直径×高度为200 mm×400 mm的山东兴隆庄气煤试样高温三轴应力下的耦合热变形实验,对实验后的煤样采样,与非实验煤样进行对照压汞实验及孔隙结构分析。研究结果表明:三轴恒定应力下,气煤随温度升高的热变形可分为3个阶段:缓慢变形阶段、快速变形阶段和破坏阶段;试样由缓慢变形阶段进入快速变形阶段、渗透率激变以及脆韧转化三者具有相同的阀值,都是因气煤热解产生孔隙所致;三轴应力下气煤随温度升高的热变形特征和渗透性变化规律均由大孔的发育程度决定,且试样压缩的空间取决于大孔的体积。     

高温高压下岩石水力压裂实验新型封隔技术

为解决高温高压下水力压裂实验的封孔难题,采用理论分析、数值模拟和物理实验的方法,设计了基于楔形金属对扣结构的水力压裂实验新型密封件,模拟分析了注水作用下的封隔效果,最后采用该密封技术成功开展了大尺寸岩样在高温高压下的水力压裂实验.结果表明:高温、高压和高注水压力均是该密封构件强化密封的有利条件;增加注水压力可实现密封件越压越紧;采用该密封技术成功实现了大尺寸花岗岩试样高温三轴应力下的水力压裂,验证了新型封隔技术的密封效果,同时掌握了高温高压下岩石水力压裂的多次开裂特征.