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。     

壁面润湿性对原油携水流动特性的影响分析

采用原油携水流动的方式将管道内部积水携出可以有效解决管道内部的积水引发管道腐蚀穿孔的问题。基于原油携水流动的动力学过程和界面形态,建立了原油携水流动模型,采用基于VOF模型的InterFoam求解器求解油水界面的动力学方程,对比验证了相同条件下的实验数据和数值模拟结果,分析了原油流速和壁面润湿性对原油携水能力的影响趋势。研究结果表明,使用OpenFOAM对原油携水流动进行模拟分析的方法切实可行,模拟结果与实验结果相比具有较好的吻合性。随着原油流速的增加,原油的携水能力增加,管道内的积水更易被原油携带出管道底部,而原油临界流速的大小取决于管道壁面的润湿性;随着管道壁面的润湿程度的降低,积水有聚集为水团的趋势,并且原油的携水能力增加;当原油流速大于临界流速时,原油的携水能力取决于壁面的润湿程度(即接触角θ的大小),当接触角θ=30°时,水以连续波状薄膜的形式存在;当接触角θ=60°时,薄膜破裂形成分散的水团,这些水团零散地分布于倾斜管壁上,并在剪切力的作用下不断向上移动;当接触角θ≥90°时,积水逐渐在倾斜管段上聚集为一团。     

复合顶板围岩结构失稳分析及支护方式优化

针对金家渠煤矿二煤复合顶板支护难题,通过对巷道围岩变形表现形式、复合顶板围岩破坏准则、围岩变形、控制机理的研究,提出了"柔性抗剪支护+髙预应力帮部加固+弱面补强+喷浆封闭"控制方式。顶板支护采用髙预应力锚索桁架,形成加强锚索支护为骨架、短锚索支护为连续带的支护体系,其中锚索采用?17.8 mm×4300 mm预应力钢绞线,间排距800 mm×900 mm;补强桁架锚索采用?21.8 mm×7300 mm预应力钢绞线锚索+11~#工字钢,沿巷道中心对称布置,间排距2000 mm×1800 mm;巷帮高侧区域施工??17.8 mm×4300 mm钢绞线锚索,低侧区域施工?20 mm×2400 mm螺纹钢锚杆;最后喷浆(厚度50 mm)封闭作业。矩形断面能够减少岩层之间的滑动,进而降低对互层结构的破坏,最大程度提高复合顶板的完整性。通过支护方式及掘进断面优化,巷道收敛量≤30 mm,减少了后巷维护工程量,有效控制顶板变形。     

金家渠煤矿排水体系构建及净化处理工艺应用

金家渠煤矿水文赋存条件复杂,矿井正常涌水量590 m~3/h,最大涌水量725.76 m~3/h,文章在水文勘查基础上,通过对矿井充水方式、涌水量的构成及大小进行科学分析,合理确定了矿井主排水系统及设备、+690 m水平辅助排水系统及设备、13采区集中排水巷的立体式排水系统;矿井最大排水能力1038 m~3/h,排水系统整体满足矿井安全生产需要;根据矿井涌水量的大小,在地面建造矿井水处理系统,矿井水处理能力达到1200 m~3/h,深度处理规模达到100 m~3/h,日处理量1680 m~3/d,指标均可控,COD控制在2.2 mg/L～12.83 mg/L,氨氮控制在0.9 mg/L～1 mg/L,悬浮物控制在2.4 mg/L～9.54NTU,达到矿井水排放水质标准。     

致密砂岩气藏储层物性下限及控制因素分析

长庆油田苏里格气田东区盒8、山1段致密砂岩储层具有典型的低孔-低渗及多层系含气特征.储层下限标准的研究是划分有效储层的基础,砂岩储层的储集性能受控于沉积环境、岩石组成、沉积埋藏史及在埋藏过程中的成岩作用.采用多种方法对该区储层物性下限进行研究,通过产能模拟法验证了物性下限值,探讨了有效储层的控制因素及各因素间的主次关系.结果表明:盒8砂岩孔隙度下限为5.0％,渗透率下限为0.100 mD,含气饱和度下限为45％.山1段孔隙度下限为4.0％,渗透率下限为0.075 mD,含气饱和度下限为45％.岩性、沉积微相起主控作用;机械压实作用是造成砂岩孔隙度下降的重要因素;溶蚀、蚀变作用的强弱决定着砂岩储集性能的好坏;砂体厚度对有效性的控制作用较小.