坚硬煤层爆破致裂增注技术研究及应用

为解决坚硬煤层注水难度大的问题,对煤层采取爆破致裂的技术,增加煤体裂隙,以平顶山矿区某煤矿为研究对象,验证了爆破致裂增注技术在坚硬煤层中的应用效果。结果表明:单孔爆破后裂隙扩展范围达到2~3 m,注水流量及总注水量比普通钻孔显著增大。双孔同时爆破时,由于应力波的相互叠加,使煤体应力重新分布,在两孔之间形成相互贯通的径向裂隙和环向裂隙,裂隙扩展范围可达6 m,爆破效果优于单孔爆破。     

鹤煤八矿掘进工作面控制预裂爆破技术消突效果考察

鹤壁八矿掘进工作面在实施顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯和控制预裂爆破技术相结合的措施,本文以控制预裂爆破技术的消突效果考察为重点,从煤层瓦斯含量的变化、爆破前后工作面瓦斯涌出量的变化及爆破前后顺层（巷帮）钻孔抽放效果的变化对控制预裂爆破技术的消突效果进行分析考察。     

大直径煤层钻孔注水压裂防治冲击地压数值模拟

为消除冲击地压危险性,采用数值分析方法模拟大直径煤层钻孔注水压裂过程,分析单孔不同侧压系数和多孔不同布置方式下注水压裂效果.研究结果表明:注水使煤层大范围卸压,产生的大量裂隙削弱煤体应力,水的作用改变煤体的物理力学性质,有效防治冲击地压发生;裂缝扩展方向与侧压系数相关,随侧压系数增大,裂缝扩展方向由竖直方向转为水平方向;不同钻孔布置方式卸压效果不同,沿垂直方向四方布置卸压范围比单排布置和三花布置高出35.8%和31.3%,四方布置更适合于冲击地压矿井厚煤层开采,分析结果对冲击地压矿井安全开采具有重要指导意义.     

西山矿区煤层顺层孔CO_2爆破增透试验研究

为提高西山矿区煤层透气性,缩短瓦斯抽采达标时间,分析了煤层顺层孔CO_2预裂增透技术可行性,模拟了CO_2预裂增透半径。研究结果表明:CO_2爆生气体计算压力大于围岩作用下煤体强度,CO_2爆破煤层增透具备技术可行性;数值模拟显示,经过CO_2预裂爆破后,预裂效果最好的是屯兰矿2#煤,煤层裂隙半径4.20m,其次是屯兰矿8#煤,煤层裂隙半径3.90m,再次是马兰矿8#煤,煤层裂隙半径3.45m,最后是东曲矿8#煤,煤层裂隙半径3.30m;现场试验表明,东曲矿8#煤爆破孔间距按6.5m布置,压裂区平均单孔抽采纯流量是未压裂区的3.2倍。     

CO_2气爆含控制孔煤层裂隙演化颗粒流模拟

CO_2深孔预裂爆破是实现低透煤层瓦斯抽采的重要煤层增透技术手段。为更加准确地分析CO_2气爆作用下煤层裂隙演化规律,解决CO_2爆破过程存在非连续、大变形的问题,基于颗粒流方法(PFC)建立细观数值模型。通过将CO_2气爆应力波等效为半球面谐振波,分析CO_2气爆作用下煤层颗粒速度场;以颗粒膨胀加载法和动边界条件处理法,应用PFC2D构建二维数值模拟模型,分析CO_2气爆含控制孔煤层裂隙演化规律。结果表明:CO_2爆破应力波入射过程中,钻孔边界发生明显的动力效应,自孔周呈现推进式破坏区;煤层埋深增加,起裂压力增大,主裂纹形成后裂隙扩展范围增大;设置控制孔能有效加速裂隙发育,裂隙扩展深度和影响范围均有显著增加。该模拟可以解释爆破应力波的传播规律和描述煤岩体的动力破坏过程。     

低透气煤层预裂瓦斯运移数值模拟及抽采试验

针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采难问题,利用数值模拟软件RFPA2D-Flow再现了采取煤层深孔爆破预裂后,瓦斯在煤层及爆生裂隙中的流动规律.研究结果表明,预裂圈内煤和岩石的孔隙率大大提高,煤层透气性显著增加,但当裂隙圈之间不相交时,瓦斯同样很难在完整的低透气性煤体中运移,因此只有当抽采瓦斯钻孔处在裂隙圈中才能高效抽采瓦斯.现场试验证实,低透气性煤层预裂后,有效导通裂隙增加,布置在裂隙圈内抽采瓦斯钻孔可以获得高效抽采瓦斯效果,从而降低煤与瓦斯突出危险性.     

煤巷掘进中预裂爆破对抽放提高的分析

针对低透气性煤层掘进工作面瓦斯预抽率较低以致突出危险较高的问题,以某矿(K1、K4)煤层煤巷掘进工作面为研究对象,进行了现场深孔预裂爆破试验,对预裂爆破前后钻孔瓦斯抽放量进行了对比分析,并对预裂爆破后有效的钻孔瓦斯抽放半径进行了考察。试验结果表明:K1煤层预裂爆破后瓦斯预抽率仅需10d就能达到37.13%,缩短抽放时间60%;而且效果检验5个循环才出现瓦斯解吸指标超标。K4煤层预裂爆破后瓦斯预抽率仅需12d就能达到34.28%,缩短抽放时间60%;而且效果检验3个循环才出现瓦斯解吸指标超标,预裂爆破对瓦斯抽放效果有明显的提高;爆破后K1和K4煤层瓦斯有效抽放半径分别为4.5和5.2m。这对于现场预裂爆破工作具有一定的指导意义。     

低渗透煤层合增透技术应用

为增加低渗透高瓦斯煤层的透气性,提高瓦斯利用率和抽采效率,提出低渗透煤层复合增透的方法.利用RFPA2D-Flow和FLAC3D软件分别对水力压裂裂缝的起裂、延伸与扩展规律和CO_2增透钻孔内提前制造不同长度的预裂缝对爆破致裂增透效果的影响情况进行模拟.进行井下复合增透效果工业试验,运用瓦斯压力降低法分析预裂后煤层瓦斯抽采半径.结果表明:模拟注水压裂27 PMa时,割缝半径约2 m,随着煤壁预裂缝长度增加,CO_2爆破致裂影响半径呈线性递增的趋势.现场复合增透后煤层抽采率显著提高,有效半径由原来单一水力压裂的2 m增加到7 m左右.     

倾斜煤层厚层坚硬顶板条件下 沿空留巷关键参数

为了确定倾斜煤层厚层坚硬顶板条件下的合理预裂爆破切顶卸压参数,通过理论计算和数值模拟,在切顶预裂爆破深度为4.0,5.0,5.5,6.0,8.0 m 及切顶角度为 0°,5°,10°,15°,20°时,对巷道顶板的垂直应力分布和巷道顶板垂直位移进行分析.试验结果表明:考虑经济成本,最优切缝深度为5.5 m;当预裂切顶角度为10°时,能有效切落采空区侧顶板,并且巷内围岩压力的卸压效果较为明显;根据聚能管直径确定切顶卸压爆破孔直径为55 mm,根据理论计算和数值模拟确定切顶卸压爆破孔间距为600 mm.将所得结果应用于柏林煤矿-2446(K26)综采工作面,可以保证该综采工作面的安全高效开采.     

煤层定向水压致裂机理研究

随着中国煤矿开采规模、深度及强度的逐年加大,为进一步保障安全生产环境、降低安全事故发生的频度和烈度、提高资源回收率,煤层水压致裂的可控性是目前亟待研究的重要问题之一。煤层定向水压致裂技术利用钻孔煤层中的裂隙作为导向裂隙,在围岩应力与注水压力共同作用下,引导岩层破坏方向。基于水压致裂单裂隙压剪模型及断裂力学理论推导出定向水压致裂临界水压力,对煤层定向水压致裂机理进行研究。研究结果表明,定向裂隙的存在使得煤层水压致裂位置发生偏移,定向裂隙的角度和长度是影响煤层水压致裂破坏方向和临界注水压力的主要因素,这为煤层水压致裂可控性提供理论基础。     

一个数论函数方程xy-[x]y=y

利用初等数论和极限理论研究了一个包含Gauss取整函数方程xy-[x]y=y的可解性问题,证明了当x∈[n,n+1),n∈瓔时,有且只有一个y与之对应,从而方程xy-[x]y=y有无穷多组实数解.同时,当y值非常小时,可以获得解x的具体形式,即在y=2,3时,给出了对应解x的具体形式.     

关于(y)-P-内射模与(y)-P-平坦模

引进Ｒ－Ｐ－内射模与Ｒ－Ｐ－平坦模的概念，给出了它拉的特征刻划，并用这二类模刻划了Ｒ－Ｐ－ｃｏｈｅｒｅｎｔ环，Ｒ－Ｐ－正则坏，Ｒ－ＰＰ－环Ｒ－ＰＦ环。     

y′=f（x，y）g（x，y）型微分方程的一种新的数值解法

给出了y′=f(x,y)g(x,y)型微分方程的一种新的数值解法,并对该解法的近似效果进行了讨论.     

一类n次系统全局结构分析(Ⅰ)

本文研究了动力系统x=x+P_n(x,y),y=y+Q_n(x,y),这里P_n(x,y),Q_n(x,y)为n次二元多项式齐式,证明了这个系统为可积系统,并且研究了这个奇点的性质。     

不定方程x(x+1)(x+2)(x+3)=11y(y+1)(y+2)(y+3)

运用了一种初等的证明方法,对一个不定方程x(x 1)(x 2)(x 3)=11y(y 1)(y 2)(y 3)的正整数解进行了研究。证明过程中仅涉及到了初等的数论知识,就是采用了递归序列的方法,证明了不定方程x(x 1)(x 2)(x 3)=11y(y 1)(y 2)(y 3)无正整数解,同时这个证明过程也给出了这个不定方程组的全部整数解,它们是(x,y)=(-3,0),(-3,-1),(-3,-2),(-3,-3),(-2,0),(-2,-1),(-2,-2),(-2,-3),(-1,0),(-1,-1),(-1,-2),(-1,-3),(0,0),(0,-1),(0,-2),(0,-3)。     

关于不定方程3x(x+1)(x+2)(x+3)=14y(y+1)(y+2)(y+3)

运用递归数列、pell方程、同余式及平方(非)剩余等方法,证明了不定方程3x(x+1)(x+2)(x+3)=14y(y+1)(y+2)(y+3)仅有正整数解(5,3).     

关于不定方程x(x+1)(x+2)(x+3)=19y(y+1)(y+2)(y+3)

运用递归序列,同余式的方法证明了不定方程x(x+1)(x+2)(x+3)=19y(y+1)(y+2)(y+3)仅有平凡的整数解,从而更进一步证明了不定方程x2-19(y2+3y+1)=-18仅有整数解是(±x,y)=(1,-1),(1,-2),(1,-3),(1,0),(571,10),(571,-13),(911,13),(911,-16).     

关于不定方程x(x+1)(x+2)(x+3)=15y(y+1)(y+2)(y+3)

利用递归数列的方法,证明了不定方程x(x+1)(x+2)(x+3)=15y(y+1)(y+2)(y+3)仅有正整数解(x,y)=(3,1),(25,12).     

关于不定方程x(x 1)(x 2)(x 3)=10y(y 1)(y 2)(y 3)

运用递归数列的方法,证明了不定方程 x(x 1)(x 2)(x 3)=10y(y 1)(y 2)(y 3) 无正整数解.     

丢番图方程y(y+1)(y+2)(y+3)=n~2 x(x+1)(x+2)(x+3)解的研究

设n1是正整数,利用Pell方程的正整数解的一组恒等式和高次丢番图方程的结果,研究了丢番图方程y(y+1)(y+2)(y+3)=n~2x(x+1)(x+2)(x+3)的正整数解(x,y),分别在2|/n,3|x的情形下和n不同素因数的个数不超过2的情形下,证明了该方程没有正整数解(x,y).