中国科技论文

China Sciencepaper

  • 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室

    <正>一、历史沿革重庆大学矿冶学科创立于1935年,是全国科研院校中最早的矿冶学科之一,率先在全国幵展煤矿瓦斯灾害防治的科学研究,在煤岩与瓦斯突出机理及其控制理论与方法等方面建立了自己独特的理论体系,1958年"保护层开采"项目获煤炭部火箭奖,1978年"近距离煤层保护层开采技术及抽放瓦斯"获全国科学大会奖。1978年成立矿山工程物理研究所,2000年"西南资源开发及环境灾害控制工程’’实验室批准为教育部重点实验室,通过教育部重点实验室10年的研究基础,2011年科技部批准建立"煤矿灾害动力学与控制"国家重点实验室,并于2013年顺利通过科技

    2015年03期 v.10 244页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K]
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  • 颗粒在浓缩机中实现沉降的临界条件的计算

    张志军;贾红伟;杨小霞;

    为了确定颗粒在浓缩机中实现沉降的临界条件,提出了颗粒临界有效面重的概念。通过对浓缩机中的流场分析,在浓缩机沉降区,颗粒是在垂直上升介质流中做干扰沉降运动。对颗粒进行受力分析和计算,提出颗粒实现沉降的临界条件是达到临界有效面重,且颗粒有效面重为颗粒的表面积与颗粒有效密度的乘积,并建立了临界有效面重的数学模型。计算表明,增加浓缩机的处理量,上升介质流速度随之增加,则颗粒絮团实现沉降的临界有效面重也越来越大。在同一沉降环境中,即颗粒絮团实现沉降的临界有效面重一定时,颗粒絮团的密度越大,则颗粒絮团实现沉降的临界粒度越小。

    2015年03期 v.10 247-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 167K]
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  • 基于主成分分析和支持向量机的矿井水源判别

    邱梅;施龙青;韩进;滕超;景行;冯阳;

    针对传统支持向量机法判别矿井水源准确率较低的问题,选取7种水化学成分指标作为矿井水源判别的指标,采用主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)相结合的方法建立PCA-SVM矿井水源判别模型。以山东盛泉矿业有限公司矿井太原组灰岩含水层和奥灰含水层的水化学特征中的27个样本进行训练和检验,并与传统的支持向量机模型结果进行比较,利用PCASVM模型对矿井水源进行判别,分类准确率由66.67%提高到83.40%。研究结果表明,利用PCA-SVM矿井水源判别模型能有效消除判别指标间的相关影响,判别率较高,引进主成分分析算法是必要的。

    2015年03期 v.10 251-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
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  • 集合转换卡尔曼滤波同化的一种分析方案

    吴国灿;郑小谷;

    集合转换卡尔曼滤波在处理非线性观测资料的同化时,通常对非线性观测算子做简单的线性化处理,这会带来较大的舍入误差,降低同化效果。通过对状态变量和观测变量的转换,将观测算子视为预报算子的一部分,对传统的同化算法进行改进,减小了同化中的误差。以典型的Lorenz-96预报模型来验证算法,对于较大模型误差或较强非线性观测算子的情形,结果好于传统的方法。

    2015年03期 v.10 256-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 227K]
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  • 用离散单元划分法计算页岩气资源量

    林腊梅;张金川;王香增;张丽霞;

    针对页岩气聚集机理的特殊性和我国页岩气评价的基础条件,提出了采用离散单元划分法计算页岩气资源量。根据页岩含气量的非均质性特点,借鉴有限元原理,将评价地质单元中连续分布的页岩气资源进行有限数目的单元离散;根据页岩气不具有顺层流动性的特点,以含气量资料井为中心,采用井控分块、单元划分、参数类比、离散累加的原则和方法计算页岩气资源量。该方法应用在鄂尔多斯盆地下寺湾区页岩气资源量计算中,效果良好,表明离散单元划分法可应用于页岩气勘探开发各阶段,在页岩气滚动评价中具有较大的推广应用前景。

    2015年03期 v.10 261-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K]
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  • 不同助剂下的炼焦煤微波脱硫试验研究

    亢旭;陶秀祥;许宁;

    为了找到一种有效的高硫炼焦煤脱硫方法,以山西新裕煤矿和圪堆煤矿的高有机硫炼焦精煤为研究对象,考察酸性助剂(HCl),碱性助剂(NaOH),氧化性助剂(CH3COOH-H2O2混合溶剂),还原性助剂(HI)和有机类助剂(正丙醇、四氢萘、四氯乙烯)条件下,微波辐照时间对脱硫效果的影响。结果表明:盐酸助剂对煤中硫分脱除效果甚微;以NaOH为代表的碱性助剂只有在熔融的条件下才有较好的脱硫效果,其煤样全硫最多可下降39.14%和40.32%;醋酸和双氧水的混合溶液在反应的前2min即可达到较好脱硫效果,煤中硫分分别下降13.16%和24.11%;HI可以使煤中硫分分别下降20.72%和36.76%;在有机类助剂中,四氢萘和四氯乙烯分别对新裕煤样和圪堆煤样有一定脱硫效果,可使煤中硫分分别下降10.53%和11.07%。

    2015年03期 v.10 266-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 356K]
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  • 土壤对全氟化合物的吸附作用

    包怡梦;赵璞君;夏星辉;孙可;

    全氟化合物(Perfluoroalkyl substances,PFASs)是一类受到全世界关注的新型污染物,有关其环境行为的研究报道很多,但目前有关PFASs吸附的研究多是针对沉积物或碳质材料,对于其在土壤上的吸附研究较少。因此,本文研究了3种不同性质的土壤对6种PFASs(全氟辛酸、全氟辛烷磺酸、全氟壬酸、全氟癸酸、全氟十一酸和全氟十二酸)的吸附特征。结果表明,PFASs在土壤中吸附1h就达到平衡。6种PFASs均符合Freundlich吸附等温式,土壤-水分配系数随碳氟链增加而增加,且PFASs的分配系数(lgKd)与其辛醇-水分配系数(lgKow)呈显著正相关(p<0.01)。PFASs在土壤上的吸附量随土壤有机碳含量和阳离子交换量的增加而增加,6种PFASs的土壤有机碳标化分配系数范围为102.26~105.07 L/kg。除疏水作用外,氢键作用和静电作用也是PFASs在土壤上吸附的重要机制。

    2015年03期 v.10 270-274+279页 [查看摘要][在线阅读][下载 356K]
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  • 底板岩巷穿层瓦斯抽采钻孔的优化布置

    黄兴;胡国忠;李子玉;秦伟;

    为了提高本煤层穿层钻孔的瓦斯抽采效果,采用COMSOL软件分别对阳泉矿区五矿8406工作面不同钻孔间距、钻孔直径、抽采负压条件下底板岩巷穿层钻孔的瓦斯抽采效果进行了数值模拟。结果表明:阳泉矿区五矿8406工作面穿层钻孔的合理布置间距为2~2.5m,并且钻孔间距对穿层钻孔的瓦斯抽采效果影响显著。研究结果为工程实践提供了理论参考依据。

    2015年03期 v.10 275-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 744K]
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  • 川西地区中二叠统栖霞组优质白云岩储层特征及形成机理

    冯明友;张帆;李跃纲;张本健;尹宏;李波;

    为明确川西地区中二叠统栖霞组白云岩储层特征,探讨优质储层形成机理,通过显微镜、扫描电镜、阴极发光、物性测试等多种方法手段,结合野外露头、岩心、薄片、钻井等开展了系统研究。研究表明,川西地区栖霞组白云岩原始沉积物多为位于浅缓坡沉积环境的生物碎屑灰岩、生物灰岩及砂屑灰岩。储层岩石类型以细晶白云岩、中晶白云岩为主,其次为局部云化的豹斑状灰质白云岩。储集空间类型以晶间孔、晶间溶孔为主,其次为裂缝和孔洞。栖霞组储层属低孔、特低渗型储层,中-粗晶白云岩及颗粒白云岩储层物性较好。白云岩储层垂向上主要富集于栖霞组中上部,横向上延伸距离1~10km、单层厚度3~10m,平面上呈非规则带状展布。受沉积相、短期暴露溶蚀、多期云化作用、埋藏期溶蚀作用及构造裂缝复合影响,最终形成单个规模小但产能巨大的孔隙-裂缝型储层。

    2015年03期 v.10 280-286页 [查看摘要][在线阅读][下载 2902K]
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  • 不同粒径下土壤水分特征曲线的测定与拟合模型的研究

    赵雅琼;王周锋;王文科;陈立;张在勇;

    为研究不同粒径下土壤水分特征曲线的变化规律并探究描述曲线的最佳模型,以4种不同粒径的土壤为研究对象,用Ku-pF仪进行土壤水分特征曲线的测定,并用3种经验模型对实测曲线进行了拟合。试验结果表明:土壤粒径越小,其孔隙结构越密实,中、小空隙增多且连通性变差,土壤具有较高的进气值和良好的持水性能。不同经验模型对不同质地土壤的适用性不同,利用经验模型来拟合非饱和土壤水分特征曲线时,不能脱离参数的物理背景而单纯地追求拟合精度,通过对比、分析3种常用模型,得出Fredlund and Xing模型是描述土壤水分特征曲线的最佳模型。

    2015年03期 v.10 287-290+295页 [查看摘要][在线阅读][下载 371K]
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  • 单轴压缩下粉砂岩声发射事件与撞击对比试验研究

    王春来;李炜强;卢辉;王福利;李仕博;郭袁进;刘畅;李长江;刘超;罗茗;

    为更深入地研究岩石受载失稳过程中声发射(AE)撞击和事件参数对岩石内部损伤的响应关系,试验采用PCI-2全数字化声发射信号采集分析系统及TAW-2000型微机伺服岩石力学实验系统,对粉砂岩进行单轴加载声发射监测,观察粉砂岩在单轴加载过程中声发射事件参数与撞击参数的变化特征。通过参数对比分析,发现事件参数与撞击参数对粉砂岩破坏表征的优劣性,得出如下结论:AE撞击参数较AE事件参数变化趋势明显,更能体现岩石内部损伤过程;在岩石受载中期声发射活动相对前后期较为平稳且各参数值也相对偏低;在粉砂岩未处于失稳破坏阶段时,撞击数与事件数的变化趋向相同;但受载末期撞击数迅速增加而事件数很少,两者变化呈不同趋向,其直观地反映出岩石内部裂隙发展过程。

    2015年03期 v.10 291-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 1060K]
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  • 煤与瓦斯突出的“霰弹”模型及其变化规律

    逄焕东;高文乐;杨永杰;

    煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯作用下,瓦斯携带煤块向自由面冲出的过程,该过程的参数变化反映了煤与瓦斯突出变化的规律。由于煤炭开采的周期来压作用和含煤地层力学性质的各向异性,含煤地层中不同区域的瓦斯集中程度不同。这些高压瓦斯加剧了煤体破裂,形成的裂隙也为瓦斯的宣泄创造了通道。一旦有距离合适的自由面,瓦斯就会冲破阻力,携带大量煤块向自由面急剧冲出,形成煤与瓦斯突出。此过程与"霰弹"发射相似,因此采用"霰弹"模型描述。结合瓦斯突出的动力学过程与数值计算结果分析发现,要避免煤与瓦斯突出,阻止"霰弹"发射,提出了防治瓦斯突出的措施:破坏"炮弹",即改变煤体块度,尽量降低煤块颗粒直径;破坏"枪筒",利用爆破制造煤与瓦斯突出区域的排出通道,降低瓦斯密集度;阻止扣动"扳机",利用爆破方法改变煤与瓦斯突出倾向区域的地应力传递。

    2015年03期 v.10 296-299+321页 [查看摘要][在线阅读][下载 538K]
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  • 含水弱化的软岩变参数蠕变损伤模型研究

    于超云;唐春安;唐世斌;

    为准确描述软岩受水弱化作用影响的蠕变特性,基于西原模型,引入与含水率有关的损伤变量Dω以及与时间相关的损伤变量Dt,建立了考虑软岩含水劣化效应的变参数蠕变本构模型,并采用参数反演的方法对模型的合理性和正确性进行了验证。研究表明:水的存在导致软岩蠕变量增加,到达稳定蠕变的时间延长;改进的蠕变损伤模型在不同含水状态和不同应力等级下的拟合曲线与试验曲线都十分吻合;该模型可以较好地描述蠕变全过程尤其是加速蠕变阶段。开展含水弱化软岩蠕变损伤本构关系的研究,将为进一步认识软岩的流变特性提供一定的理论依据。

    2015年03期 v.10 300-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 396K]
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  • 沟壑切割区塌陷灾害防治对策

    余学义;刘樟荣;赵兵朝;

    为了防范和治理沟壑切割区开采塌陷灾害,针对沟壑切割区的特殊地形地貌,首先对沟壑切割区开采塌陷灾害进行了分类,然后分析了各类塌陷灾害的演化过程及形成机制,最后提出了相应的防治对策。研究结果表明,沟壑切割区开采塌陷灾害可分为崩塌灾害、滑塌灾害和滑坡灾害三类。崩塌灾害和滑塌灾害分别主要由拉伸破坏和剪切破坏引起,滑塌灾害则兼具拉伸破坏和剪切破坏机制。在沟壑采动影响范围内,可根据具体条件分析采取限高协调开采、留保护煤柱、充填开采和顺坡开采等减损开采方法,同时对边坡采取削坡减载、裂缝灌浆、塌陷回填、支护加固、种植植被、加强排水等地表防护措施,灾后则应采取应急治理恢复措施。

    2015年03期 v.10 305-308页 [查看摘要][在线阅读][下载 387K]
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  • 生物碳吸附回收废水磷素的研究进展

    方慈;张涛;江荣风;

    磷是生命过程中的必需元素,然而现如今世界磷矿资源极度匮乏,同时流失的磷又造成严重的富营养化污染。第一次全国污染源普查技术报告指出,农业源是我国磷排放的首要源头,因此回收农业废水磷素资源具有重要的研究价值。生物碳作为一种经济高效环境友好的新型吸附材料,近年开始用于回收废水中的磷素。本文将通过介绍生物碳性质、影响因素、吸附机理及解磷特性等内容,探讨生物碳回收农业废水中磷素的研究前景。

    2015年03期 v.10 309-315页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
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  • 混合核函数SVM分类模型下采矿区时空变化监测

    林怡;王鹏育;何丽玲;张玉关;叶勤;

    采矿区的过度开采,会造成地表不断塌陷并形成积水,矿区四周的土地利用格局也会在短期内发生变化。以徐州市沛县东北部的大屯矿区局部区域为例,选取LandsatTM和ETM+的25年间时序数据,在对影像进行辐射校正和几何校正后,利用多项式核函数和径向基核函数构建混合核函数分类模型对采矿塌陷区的土地利用及覆盖的时空变化情况进行研究,特别对塌陷区的积水区域进行了耕地资源与塌陷地积水等信息的自动提取与变化检测。实验表明,自1987年至2012年以来,采矿区塌陷面积日益趋大,塌陷区积水面积扩展的方向就是地下煤矿开采的方向。

    2015年03期 v.10 316-321页 [查看摘要][在线阅读][下载 934K]
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  • 珠江口盆地向海阶梯状断裂特征及成因分析

    蔡周荣;殷征欣;叶军;万志峰;吕宝凤;

    珠江口盆地是南海北部大陆边缘新生代发育起来的裂陷型盆地,蕴藏丰富的油气资源,同时位于华南块体与南海块体的洋陆转换带上,因此研究珠江口盆地的裂陷演化过程对探讨南海的成因机制有重要的意义。前人研究成果表明,珠江口盆地新生代的断裂以NE向和NW向为主,把珠江口盆地分隔成南北分带、东西分块的构造格局,本文通过地球物理资料解释发现其中NE向断裂呈明显的向海阶梯状排列的发育特征,控制着珠江口盆地从北向南的裂陷演化过程以及沉积构造迁移。结合区域构造演化背景分析,认为太平洋板块俯冲以及印度-欧亚板块碰撞引起的远程和深部效应是阶梯状断裂的主要动力学机制,南海北部岩浆活动、张裂作用以及南部洋盆的洋脊跃迁等构造事件在时空上为连续、有序的构造事件,与深部地幔物质一边上涌一边向南迁移有关。

    2015年03期 v.10 322-326+330页 [查看摘要][在线阅读][下载 813K]
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  • 基于产状数据的三维岩层分界面模拟

    薛源;胡丹;白林;杨永乐;

    为使三维地质建模摆脱对难以获得、花费高昂且数据量较少的钻孔和剖面数据的依赖,模拟出满足精度要求的三维地质模型,并利用产状数据进行岩层分界面趋势推演,且依此采用普通克里格方法进行空间曲面插值,实现对岩层分界面的三维模拟。实例研究表明,该方法模拟出的岩层分界面精度较高,可为后续基于面的三维地质模型的建立提供可靠依据和有效可行的途径。

    2015年03期 v.10 327-330页 [查看摘要][在线阅读][下载 375K]
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  • 重庆市黔江区贫困村多维测算模型的构建与应用

    郭辉;王艳慧;钱乐毅;

    根据我国扶贫现状,贫困村已成为国家在扶贫开发中的重要研究对象之一。本文以连片特困区扶贫重点县——重庆市黔江区为研究区域,以行政村为单元,在系统设计贫困村多维识别指标体系基础上,结合组合权重的赋权方法和综合指数法的综合评价方法研究贫困村多维测算模型具体算法,详细论证了贫困村多维测算模型的设计思路及关键,并利用地理信息系统技术将模型实现了可视化,得到了研究区多维度下各贫困村的相对贫困程度的空间分布。最后将测算结果与当地实际情况进行了对比分析,证明了该模型的准确性与有效性。

    2015年03期 v.10 331-335+347页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 2001—2013年中国矿井水害事故相关性因素特征分析

    魏久传;肖乐乐;牛超;尹会永;施龙青;韩进;段法坦;

    为了进一步认清中国矿井水害事故现状及其相关因素特征,通过统计国家煤矿安全监察局煤矿事故查询系统公布的数据(资料日期:2001年1月1日—2013年12月31日),对2001—2013年我国发生的矿井水害事故的相关信息分层次、分类别统计,对以往公布的陈旧、错误数据进行了修正更新;总结了我国煤矿水害事故的类型;阐明了水害事故发生区域、发生时间、煤矿企业特征以及国家制定的法规政策等相关因素与煤矿水害事故之间的密切关系。根据不同类型水害事故的特点提出有效的技术防治路线,并对目前制约煤矿水害防治技术的关键问题进行了探讨。

    2015年03期 v.10 336-341+369页 [查看摘要][在线阅读][下载 472K]
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  • 川渝地区近50年干旱特征及该地区产业结构变动研究

    杨春瑰;张楚瑶;

    为了研究全球区域干旱背景下,干旱气候对地区的经济影响,本文从产业结构角度出发,探讨了川渝地区的干旱经济问题,根据标准化降水指数法,归纳了川渝50年来干旱特征,并通过分析干旱与宏观经济的相关性发现:一方面,50年来川渝地区旱涝交错分布明显,干旱爆发存在区域性、季节性特点,导致旱灾与地区宏观经济的相关性微弱;另一方面由于川渝地域间发展不平衡,西部、中部、东部之间产业结构差异较大,导致了第一产业所占比重较大的中部地区经济最容易受到干旱的影响。由此可认为,虽然现阶段干旱对川渝地区经济影响较小,但随着西旱东移趋势的加强,对该地区干旱的研究与防御在现阶段仍然很有必要。

    2015年03期 v.10 342-347页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K]
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  • 喀什地区地下水适用性评价

    曲鹏飞;王文科;段磊;文广超;陈立;

    针对喀什地区水量分配不合理等问题,对克孜勒-恰克马克河流域与盖孜-库山河流域进行野外调查、现场取样,并结合图解法、模糊综合评价法等方法,对地下水进行适用性评价。结果表明:喀什北部克孜勒-恰克马克河流域水质为V类水质,不适合作为生活、灌溉用水,同时SO2-4含量过高,也不适合作为工业用水;南部盖孜-库山河流域上、中游多为Ⅰ、Ⅱ类水质,由于矿化度较低,故可用作生活用水,流域下游多为Ⅲ、V类水质,适合用作灌溉用水、工业用水。最终将上述结果绘制成水质适用性分区图。同时,对该地区地下水的适用性进行全面的分析,使该地区的地下水资源得到充分利用。

    2015年03期 v.10 348-353页 [查看摘要][在线阅读][下载 886K]
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  • 不同压裂液对煤层气解吸影响的实验研究

    周珺;伊向艺;卢渊;邱小龙;车星祥;

    煤层气主要以水力压裂的方式来提高产量,压裂过程中入井液与煤岩的接触对煤层气的生产具有较大的影响。与常规气藏不同,煤层气的产出分为解吸—扩散—渗流三个步骤,仅研究压裂液对储层渗透率的伤害不能完全反应压裂液对煤层气生产能力的伤害程度。本文利用自主研制的煤岩解吸分析实验装置,通过逐级降压测试,实时记录不同阶段下压降与解吸速率、解吸量的关系,评价了不同压裂液及添加剂对煤层气解吸扩散过程的影响。结果表明:液体进入煤基质和微割理中,阻碍了煤层气的解吸和运移;由于各种液体表面张力和润湿性的不同,对煤层气解吸伤害最小的是水源水,伤害最大的是微乳剂溶液;与干煤样解吸相比,在压裂液的作用下煤层气的解吸量主要集中在1 MPa以下,解吸速率随着压力的降低不断增大。

    2015年03期 v.10 354-358页 [查看摘要][在线阅读][下载 721K]
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  • 煤矿带式输送机多级防护系统研究与测试

    张旭辉;马宏伟;毛清华;

    针对煤矿主井运输系统——钢丝绳芯输送带安全运行和状态监测方面的问题,对带式输送机安全运行机理进行研究,提出一种带式输送机多级安全防护策略,从输送带输送机的启停控制、运行保护、缺陷在线检测和断带抓捕等方面进行全方位的检测与控制,达到多级防护和高可靠性运转的目的。研究表明,该策略可有效解决带式输送机运行前内部缺陷潜在、运行中工作状态和保护不足、突发断带事故后损伤急剧扩大等难题,显著提高了带式输送机的运行可靠性,对保障煤矿安全生产具有一定意义。

    2015年03期 v.10 359-363页 [查看摘要][在线阅读][下载 1110K]
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  • 基于频陷理论的地震谱反演技术分析

    冯磊;周项通;张广博;余为维;

    我国陆相盆地广泛发育薄层砂体,但受地震分辨率限制,从地震剖面上难以直接识别薄层反射特征,为寻找岩性圈闭带来困难。谱反演技术的出现,为薄层砂体识别方法带来新的方向。该技术避开调谐振幅进行薄层识别的方法,采用在频率域中分析薄层频谱中出现的频陷特征,并且把地震信号分解为奇偶分量,进一步提高薄层的识别能力。通过模型分析,发现薄层厚度越小,对应信号频谱中频陷周期越大。地震信号奇偶分解后,其中偶分量能够提高地震资料的视分辨率。通过对谱反演目标函数的剖析,给出了具体实现过程。

    2015年03期 v.10 364-369页 [查看摘要][在线阅读][下载 938K]
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  • 基于渗流-应力-损伤耦合模型的泥页岩井壁稳定性研究

    冉小丰;王越之;贾善坡;易先中;

    石油钻井过程中,泥页岩地层井壁稳定性研究十分复杂。本文在连续损伤力学理论基础上,将塑性损伤演化及渗流相互耦合的概念引入Mohr-Coulomb破坏准则,建立了基于等效塑性应变的损伤演化模型,给出了泥岩的渗透性的演化方程。以中国西部某油田实际钻井过程为例,建立了井壁稳定分析模型。计算过程中考虑了围岩损伤引起的弹性模量、黏聚力和渗透系数的变化,得到了井壁围岩损伤、渗透系数、应力、塑性应变、孔隙压力和位移的分布规律。结果表明,井壁附近岩石的损伤演化对围岩塑性区的塑性应变和应力分布有明显影响。钻井液密度的高低,会造成井壁在水平最小主应力方向上的剪切损伤或在水平最大主应力方向上的拉伸损伤。当损伤达到极限时,会造成井壁围岩的破坏。

    2015年03期 v.10 370-374页 [查看摘要][在线阅读][下载 778K]
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