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矿井避险空间二氧化碳吸收效率及阻力研究
为分析药剂层厚度、风机功率及药剂铺设方式对矿井避险空间CO2 吸收效率影响,利用变频器、多功能探测器和U 型差压计,研究了CO2 浓度及药剂层通风阻力变化.结果表明:药剂厚度小于250mm 时,厚度越大,CO2 吸收效率越高;厚度大于250mm 时,厚度越大,吸收效率越低,最佳厚度为250mm;CO2 吸收效率随风机功率增加而增高,功率增至185 W 后,增幅减小;100mm 整体药剂层及50+50mm 分隔药剂层吸收效率随风机功率增加而增高;同一风机功率下,整体层吸收效率高于分隔层,吸收效率差最高达32%,2种药剂层吸收效率差随功率增加而减小;风机功率为185W 时,250mm 厚药剂层吸收效率为0.91,最大通风阻力为282Pa.
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煤粉源集合体对水力压裂效果的影响
煤粉颗粒在压裂液中发生"造浆"及"聚集"作用是影响煤层气藏水力压裂效果的关键.认为构造煤粉源集合体对压裂效果影响显著,研究结果表明:原位状态下,煤粉以构造煤粉源和原生裂缝煤粉源集合体两种形式赋存.前者体积在20~30m3之间,呈顺层和断层两种产状,其明显受煤储层小微构造的控制;后者规模很小,主要分布在内生裂隙缝间,其受煤变质程度和煤岩类型影响.煤层气完井期间,井筒附近构造煤坍塌扩径,构造煤粉源卸压膨胀,煤粉颗粒启动难度降低;压裂期间,在压裂液动压、紊流搅动作用下,煤粉颗粒均匀混合在流体中形成浆体;排采期间,回排的压裂液中煤粉浓度较高(质量分数可达53.6%),导致气井近井部位压裂裂缝及炮眼较早地堵塞,气井减产.而原生裂缝内煤粉在压裂液中通过颗粒疏水相互作用发生聚集,在压裂裂缝内形成堵塞,但堵塞程度较轻.稳定压裂液注入排量、减小流速,利用煤储层小微构造解剖技术预测构造煤粉源集合体发育部位能够降低近井部位堵塞的风险,改善水力压裂效果.
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大地介质影响下地-井瞬变电磁的正演模拟分析
对大地介质影响下地-井瞬变电磁响应特征规律进行了研究.基于时域有限差分法和Mur吸收边界条件对不同观测方式(“定源-异井位观测”和“方位观测”)下典型地电模型(均质半空间和含浅部低阻层的半空间介质)中三维体的地-井瞬变电磁响应进行了正演模拟,认为观测所得响应是围岩背景场与目标体异常场共同作用的结果,提出大地介质会影响观测结果的观点.研究结果表明:围岩背景场越强,总响应的异常特征越弱;随着观测延时的增加,背景场对总响应的影响减弱;受导电介质影响的观测曲线在剖面形态和衰减特征上与高阻围岩的典型解释模型存在差别.研究结果为相关资料解释工作提供了理论依据.
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等效节理岩体表征单元体研究
岩体力学参数具有表征单元体(REV).以特大型露天矿内蒙古白云鄂博铁矿东矿为研究背景,根据现场节理测线法调查与室内岩石力学试验,将随机节理三维网络模拟技术与块体离散元分析方法相结合,构建了反映节理真实空间状态的多尺度等效节理岩体模型.通过数值试验得出了各尺度等效岩体单轴压缩应力-应变曲线,研究了岩体的单轴压缩力学性质及力学参数表征单元体.研究表明:随着等效岩体尺度增大,岩体峰值强度、变形模量和残余强度逐渐减小,当尺度增大到15~20m 时趋于恒定,进而得到研究对象的岩体表征单元体为15m×15m×15m,该尺度岩体的单轴抗压峰值强度和变形模量分别为0.67MPa,22.0GPa,为后续岩体工程稳定与安全评价提供了基础数据.