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·煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室2016第四季度简报

2017-06-15 16:28  点击:[]

一、 行业动态

国务院安全生产委员会2016年12月6日印发《国务院安委会办公室关于进一步落实各项安全防范责任和制度措施坚决遏制煤矿重特大事故的紧急通知》,通知针对第四季度以来煤矿重特大事故频发的情况,要求有关省级安委会务必督促各地区、各有关部门、各煤矿企业全力抓好落实安全防范措施.

二、实验室大事记

煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室2016年11月份加入中国矿业科学协同创新联盟(CUMI)并成为联盟理事单位,同时卢义玉教授被聘为中国矿业科学协同创新联盟第一届理事会理事;

三、学术交流

卢义玉教授参加了 “第十一届环太平洋国际水射流会议暨第十六届全国水射流技术与应用研讨会”并大会特约学术报告;

四、研究动态

二氧化碳与页岩气竞争吸附机理研究、剪切荷载作用下砂岩断裂面粗糙度三维统计分析、端部约束作用下巷旁支护体承载与破坏规律研究等取得一定研究进展。

五、研究进展

一季度实验室发明学术论文25篇,公开授权国家发明专利1项。

国家政策

(1)国家安全监管总局2016年12月5日印发国务院安委会办公室关于对部分重点产煤省暗查暗访情况的通报,国务院安委办派出多个暗查暗访组,分赴黑龙江、辽宁、云南、贵州、四川、陕西、河南、湖北等重点产煤省份,对煤矿安全生产情况进行抽查,并指出存在如下问题:煤矿违法违规组织生产行为问题突出;小煤矿安全管理水平低下,存在大量安全隐患;地方政府监管严重不到位。针对检查存在的问题,提出了三点整改要求:加强重点整治,严查“五假五超”;加强督促检查,严格落实责任;强化责任担当,抓好工作落实。

(2)国务院安全生产委员会2016年12月6日印发《国务院安委会办公室关于进一步落实各项安全防范责任和制度措施坚决遏制煤矿重特大事故的紧急通知》,通知针对第四季度以来煤矿重特大事故频发的情况,要求有关省级安委会务必督促各地区、各有关部门、各煤矿企业全力抓好落实五项安全防范措施:立即逐矿落实盯守责任;强化分级管控;严防大矿发生大事故;严肃处理事故责任人;加强组织领导和督查落实。

(3)国家煤矿安全监察局2016年12月8日印发《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于矿井两回路电源线路规定有关事项的通知》,通知要求《煤矿重大生产安全事故隐患判定标准》(国家安全监管总局令第85号)第三条第十一项、《煤矿企业安全生产许可证实施办法》(国家安全监管总局令第86号)第八条第七项中关于矿井两回路电源线路的规定,以《煤矿安全规程》(国家安全监管总局令第87号)第四百三十六条第一款规定的表述为准。同时,《煤矿安全规程》第四百三十六条第一款按以下三层意思执行:所有矿井都应当有两回路电源线路(即来自两个不同变电站或者来自不同电源进线的同一变电站的两段母线),当任一回路发生故障停止供电时,另一回路应当担负矿井全部用电负荷;安全生产许可证颁发管理部门对边远地区符合产业政策和安全生产其他条件,但区域内不具备两回路供电条件的矿井应当严格审查,并报相应国家煤矿安全监察机构审核;经审查只能采用单回路供电的,必须有备用电源;备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等要求,并保证主要通风机等在10分钟内可靠启动和运行。备用电源应当有专人负责管理和维护,每10天至少进行一次启动和运行试验,试验期间不得影响矿井通风等,试验记录要存档备查。

行业导向

(1)经济日报2016年11月7日报道,国际能源署发布报告称,2015年可再生能源首次超过煤炭,成为全球最大新增电能来源。报告认为,可再生能源之所以能迅速发展,主要得益于美国、中国、印度等国政策的强力支持以及太阳能和陆上风力发电成本的大幅下降。中国的风能和水电的新增装机容量已占到世界一半以上,太阳能新增装机占到世界的三分之一。与此同时,去年可再生能源获得了高达3300亿美元的国际投资,而中国独占了三分之一。

(2)中工网2016年11月22日报道,截至11月20日,四川首个国家级页岩气示范区——长宁-威远国家级页岩气示范区今年累计生产页岩气达到20.09亿立方米,日产气量达到724万立方米。中国石油西南油气田公司相关负责人介绍称,长宁-威远国家级页岩气示范区到今年年末产气将超过21亿立方米,加上昭通区块的产量,中国石油在四川页岩气产量将超过25亿立方米,全面完成该实施计划。

(3)宣城市国土局网站2016年12月2报道,位于宁国市港口镇的“港地1井”,在二叠系海陆过渡相页岩气的重大发现,开辟了我国海陆交互相页岩油气的勘查新区,为安徽皖江地区页岩油气勘探提供了有力支撑。依据该项目测得的评价参数,初步计算水东向斜大隆组页岩油资源储量约为5亿吨,页岩气资源储量约为40亿立方米。

(4)国际能源网2016年12月5日报道,国家能源局发布了《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十三五”规划》(下称《规划》)。《规划》明确指出,“十三五”期间,我国将新增煤层气探明地质储量4200亿立方米,建成2-3个煤层气产业化基地。2020年,煤层气(煤矿瓦斯)抽采量达到240亿立方米。

(5)中国石油网2016年12月16日报道,中石油渤海钻探钻井四公司生产报表显示,截至12月9日,该公司在黄土高原已交出4口致密气井,且均为高难度水平井,累计钻井进尺1.96万米,机械钻速4.25米/小时,标志着该公司成功打开了中石油煤层气大宁—吉县区块致密水平井市场局面。

(6)中国石化新闻网2016年12月26日报道,12月25日,中石化华东油气分公司延川南煤层气田为山西省年累计输送煤层气达1.04亿立方米,日外输煤层气达到60.69万立方米,气田呈现良好上产态势,为当地供暖、工业生产提供了清洁能源。

(7)中国煤炭资源网2016年12月27日报道,为了打破制约我国页岩气钻完井的技术瓶颈,降低页岩气开发成本,科技厅组织四川省多家产学研优势单位针对页岩气钻完井关键技术开展了一系列科技攻关。据悉,目前已初步形成降摩减阻钻井工具和PDC钻头设计方案、国产化油基钻井液体系和高矿化滑溜水压裂液体系、大偏移距三维水平井井眼轨迹优化设计与控制技术等7套技术方案,研制样机1台;研发出油基钻井液乳化剂、润湿剂、流型调节剂和降滤失剂4种关键处理剂,形成一套国产化油基钻井液体系,抗温能力高达150℃;共获得发明专利授权1项,发明申请专利5项。

2.1获奖情况

(1)煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室2016年11月份加入中国矿业科学协同创新联盟(CUMI)并成为联盟理事单位,同时卢义玉教授被聘为中国矿业科学协同创新联盟第一届理事会理事;

(2)彭康. 24-48m天井一次爆破成井模式与关键技术. 2016年度中国爆破行业协会科学技术进步奖一等奖,证书编号:中国爆协字(2016)1-10-13;

(3)彭康. 海下破碎矿床高倍线充填安全高效开采技术. 2016年度山东省科学技术奖二等奖,证书编号:暂无;

(4)陈结,2016年高等学校虚拟仿真实验教学资源建设成果奖二等奖,证书编号:暂无;

(5)全国青年岩土力学与工程创新创业大赛奖,2016。

2.2项目立项

《重页公司页岩气钻井岩屑处理处置技术路径与管理模式研究》,卢培利, 45万.

1.钟栋梁教授于2016年10月8日至11日,参加由北京理工大学、北京电动车辆协同创新中心主办的第八届国际应用能源大会并做学术报告;

2.卢培利教授于2016年10月9-14日前往澳大利亚布里斯班,参加世界水大会;

3.陈结副教授于2016年10月13日参加2016首届地下储库科技创新与智能发展国际会议并做学术报告;

4.卢义玉教授、汤积仁副教授等于2016年10月16-18日参加了中国矿业大学(徐州)主办“第十一届环太平洋国际水射流会议暨第十六届全国水射流技术与应用研讨会”卢义玉教授做了《High pressure water jet theory and its application in mining engineering》大会特约学术报告;

5.夏彬伟副教授、汤积仁副教授于2016年11月7-8日参加了中国矿业科学协同创新联盟主办,中国矿业大学(北京)承办的中国矿业科学协同创新联盟 2016 年会暨第十五次全国软岩工程与深部热害冲击地压控制学术大会;

6.陈结副教授2016年11月7-9日参加中国科协第309次青年科学家论坛,并做“盐岩损伤自愈合特征及其微细观表征”学术报告;

7.应澳大利亚瑞曼迪斯有限公司的邀请,王里奥教授、黄川教授、王翔博士于2016年12月5日至12月9日出访澳大利亚,与澳大利亚瑞曼迪斯有限公司就固体废物处理处置进行技术交流,并参观昆士兰大学环境、固废研究实验室。通过本次对澳大利亚润曼迪斯公司及昆士兰大学的技术交流学习,对国际固废处置及资源化利用的发展趋势有了进一步的认识,对于后期科研工作的开展提供了明确的指导意义。

8.许江教授、彭守建副教授应贵州大学矿业学院左宇军教授邀请,于2016年12月28日到贵州大学进行了学术交流,许江教授给贵州大学师生做了题为《煤层瓦斯灾害与控制物理模拟实验研究》的学术报告。

9.王锋文博士于2016年12月28-30号在石家庄开滦大饭店参加“2016细颗粒物污染防治与环境健康影响研讨会”。

10.2016十四届中国岩石力学与工程学术大会,广州(做大会报告“盐岩损伤自愈合微细观特征与愈合发育机制”),2016

1、二氧化碳与页岩气竞争吸附机理研究

(1)研究页岩对CO2、CH4单组分气体等温吸附试验;

(2)研究页岩对不同比例CO2/CH4混合气体的等温吸附实验;

(3)结果表明CO2的吸附能力远大于CH4,CO2能够提高页岩气采收率。

2、多场耦合作用下CO2、CH4在页岩中的渗流规律研究

(1)研究不同相态CO2-页岩相互作用对页岩微观结构的影响研究;

(2)揭示了微观结构变化对渗流机制的影响机理;

(3)开展了多场耦合条件CO2驱替页岩气过程多场耦合机理。

3、剪切荷载作用下砂岩断裂面粗糙度三维统计分析

(1)研究剪切荷载作用下砂岩断裂面粗糙度三维统计信息进行了实验研究

(2)根据扫描直观图、断裂面等高线分布图、断裂面剖面轮廓线等方面探

讨剪切荷载作用下砂岩断裂面三维粗糙度分布特性。

4、端部约束作用下巷旁支护体承载与破坏规律研究

(1)利用FLAC3D构建巷旁支护体模型,获得内聚力和内摩擦角随塑性剪切

应变的折减函数关系,

(2)基于数值模拟与实验获得的应力-应变关系和破坏规律对巷旁支护体在

不同端部条件下的变形破坏规律进行研究。

5、地下采空诱发含软弱夹层顺层岩质斜坡变形破裂的相似模拟

(1)以重庆武隆鸡尾山顺层岩质滑坡为例,进行地下顺坡开采、逆坡开采、

留设上下边界矿柱形成不同采空区影响下顺层岩质斜坡变形破裂响应

相似模拟试验。

6、水合物结晶法分离提浓煤层气时在水中添加环戊烷(CP)的作用研究

7、尾矿及尾矿堆积坝的稳定性研究

(1)提出端部卷轴式土工格栅加固方法加固尾矿堆积坝

(2)干滩表层沉积尾矿的几何特征的描述及其随沉积距离的变化

(3)单轴压缩下高含石量胶凝堆石料(可用于胶凝堆石坝工程)的力学特

性研究

(4)饱和尾矿粉土液化后的流动变形与孔隙水消散的变化规律研究

(5)小打鹅尾矿库区尾矿堆积坝的稳定性研究

8、瓦斯抽采诱导煤自燃问题研究

(1)遗煤自燃的作用机制研究及安全抽采量数学模型的建立

(2)煤自燃全过程高温区域及指标气体时空变化的实验研究

9、滑坡失稳研究

(1)“挡墙溃屈”型滑坡锁固段的抗滑稳定性研究

(2)库区滑坡位移的综合预测

(3)块裂反倾巨厚层状岩质边坡破坏机制及稳定性分析

(4)地下采空诱发含软弱夹层顺层岩质斜坡变形破裂的相似模拟

(5)三峡库区公鸡山滑坡失效机理研究

(6)基于位移的严格极限平衡法的三维蠕变边坡的长期稳定性分析

10、瓦斯

(1)瓦斯抽采过程中钻孔位置对煤层参数演化影响的试验研究

(2)带电荷水雾的电荷-质量比对甲烷爆炸影响的研究

11、地质条件探测和影响分析

(1)流体注入过程中矿藏岩体压力分布及断层稳定性预测分析方法研究

(2)磨料射流联合机械齿钻进硬岩的技术研究

(3)基于地质雷达技术的地质缺陷探测分析

(4)北山预选区新场地段岩体节理几何特征及评价

(5)断层影响带的发育规律及其力学成因

(6)贯通型单台阶岩体结构面剪切性质及应用

12、盐岩自愈及损伤特性研究

(1)采用声发射技术研究应力引发的初始破坏、温度、湿度和油对岩盐自

修复过程的影响

(2)初期损伤度、围压大小与保压时间对盐岩应变恢复和损伤愈合进程的

影响研究

(3)岩盐在循环压力荷载下的疲劳性质研究

(4)在不利地质条件下(AGC)的用于碳氢化合物储存的废弃盐洞的密实性

和适用性评价研究

13、粗颗粒土在广义应力状态下的临界态特性分析

(1)真三轴压缩实验下粗颗粒土的临界状态线研究

14、沿空留巷支护及采空区覆岩裂隙演化规律研究

(1)顶板变形破坏规律和大倾角薄煤层沿空留巷的支护技术研究

(2)大倾角中厚煤层软弱顶底板的柔性护巷技术研究

(3)端部约束作用下巷旁支护体承载与破坏规律研究

(4)模糊综合评判在西南矿区沿空留巷适应性评价中的应用

(5)三维采动应力条件下覆岩裂隙演化规律试验研究

五、研究进展

重要成果

1、设计了一种磨料射流联合机械齿钻进硬岩的新方法,能够降低钻进力、减缓钻头磨损速度,达到较好的钻进效果。

2、提出“无拉伸应力”,“安全系数”和“泄漏量阈值”三个指标来评估盐岩储存碳氢化合物的密封性和适用性,开发了模拟气体在洞穴周围渗透的三维数值地质力学模型。

3、揭示了诱导遗煤自燃的作用机制,提出安全抽采量的概念并建立了安全抽采量数学模型,研究煤矿开采过程中煤自燃高温区域的动态变化规律。

4、利用自主研发的“多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统”,开展了煤层非均布应力状态下不同钻孔位置条件的煤层瓦斯抽采物理模拟试验,以探讨抽采过程中的瓦斯流动特性及钻孔位置的影响规律和作用机制。

代表性论文

(SCI一区)

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[3] Chen, J., et al., Self-Healing Characteristics of Damaged Rock Salt under Different Healing Conditions. Materials, 2013. 6(8): p. 3438-3450.(SCI二区)

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[5] Xue Song,Li’ao Wang,Xu Ma,Yun Min Zeng, Adsorption equilibrium and thermo dynamics of CO2 and CH4 on carbon molecular sieves. 2016, Applied Surface Science. 119-126.(SCI二区)

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[22] 代张音,唐建新,江君,等. 地下采空诱发含软弱夹层顺层岩质斜坡变形破裂的相似模拟[J]. 煤炭学报,2016,41(11):2714-2720. (EI)

[23] 张欣玮, 卢义玉, 周哲, 汤积仁等淹没磨料射流涡旋特性大涡模拟及研究[J]. 振动与冲击,2016,35(19):1-6;(EI)

[24] 张宇宁,唐建新等,大倾角中厚煤层软弱顶底板柔性护巷技术,2015.

[25] 魏作安, 徐佳俊等,端部卷轴式土工格栅加固尾矿堆积坝,2014.

5.3授权国家发明专利

[1] 李铭辉, 尹光志,李文璞,王维忠,许江,邓博知,李星,蒋长宝,彭守建,韩佩博,宋真龙,康向涛. 三轴条件下水力压裂前后储层岩心渗透率测试实验方法,国家发明专利,专利号ZL 201410355691.7,授权公开日2016年10月26日.

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