本期要目
一、行业动态.
•科技部发布十三五重点研发项目指南(2017年),与重点实验室研究相关的重点专项有:公共安全风险防控与应急技术装备、深地资源勘查开采、大气污染成因与控制技术研究、典型脆弱生态修复与保护研究、煤炭清洁高效利用和新型节能技术、水资源高效开发利用等。
二、实验室大事记.
• 卢义玉教授主持的“煤矿井下割缝复合水力压裂增透技术及应用”项目获高等学校科学研究优秀成果奖一等奖,被重庆大学授予年度集体记大功一次。
• 黄滚、梁运培、李全贵、王翔等10名实验室成员获国家自然科学基金资助。
三、学术交流.
•鲜学福院士、卢义玉教授、胡千庭教授、张代钧教授、梁运培教授等赴外参加学术会议。
四、研究动态.
•煤层采动裂隙、采动应力与瓦斯流动的耦合作用、矿山煤与瓦斯突出动力灾害控制理论与方法、煤层气高效开采技术等取得一定研究进展。
五、研究进展.
•三季度实验室发表学术论文14篇,公开授权国家发明专利2项。
一、行业动态
1.1国家政策
(1)国家煤矿安全监察局2016年9月30日发布关于加强煤矿安全生产投入监管监察工作的通知,通知要求煤矿企业(煤矿)建立健全安全生产费用管理制度,落实安全生产主体责任,加强监督检查查处力度。
(2)国家煤矿安全监察局办公室2016年9月28日发布关于煤矿水害防治专项监察发现问题的通报,通报提出的专项监察中发现煤矿水害防治存在的问题有:对水害防治工作重视程度不够;煤矿企业防治水害主体责任不落实;煤矿防治水害机构不健全;水文地质条件不清楚;探放水害措施不执行等五大类问题。并责令各级煤矿安监局要督促煤矿企业深入贯彻全国煤矿重大灾害防治工作。
(3)国家煤矿安全监察局办公室2016年7月15日发布关于煤矿瓦斯防治专项监察发现问题的通报,通报指出煤矿瓦斯防治存在的问题有:瓦斯防治基础依然薄弱、管理滑坡严重;防突工作落实不到位、瓦斯抽采不达标;安全监控系统管理不到位,可靠性、准确性差;瓦斯事故隐患排查存在盲区、责任不落实;采空区密闭管理薄弱环节多等五大类问题。并要求各级煤矿安监机构要紧紧聚焦防范遏制重特大事故,紧密结合宣传贯彻《煤矿安全规程》,督促煤矿企业强化安全生产主体责任,认真落实瓦斯综合防治措施,提升煤矿安全保障能力
1.2行业导向
(1)中国能源报2016年9月29日报道,山西省政府日前印发《关于加大用地政策支持力度促进煤层气产业发展的通知》,拟加大用地政策支持力度、促进煤层气产业发展,将煤层气产业项目用地纳入各级土地利用总体规划,在土地利用年度计划中应保尽保,为山西省煤层气用地“开绿灯”。
(2)中国电力报2016年9月23日报,多部委将再对煤矿落实276个工作日督查暗访;
(3)中国石油网2016年9月18日报道,9月14日,中石油华北油田内蒙古二连盆地吉尔嘎朗图凹陷煤层气吉煤4井日产气量已连续一个月超过2400立方米,达到这口井效益产量的3倍,同区块吉煤3井日产气量也超过800立方米,这标志着国内低煤阶褐煤煤层气勘探获得重大突破。
(4)中国国土资源报2016年8月12日报道,8月10日-11日,2016年新疆煤层气学术研讨会召开。据悉,新疆首个煤层气开发利用先导性示范工程——阜康市白杨河矿区煤层气先导性示范工程,年产能已达3000万立方米,成为继沁水盆地和鄂尔多斯盆地之后的第三大煤层气开发热点区。
(5)十三五重点研发项目指南(2017年)发布
科技部发布十三五重点研发项目指南(2017年),与重点实验室研究相关的重点专项有:公共安全风险防控与应急技术装备、深地资源勘查开采、大气污染成因与控制技术研究、典型脆弱生态修复与保护研究、煤炭清洁高效利用和新型节能技术、水资源高效开发利用等。
二、实验室大事记
2.1获奖情况
1、卢义玉等.煤矿井下割缝复合水力压裂增透技术及应用.高等学校科学研究优秀成果奖(科技进步奖)一等奖,被重庆大学授予2015年-2016年学年度集体记大功一次;
2、曹树刚.煤矿井下控制水力压裂增透与瓦斯抽采关键技术研究及应用. 2016年度重庆市科学技术三等奖,证书编号:2015-J-3-28-R04;
3、彭康.三山岛金矿海底破碎矿床岩体质量分级与高效开采技术. 2016年度中国有色金属工业科学技术一等奖,证书编号:[2016]5-2015008-R05;
4、彭康.盛大铁矿极破碎矿体充填开采综合技术研究.2016年度中国黄金协会科学技术二等奖,证书编号:2015HJ017;
5、实验室固定成员夏彬伟副教授被重庆大学评为2015年-2016年学年度学校先进工作者。
2.2项目立项
1、国家自然科学基金面上项目,基于煤结构的煤瓦斯突出能量耗散机制及突出发生条件,黄滚,64万;
2、国家自然科学基金面上项目,真三维采动作用下煤岩固气耦合机理及瓦斯运移规律研究,蒋长宝,60万;
3、国家自然科学基金面上项目,卸压开采对上覆煤岩层卸压机及其量化表征,梁运培,62万;
4、国家自然科学基金面上项目,挤压断裂带含瓦斯煤体失稳破坏机理研究,张振宇,62万;
5、国家自然科学基金面上项目,盐穴石油储库应力-化学作用下围岩层理非协调变形及损伤渗透性,陈结,58万;
6、国家自然科学基金青年基金项目,脉动荷载作用下煤体裂隙动态演化特征及控制机制研究,李全贵,20万;
7、国家自然科学基金青年基金项目,盐穴储气库薄互层岩体顶板封闭性机制研究,刘伟,20万;
8、国家自然科学基金青年基金项目,基于裂隙岩体物质输运预测为目的的岩体裂隙流固耦合特性研究,张振宇,20万;
9、国家自然科学基金青年基金项目,页岩气主采区土壤中生物表面活性剂功能基因对石油烃污染的响应,王翔,20万元;
10、国家自然科学基金青年基金,三峡库区典型消落带多环芳烃大气-水界面交换通量与机制研究,王锋文,20万元;
11、国家自然科学基金青年基金,土壤中典型全氟辛烷磺酸前体物质生物转化机理的研究,张利兰,20万元。
三、学术交流
1、鲜学福院士、卢义玉教授、辜敏教授、姜永东教授、周军平副教授、汤积仁讲师于2016年8月21-23日参加了由973计划“超临界二氧化碳强化页岩气高效开发基础”项目办公室主办,陕西延长石油有限责任公司承办的陆相页岩气开发技术研讨会,并对延长石油进行了现场实地参观考察。
2、卢义玉教授、周雷研究员、夏彬伟副教授于2016年8月13-15日参加了由中国工程院能源与矿业学部主办的煤矿冲击地压防治工程前沿技术高端论坛,卢义玉教授做了《采场矿山压力计算模型与模拟研究》的学术报告。
3、卢义玉教授于2016年8月19日-2016年8月21日参加了中国岩石力学与工程学会岩石破碎工程专业委员会主办,中国石油大学(北京)石油工程学院承办的第十三届全国岩石破碎工程学术大会,卢义玉教授做了《煤层气开采中岩体网格碎裂增渗方法》的学术报告。
4、胡千庭教授和梁运培教授于2016年9月11-13日参加了由国家煤矿安全监察局和美国环保局煤层气办公室联合举办的第十六届国际煤层气暨页岩气研讨会(山西晋城),胡千庭教授做了《井下水力压裂技术探讨》的学术报告。
5、胡千庭教授和梁运培教授于2016年9月7-9日参加了神华集团煤矿安全生产技术研讨会(内蒙古鄂尔多斯),胡千庭教授做了《瓦斯防治》的学术报告。
6、张代钧教授参加国际协会(IWA)会议“The 5th IWA Regional Conference on Membrane Technology, IWA-RMTC 2016,22-24 Aug 2016,Kunming,China”,做《混合培养物合成PHA的在线测实时呼吸测量法》的学术报告。
四、研究动态
1、废水中的有机物中的化学能回收利用
基于生物电化学原理,利用微生物电化学系统开发页岩气开采返排废水产电脱盐,并同步生产HCl和NaOH的新技术。
2、准确定位井漏和实时监测污染物羽流演变的方法
研发自然电位成像技术,形成自然电位成像方法为主、电阻率成像为辅的地球物理成像技术,实时检测井漏和监测评价地下污染及其修复治理效果。主要包括基础理论研究、建立井漏定位及实时监测模型、形成井漏检测及实时监测的地球物理成像技术等过程、成像技术初步应用与完善等研究内容。
3、煤矿区有机烃类污染物环境地球化学过程及其环境效应
针对重庆五大典型煤矸石堆积区,拟采集堆积区煤矸石、大气、水体、表层土壤和沉积物样品,分析有机烃类污染物多环芳烃(PAHs)浓度水平,探讨其在不同环境介质中的迁移转化规律。
4、矿区土壤生物修复技术研究
(1)吸附作用对其在土壤中生物转化的影响;
(2)考察它们在土壤中的生物转化行为,分析好氧和厌氧生物转化动力学差异和中间产物变化规律;
(3)考察并验证土壤酶对其转化途径的影响。
5、微生物修复油基钻井液造成的土壤石油烃污染研究
选择典型生物表面活性剂(鼠李糖脂和表面活性肽)的关键功能基因作为研究对象,利用荧光定量PCR和高通量测序技术,解析页岩气主采区土壤中上述功能基因丰度对石油烃浓度的响应模式,并结合微生物群落特征探究该模式的微生物学机制。
6、钻屑中提取和测定石油烃的方法研究
(1)建立利用索氏提取和重量法测定了含油土壤和含油钻屑中的石油烃的方法;
(2)通过MB、LCS、MS、DUP和MSD等质量控制指标评估了该方法的准确性和重现性。
7、模拟岩石材料在压缩荷载作用下裂纹起裂、扩展和连接过程的研究
(1)翼型裂纹、次生倾斜裂纹、次生准共面裂纹和反翼型裂纹可以用本文中的数值方法模拟和判别;
(2)一个带有两个切口的四点弯曲梁首先被模拟用于验证算法可行性、准确性和数值收敛性;
(3)含有单根裂纹的岩石试样在单轴压缩作用下的起裂和扩展过程被模拟。
8、煤层采动裂隙、采动应力与瓦斯流动的耦合作用
(1)对采动过程中煤层及其覆岩的裂隙,采动应力和瓦斯压力进行了现场实测;
(2)对采动过程中煤层及其覆岩的裂隙,采动应力和瓦斯压力相互影响作用进行对比分析。
9、矿山煤与瓦斯突出动力灾害控制理论与方法
(1)煤与瓦斯突出动力灾害的力学作用机理;
(2)煤与瓦斯突出动力灾害物理模拟试验方法与装置;
(3)煤与瓦斯突出动力灾害动力学演化机制;
(4)煤与瓦斯突出动力灾害控制理论与方法。
10、倾斜煤层无人工巷旁充填无煤柱开采技术研究
(1)揭示大倾角综采工作面发生大冒顶、大片帮的机理;
(2)提出预测和防止大倾角综采工作面发生大冒顶、大片帮的方法和技术;
(3)建立矸石自然下滑充填、柔性挡矸成巷无煤柱开采技术;
(4)煤壁封闭式加固及顶板载荷转移技术;
(5)巷道顶板同步移动技术。
11、三山岛金矿西南翼海底破碎矿体安全高效开采技术研究
(1)采用测线测量法进行节理裂隙工程地质调查,建立适应于三山岛金矿西南翼海底矿床的IRMR岩体质量分类体系,得出-165中段岩体质量分级结果;
(2)对新立矿区西南巷部分矿体开采施工过程的全程进行数值模拟,模拟过程分间柱方案和点柱方案,提出了适应三山岛金矿新立矿区西南翼破碎矿体安全高效开采的方案;
(3)通过对目前支护技术研究现状和锚杆支护的机理进行分析,结合岩体质量分级结果对不同采场进行了支护设计;
(4)根据《水下黄金矿开采巷道岩体变形观测》标准,设计三山岛金矿新立矿区西南翼岩体变形监测系统。
其他正在开展的研究包括煤层气高效开采技术研究、盐穴地下储库综合利用、煤矿火灾演化特征及燃爆机理、矿山巷道特殊岩体动力灾害研究等。
五、研究进展
5.1重要成果
在岩石稳定性分析及盐穴储库密闭性分析方面取得了新的成果、矿井火灾机理、煤层气混合燃爆机理方面取得了一定的研究成果。具体表现为:
(1)盐穴因其良好的地质条件及围岩特有的性质,有利于开展天然气及石油等能源的理想场所,通过研究发现国内层状盐岩可能存在的问题是夹层及顶板的稳定性,研究确定合适的注采压力能确保储库的稳定性。
(2)通过实验研究了障碍物管道中添加氢气对瓦斯爆炸预混火焰传播特征的影响。实验中,同一工况下不同当量比与氢气体积分数的混合气体预混火焰传播结构基本一致。添加氢气能够显著的增加火焰传播速度,缩短火焰传播所需时间。爆炸超压同样随着氢气体积分数的增大而显著增大,并且在管道中障碍物较少时,超压峰值呈现出与层流火焰传播速度变化相似变化规律。
5.2代表性论文
[1] Liu Wei, Chen Jie, Jiang Deyi. Tightness and suitability evaluation of abandoned salt caverns served as hydrocarbon energies storage under adverse geological conditions (AGC)[J]. Applied Energy, 2016, 178, 703–720; (SCI一区)
[2] Yin Hong, Zhou Junping, Jiang Yongdong, Xian Xuefu, Liu Qili. Physical and structural changes in shale associated with supercritical CO2 exposure[J]. Fuel, 2016, 184, 289-303;(SCI二区)
[3] Yunteng Wang; Xiaoping Zhou; Xiao Xu. Numerical simulation of propagation and coalescence of flaws in rock materials under compressive loads [J]. Engineering Fracture Mechanics. 2016, 163: 248-273;(SCI三区)
[4] Xiaoping Zhou; Yunteng Wang; Qihu Qian. Numerical simulation of crack curving and branching in brittle materials under dynamic loads using the extended non-ordinary state-based peridynamics [J]. European Journal of Mechanics - A/Solids. 2016, 60: 277-299;(SCI三区)
[5] Kai Zheng,Minggao Yu,Ligang Zheng,Xiaoping Wen,Tingxiang Chu, Liang Wang. Effects of hydrogen addition on methane-air deflagration in obstructed chamber[J]. Experimental Thermal and Fluid Science, 2017, 80: 270–280;(SCI三区)
[6] Xue Zhao, Li-ao Wang, Lei Wang, WeiZhang. Distribution of remaining Cd in MSWI fly ash washed with nitric acid. Journal of material cycles & waste management; (SCI四区)
[7] Lei Wang, Li-ao Wang, Wei Yang, Xue Zhao, Xue Song.Contamination and comprehensive risk assessment of heavy metals in Liangtan River, Chongqing, China. Chemical Speciation & Bioavailability; (SCI四区)
[8]张东明,郑彬彬,尹光志,等. 高浓缩分级尾矿上游法堆坝及模型试验研究[J]. 岩土力学, 2016,37(7): 1832-1838;(EI)
[9]蒋长宝,段敏克,尹光志,等. 不同含水状态下含瓦斯原煤加卸载试验研究[J]. 煤炭学报,2016,41(9):2230-2237;(EI)
[10]刘超,黄滚,宋真龙,等. 静水压力对原煤瓦斯解吸影响的试验研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2016, 35(9): 1837-1843;(EI)
[11]刘东,张小婷,张代钧,曾善文,卢培利. 甘油基混合培养物合成PHA及其与OUR的关系. 环境科学, 2016, 37(9), 3518-3523; (EI)
[12]赵学, 王里奥, 刘元元, 王磊. 生活垃圾制备衍生燃料(RDF-5)——以重庆市为例[J]. 环境科学学报, 36(7):2557-2562;(核心)
[13]张虹, 张代钧, 卢培利. 重庆市页岩气开采浅层地下水环境风险评价.环境工程学报,(2016.8接收,待刊);(核心)
[14]张代钧, 卢培利. 涪陵焦石坝页岩气开采区土地损毁的生态风险评价.生态学报,(2016.9接收,待刊)。(核心)
5.3授权国家发明专利
[1]尹光志,许江,王维忠,李文璞,李铭辉,蒋长宝,李星,邓博知,彭守建,宋真龙,韩佩博,康向涛.储层渗透介质热流固耦合多相流体压裂-渗流实验系统,国家发明专利,专利号ZL 201410356132.8,授权公开日2016年8月24日.
[2]钟轶峰,周小平,张亮亮,杨文文,刘国天,矫立超.一种电磁材料层状壳体电磁弹耦合仿真模拟方法,国家发明专利,专利号ZL 201410150353.X,授权公开日2016年9月7日