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定向水力压裂控制煤矿坚硬难垮顶板试验

岩石力学与工程学报 2012年第6期31卷 1148-1155页

作者：冯彦军康红普天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭科学研究总院开采设计研究分院北京100013

针对煤矿坚硬难垮顶板控制的研究现状及存在的问题,进行定向水力压裂控制煤矿坚硬难垮顶板井下试验。通过在压裂孔两侧布置监测孔和在压裂过程中实时监测泵压变化,深入分析煤矿坚硬难垮顶板水力压裂特点。试验结果表明:(1)KZ54型切槽钻... 详细信息

针对煤矿坚硬难垮顶板控制的研究现状及存在的问题,进行定向水力压裂控制煤矿坚硬难垮顶板井下试验。通过在压裂孔两侧布置监测孔和在压裂过程中实时监测泵压变化,深入分析煤矿坚硬难垮顶板水力压裂特点。试验结果表明:(1)KZ54型切槽钻头能够在坚硬岩层中预制横向切槽,可有效降低裂缝破裂所需压力;(2)采用跨式膨胀型封隔器可对岩层坚硬段分段逐次压裂,压裂过程中可在顶板中产生多条裂缝,从而有效弱化顶板;(3)随着压裂处与孔口距离的增大,裂缝破裂和扩展所需的压力也相应增大,裂缝的扩展半径最大可达20 m;(4)在压裂过程中,由于岩层均匀性、渗透性、地应力场、岩层结构面等影响因素的变化,压力–时间曲线呈现出多种形态;(5)岩石抗拉强度与地应力值较为接近时,岩石强度对水力压裂有较大影响。

关键词：采矿工程坚硬难垮顶板定向水力压裂裂缝扩展井下试验

加卸载路径下含水泥岩力学行为和破坏形态研究

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采矿与安全工程学报 2022年第5期39卷 1011-1020页

作者：刘跃东康红普中煤科工开采研究院有限公司北京100013 煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013

泥岩巷道在开挖遇水后极易发生变形、垮落,严重影响巷道安全掘进。为揭示含水状态和开挖效应对泥岩巷道影响机理,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对泥岩遇水前后细观结构变化进行定性表征,并采用三轴试验机对5种含水率下的泥岩进行... 详细信息

泥岩巷道在开挖遇水后极易发生变形、垮落,严重影响巷道安全掘进。为揭示含水状态和开挖效应对泥岩巷道影响机理,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对泥岩遇水前后细观结构变化进行定性表征,并采用三轴试验机对5种含水率下的泥岩进行三轴加载和加卸载试验。结果表明:1)富含高岭石的泥岩遇水后,片状结构的高岭石会变为卷曲状的埃洛石,层间间距变大,孔隙率增大,分子作用力减弱,物性劣化造成强度衰减。2)与加载作用相比,同等含水状态卸载作用下泥岩的强度较低,卸载作用导致偏应力的激增,泥岩提前进入屈服段,承载强度较低。3)卸载路径峰后曲线陡峭,泥岩脆性更强,扩容明显,破坏更为剧烈。随着含水率增加,泥岩由脆性向塑性转化,含水状态和应力路径均会影响岩石力学特性。4)对比原始、遇水加卸载破坏形态,泥岩遇水后产生的微裂隙会影响最终破裂形态,在卸载路径中更为明显,张拉破坏所占比例更高。针对卸载路径下含水泥岩破坏时机提前,现场应及时加强支护以恢复围压,减少含水巷道破坏风险。

关键词：加卸载作用含水状态泥岩力学特性破坏形态

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深部巷道围岩分区破裂化数值模拟

煤炭学报 2010年第1期35卷 21-25页

作者：高富强康红普林健煤炭科学研究总院开采设计研究分院北京100013

采用有限差分数值计算软件FLAC对巷道围岩分区破裂化进行研究,分析了分区破裂的产生及演化过程,即巷道开挖后,随着原岩应力的释放,多条破裂带从巷道表面或临近周边逐步向围岩深处延伸,在延伸过程中,单条破裂带可能会分叉成两条甚至多条... 详细信息

采用有限差分数值计算软件FLAC对巷道围岩分区破裂化进行研究,分析了分区破裂的产生及演化过程,即巷道开挖后,随着原岩应力的释放,多条破裂带从巷道表面或临近周边逐步向围岩深处延伸,在延伸过程中,单条破裂带可能会分叉成两条甚至多条破裂带,这些破裂带互相交叉,在巷道浅部围岩形成网状间隔破裂区,在深部围岩形成环带状间隔破裂区。岩体初始应力水平、侧压系数及巷道断面形状等对巷道围岩分区破裂化都有显著影响。数值模拟结果与前人的现场研究成果有很好的一致性。

关键词：深部巷道围岩分区破裂化 FLAC 破裂带

Array 360和乳胶法检测类风湿因子的诊断意义

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免疫学杂志 2000年第1期16卷 61-62页

作者：康红陈瀑重庆医科大学附属第一医院检验科重庆400016

目的对速率散射比浊法和乳胶凝集法进行比较。方法对47例类风湿关节炎(RA)患者进行RF检测,并用比浊法检测了32例SLE患者,43例病毒性肝炎患者及25名正常人的RF。结果47例RA中比浊法阳性37例,阳性率为78.8%;乳胶法阳性25例,阳性率为53.2%... 详细信息

目的对速率散射比浊法和乳胶凝集法进行比较。方法对47例类风湿关节炎(RA)患者进行RF检测,并用比浊法检测了32例SLE患者,43例病毒性肝炎患者及25名正常人的RF。结果47例RA中比浊法阳性37例,阳性率为78.8%;乳胶法阳性25例,阳性率为53.2%,两法检测结果呈平行关系(r=0.996)。SLE及肝炎患者可有RF的升高,但呈低滴度与RA患者的RF含量有显著性差别(P<0.01)。结论比浊法明显优于乳胶法,速率散射比浊法敏感性高,重复性好。

关键词：类风湿性关节炎速率散射比浊乳胶凝集试验

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聚合物驱优化提质提效配套技术体系

大庆石油地质与开发 2019年第2期38卷 93-98页

作者：康红庆大庆油田有限责任公司黑龙江大庆163002

大庆油田聚合物驱经过多年研究与工业应用,开发技术日益成熟,提高采收率效果显著。但是,随着开采对象油层条件变差、污水稀释体系应用规模不断扩大,聚驱开发效果和效益逐步变差。为此,以聚驱提效为目标,开展了二类油层层系井网优化设计... 详细信息

大庆油田聚合物驱经过多年研究与工业应用,开发技术日益成熟,提高采收率效果显著。但是,随着开采对象油层条件变差、污水稀释体系应用规模不断扩大,聚驱开发效果和效益逐步变差。为此,以聚驱提效为目标,开展了二类油层层系井网优化设计技术、分层次对标评价体系、注入参数匹配关系图版、精准跟踪调整技术规范等方面的研究,构建了优化提质提效配套技术体系,深化了聚驱开发规律的认识,指导了方案的优化设计和精准的跟踪调整,探索了改善开发效果的新途径,促使开发效率明显提高,吨聚增油量由37.2 t逐步提升到55.5 t,干粉用量年节省13%,二类油层提高采收率达到了14.65百分点,多创经济效益138×10~8元。

关键词：聚合物驱优化提质提效配套技术提高采收率

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深部矿井地应力测量方法研究与应用

岩石力学与工程学报 2007年第5期26卷 929-933页

作者：康红普林健张晓煤炭科学研究总院北京开采研究所北京100013

目前地应力测量方法有很多种,可分为力学法、地球物理法及地质构造信息法等。在分析各种测量方法特点的基础上,介绍适用于深部煤矿巷道的地应力快速测量方法——小孔径水压致裂地应力测量法,包括小孔径水压致裂地应力测量原理、测量装... 详细信息

目前地应力测量方法有很多种,可分为力学法、地球物理法及地质构造信息法等。在分析各种测量方法特点的基础上,介绍适用于深部煤矿巷道的地应力快速测量方法——小孔径水压致裂地应力测量法,包括小孔径水压致裂地应力测量原理、测量装置的组成部分和技术特征。在我国煤矿典型的深部矿区——新汶矿区井下巷道中,完成9个测点的地应力测量。其中5个测点的埋深超过1000m,最深达1220m。测量结果表明,7个测点的最大水平主应力大于垂直主应力;最大水平主应力高达42.1 MPa;最大水平主应力与垂直主应力的比值为1.004～1.550;新汶矿区超过1 000 m深井地应力以水平应力为主,最大水平主应力方向主要集中在N3°E～N43.5°W。通过井下实测,确定出所测区域地应力状态及其分布规律。同时证明,小孔径水压致裂地应力测量法可为深部矿井提供有效、快速的地应力测量手段,为深部巷道布置和支护设计优化提供可靠的基础参数。

关键词：岩石力学地应力测量深部矿井小孔径水压致裂应用

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水力压裂起裂与扩展分析

岩石力学与工程学报 2013年第S2期32卷 3169-3179页

作者：冯彦军康红普天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭科学研究总院开采设计研究分院北京100013 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008

水力压裂起裂与扩展压力的确定是压裂设计最为重要的参数之一,与水平孔或垂直孔水力压裂相比,任意方向钻孔水力压裂的起裂与扩展更加复杂。根据最大拉应力准则,分析任意方向钻孔裂缝起裂压力及起裂方向,得出量纲一起裂压力(p b/σv)随... 详细信息

水力压裂起裂与扩展压力的确定是压裂设计最为重要的参数之一,与水平孔或垂直孔水力压裂相比,任意方向钻孔水力压裂的起裂与扩展更加复杂。根据最大拉应力准则,分析任意方向钻孔裂缝起裂压力及起裂方向,得出量纲一起裂压力(p b/σv)随钻孔方位角和钻孔倾斜角的变化规律;并以王台铺煤矿顶板岩层水力压裂为例,进行起裂压力与起裂位置计算,通过有限元计算分析扩展压力较大的原因。研究结果如下:(1)当水平主应力相等时,钻孔从垂直方向逐渐旋转至水平方向过程中,所需起裂压力不断减小,水平孔由σh方向逐渐旋转至σH方向过程中,裂缝起裂压力保持不变;(2)随着σH/σh或σH/σv的增大,裂缝起裂压力的变化规律与地应力场类型密切相关;(3)钻孔由垂直方向转向水平方向过程中,对于3种类型的应力场(正断层型、平滑断层型、逆断层型),裂缝起裂压力有着各自独特的变化规律;(4)水平孔由σh方向逐渐旋转至σH方向过程中,对于不同类型的应力场,合理布置钻孔方向可使起裂压力最小;(5)当岩石抗拉强度与地应力大小相近时,增大抗拉强度使裂缝起裂所需的压力明显增大;(6)有限元计算结果表明,裂缝起裂后旋转扩展会导致较高的扩展压力;(7)在进行水力压裂作业时,地应力的大小、方向和类型是进行钻孔参数设计的基础。

关键词：岩石力学任意倾斜钻孔水力压裂裂缝起裂与扩展钻孔倾角钻孔方位角地应力类型

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浅部煤矿井下地应力分布特征研究及应用

煤炭学报 2016年第6期41卷 1332-1340页

作者：康红普司林坡张晓煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013

采用煤矿井下小孔径水压致裂地应力测量装置,在山西、陕西、内蒙古、宁夏、新疆等5省（自治区）的10余个浅部煤矿区,进行了88个测点的地应力测量,最浅测点的埋深仅为38 m。根据地应力测量数据,分析了浅部煤矿井下地应力分布特征与变化趋... 详细信息

采用煤矿井下小孔径水压致裂地应力测量装置,在山西、陕西、内蒙古、宁夏、新疆等5省（自治区）的10余个浅部煤矿区,进行了88个测点的地应力测量,最浅测点的埋深仅为38 m。根据地应力测量数据,分析了浅部煤矿井下地应力分布特征与变化趋势,并与深部煤矿进行了比较。通过实例分析,介绍了地应力测量结果在浅部煤矿井下工程中的应用情况。浅部煤矿井下地应力受多种因素影响,测量数据离散性很大,随测点埋深的变化规律不明显;地应力场以σH〉σh〉σV型为主,水平应力占绝对优势。最大水平主应力与垂直主应力的比值主要集中在1-3之间;最小水平主应力与垂直主应力的比值大部分在0.5-2.0;平均水平主应力与垂直主应力的比值大多处于1.0-2.5;最大主应力与最小主应力之差同垂直主应力的比值离散性较大,最大值超过2。将地应力测量数据应用于浅部煤矿煤柱尺寸优化、锚杆支护参数设计,在保证巷道安全与支护效果的前提下,提高了煤炭资源采出率,降低了巷道支护成本。

关键词：煤矿浅部地应力测量水压致裂应力分布特征

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锚喷支护软岩大巷混凝土喷层受力监测与分析

采矿与安全工程学报 2012年第6期29卷 776-782页

作者：方树林康红普林健张剑煤炭科学研究总院开采设计研究分院北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008

针对塔然高勒煤矿总回风大巷软弱、淋水、难维护的困难条件,设计了高预应力强力锚喷支护方案,并采用振弦式混凝土应力计对该方案实施于井下后混凝土喷层的受力状态进行了监测。监测结果表明,喷层内部在轴向、径向和切向会产生应力,外部... 详细信息

针对塔然高勒煤矿总回风大巷软弱、淋水、难维护的困难条件,设计了高预应力强力锚喷支护方案,并采用振弦式混凝土应力计对该方案实施于井下后混凝土喷层的受力状态进行了监测。监测结果表明,喷层内部在轴向、径向和切向会产生应力,外部与围岩表面及先喷混凝土层接触会产生接触压力;3个方向的内应力在时间上呈现波动变化并趋向稳定的特点,在空间上呈现拱顶→拱腰→墙腰逐渐增大、墙脚有所降低,左右对称,分布均匀的特点,在大小上以切向应力最大、径向和轴向应力次之,平均应力值分别为0.517,0.043,-0.059 MPa,在性质上轴向应力以受拉为主、径向和切向应力以受压为主;外部接触压力均为压应力,随时间存在一个先逐步增大后保持稳定的发展过程,空间上沿着巷道断面周边从上往下逐渐增大且左右不对称,在大小上喷层与喷层的接触压力比喷层与围岩的接触压力要小,两者平均值分别为0.266,0.648 MPa。巷道掘进期间,喷层受力小于其极限承载能力,混凝土变形有限,说明高预应力强力锚喷支护技术满足塔然高勒煤矿总回风大巷围岩控制要求。

关键词：高预应力强力锚喷支护软岩巷道喷层受力监测