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煤矿矿井建设技术与装备70余年创新发展及推广实践

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 65-83页

作者：刘志强宋朝阳程守业荆国业高伟李生生北京中煤矿山工程有限公司北京100013 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013

比较全面地总结了新中国成立70余年来,我国煤矿矿井建设技术从引进吸收、自主发展到再创新的历程,以及在基础研究、工艺创新、技术突破、装备研制和成果转化方面取得的重要成果,涉及钻爆法、冻结法、注浆法、钻井法、沉井法等凿井技术... 详细信息

比较全面地总结了新中国成立70余年来,我国煤矿矿井建设技术从引进吸收、自主发展到再创新的历程,以及在基础研究、工艺创新、技术突破、装备研制和成果转化方面取得的重要成果,涉及钻爆法、冻结法、注浆法、钻井法、沉井法等凿井技术以及煤矿岩巷掘进技术。目前,以钻爆破岩为主的凿井配套装备机械化、自动化水平显著提高,煤矿千米级深井短段掘砌综合凿井技术趋于成熟,竖井凿井最大深度达到1 341.6 m。冻结法、注浆法等凿井地质保障技术水平显著提升,逐步代替了帷幕法、板桩法和降水法等凿井技术,竖井最大冻结深度达990 m,斜井最大冻结段斜长达681 m,采用工作面注浆建成煤矿最长斜井为5 875 m,竖井地面预注浆加固深度达1 355 m。机械破岩井巷掘进技术取得突破性进展,反井钻机最大钻井直径达6 m,最大钻井深度达562 m;竖井钻机钻井法实现了最大钻井直径10.8 m,最大钻井深度660 m,且应用范围逐步扩大;竖井掘进机钻井法实现了零的突破,为煤矿竖井智能化凿井奠定了基础;煤矿岩巷机掘法作业线已经形成,岩巷全断面掘进机平均成巷速度超400 m/月。综上,70余年来我国煤矿矿井建设技术与装备创新发展,显著提升了煤矿井巷掘进作业环境、施工效率和安全水平,实现了井巷掘进工作面无人化、自动化、全机械化作业,解决了我国煤炭开发各阶段井巷建设的难题,保障了煤矿基础建设及开采接续建设。同时,从煤矿矿井建设发展起来的技术装备和取得的成功经验,在水力发电、市政轨道交通、山岭交通隧道、引水隧道等地下工程领域得到了推广实践,为国家重点工程建设和国民经济发展做出了贡献。

关键词：矿井建设井巷工程竖井斜井机械破岩

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中国深层—超深层钻完井关键技术及发展方向

石油学报 2024年第1期45卷 312-324页

作者：刘岩生张佳伟黄洪春中国石油集团工程技术研究院有限公司油气钻完井技术国家工程研究中心北京102206

深层—超深层油气资源是中国油气增储上产的重要接替资源,实现深井、超深井安全优快钻完井对于深层—超深层油气资源效益开发具有重要意义。通过回顾中国深井、超深井发展历程,梳理对比深井、超深井钻完井技术发展现状、关键技术进展及... 详细信息

深层—超深层油气资源是中国油气增储上产的重要接替资源,实现深井、超深井安全优快钻完井对于深层—超深层油气资源效益开发具有重要意义。通过回顾中国深井、超深井发展历程,梳理对比深井、超深井钻完井技术发展现状、关键技术进展及应用效果,结合面临的主要问题指出了下一步的发展方向。通过对比全球及中国深井、超深井钻完井关键钻井装备、井身结构优化与拓展、钻井提速、钻井液、固井、随钻测控技术与装备、试油完井关键技术指标及应用情况,指出抗高温高压、高稳定性是当前存在的主要技术差距。剖析了支撑中国实现陆上8000 m超深井常态化,钻深能力迈上9000 m台阶,正向万米挺进的深井自动化钻机、井身结构优化、控压钻井、高效PDC钻头、抗高温超高密度油基钻井液、高效堵漏、高强度韧性水泥浆及自动化固井、抗高温酸压、深层连续管作业机等一批高端装备、尖端工具、核心助剂的最新进展及应用情况。针对超深层超高温、超高压、复杂地应力和多压力系统等给安全高效钻完井带来巨大挑战,提出进一步开展井身结构拓展、抗超高温高压井下工具仪器、超高温井筒工作液、超深高效破岩及提速工具、超高温特高压试油完井工具、超高温低伤害压裂液和酸液体系、数字化智能化钻完井装备与技术等攻关研究,加速关键核心技术的突破与迭代升级,为深层—超深层油气资源高效勘探开发提供支撑与保障。

关键词：深层—超深层油气钻完井关键技术发展现状发展方向

基于ISM-MICMAC的绿色铁路建造能力影响因素研究

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铁道工程学报 2024年第3期41卷 117-123页

作者：王青娥唐润西潘丽鹦王孟钧高速铁路建造技术国家工程研究中心长沙410075 中南大学长沙410075

研究目的:随着“双碳”战略的逐步落地,铁路行业与生态环境协调发展的需求越来越迫切。对于铁路工程企业而言,绿色铁路建造能力是一项极为重要的能力。本研究结合绿色铁路相关政策文件,基于文献研究和专家访谈,筛选总结出绿色铁路建造... 详细信息

研究目的:随着“双碳”战略的逐步落地,铁路行业与生态环境协调发展的需求越来越迫切。对于铁路工程企业而言,绿色铁路建造能力是一项极为重要的能力。本研究结合绿色铁路相关政策文件,基于文献研究和专家访谈,筛选总结出绿色铁路建造能力的4类20个影响因素;对最终确定的绿色铁路建造能力影响因素,采用解释结构模型(ISM)和改进的MICMAC方法分析各因素的作用机理;基于ISM将绿色铁路建造能力影响因素分为5个层级,并构建其多级递阶结构图,在此基础上运用改进的MICMAC方法根据可达矩阵得到各影响因素驱动力和依赖度的大小及其比值,并绘制象限图。研究结论:(1)企业社会责任感和绿色建造扶持政策的驱动力与依赖度比值相对较大,可直接或间接影响其他因素,两者位于多级递阶结构图的底层,是绿色铁路建造能力的根本因素;(2)绿色发展形象、绿色制度完善程度、绿色技术研发投入、绿色技术人才培养、绿色技术应用程度和绿色数智化程度的驱动力与依赖度比值相对较小,均属于结果因素,除绿色技术研发投入外均可对绿色铁路建造能力产生直接影响;(3)本文研究可完善绿色铁路领域的理论基础,进而促进绿色铁路建造能力的提升,加快铁路行业朝节能环保方向的进程。

关键词：绿色铁路影响因素绿色建造能力 ISM MICMAC

鄂尔多斯盆地东缘韩城区块煤层气高产井地质主控因素

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天然气工业 2024年第3期44卷 64-71页

作者：熊先钺季亮张正朝闫霞伊伟杨宏涛邢雪杰刘清中石油煤层气有限责任公司中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司

鄂尔多斯盆地东缘韩城区块煤层气资源丰富,受构造地质条件影响,不同构造分区的煤层气单井产能差异较大。为明确该区块煤层气高产井地质主控因素,基于构造、煤储层特征及煤层气富集控制因素,结合气田生产数据,对煤层气高产井的地质主控... 详细信息

鄂尔多斯盆地东缘韩城区块煤层气资源丰富,受构造地质条件影响,不同构造分区的煤层气单井产能差异较大。为明确该区块煤层气高产井地质主控因素,基于构造、煤储层特征及煤层气富集控制因素,结合气田生产数据,对煤层气高产井的地质主控因素进行了剖析。研究结果表明:(1)煤层气井产能受“构造条件、水动力条件、煤体结构”三大因素控制,其中构造条件控制煤层气富集成藏,水动力条件影响煤层气保存,煤体结构影响煤储层渗透率;(2)区块内的煤层气高产井主要分布于次级构造发育区,地层水矿化度介于(2~11)×10^(3)mg/L,原生—碎裂煤平均厚度为4.4m,单井日产气量大于1000m^(3);(3)小断层或者微构造改善了煤储层的渗透性,尤其是次级构造高部位产生的裂隙,有利于煤层气解吸渗流,有利于煤层气高产;(4)在构造活动较剧烈的条件下,大断层附近易于形成煤层气逸散通道,不利于煤层气的保存。结论认为,鄂尔多斯盆地东缘韩城区块构造运动不但造就了各种构造形态,而且使煤体结构发生了变化,不同构造形态下的水动力条件也不同,因此构造运动对韩城区块煤层气井高产起到了极为重要的控制作用;该研究成果对韩城区块的煤层气开发调整具有一定的指导意义,对地质条件类似的煤层气区块具有借鉴意义。

关键词：鄂尔多斯盆地韩城区块煤层气高产井构造条件富集规律地质主控因素

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岩性目标油气检测技术在琼东南盆地的应用

石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 320-330页

作者：黄饶王建花叶云飞牛聪凌云中海油研究总院有限责任公司北京100028 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028

琼东南盆地超深水区Y目标储层为受多级断阶控制的高位域三角洲水下分流河道砂体,钻井资料揭示的气层和水层在地震资料上均表现为“亮点”,并具有远道增强的第Ⅲ类AVO特征,常规基于振幅信息的油气检测结果存在多解性。为此,提出一种充分... 详细信息

琼东南盆地超深水区Y目标储层为受多级断阶控制的高位域三角洲水下分流河道砂体,钻井资料揭示的气层和水层在地震资料上均表现为“亮点”,并具有远道增强的第Ⅲ类AVO特征,常规基于振幅信息的油气检测结果存在多解性。为此,提出一种充分利用地震数据的振幅、频率和相位信息的地震全信息烃类检测技术。首先,从地震正演出发综合分析砂岩储层叠后、叠前地震响应特征及其影响因素,指出孔隙度和气层厚度是影响利用振幅信息识别流体的主要原因,明确了基于振幅信息可以识别厚层含气砂岩;其次,通过地震反射频谱分析指出造成气层主频降低、频带变窄的主要原因是含烃引起的地震波衰减;最后,通过数值模拟表明厚层气砂和水层背景下的薄层气砂均表现为明显的吸收和相位异常,可以利用与地震波衰减相关的频率、相位信息开展含油气检测。研究区实际应用表明所提方法能够有效区分气层和水层,检测结果与实钻结果相吻合,为钻井实施提供了可靠依据,有效降低了勘探风险。

关键词：琼东南盆地三角洲岩性目标 AVO 地层吸收子波相位油气检测

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锅炉受热面壁温分布直接监测实验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 8-13页

作者：张向宇郑树周强才伟光西安热工研究院有限公司电站锅炉煤清洁燃烧国家工程研究中心陕西西安710032 华北电力大学新能源发电国家工程研究中心北京102206 北方联合电力有限责任公司内蒙古呼和浩特010020

为准确测量火焰覆盖下的锅炉受热面表面温度,采用彩色电荷耦合器件(CCD)相机和红外热像仪同时拍摄火焰图像,获取火焰在0.38~0.78μm和3.95μm两个谱段的边界辐射强度信息,并结合DRESOR法解耦求解探测器接收到的火焰辐射和壁面辐射份额,... 详细信息

为准确测量火焰覆盖下的锅炉受热面表面温度,采用彩色电荷耦合器件(CCD)相机和红外热像仪同时拍摄火焰图像,获取火焰在0.38~0.78μm和3.95μm两个谱段的边界辐射强度信息,并结合DRESOR法解耦求解探测器接收到的火焰辐射和壁面辐射份额,从3.95μm谱段辐射检测信息中滤除火焰辐射,反演测量锅炉受热面壁温分布.在一台330 MW煤粉锅炉上开展了实验验证,分别测量了水冷壁和屏式过热器的向火侧温度,与热电偶测量结果相比最大偏差为4.1%.在炉膛水冷壁区域靠近侧墙1~2 m的火焰厚度上,利用3.95μm中波探测器能够避开火焰辐射获得受热面图像.研究不仅对辐射测温技术的发展形成补充,还为锅炉受热面结渣沾污监测提供重要参考.

关键词：锅炉受热面温度分布监测辐射图像红外热像仪

长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统设计

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隧道建设（中英文） 2024年第1期44卷 109-115页

作者：周可发黄宝龙北京中煤矿山工程有限公司北京100013 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013

为解决冻结法施工采用常规冷却水降温方式时冷却水温度高的难题,设计一种长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统。该系统主要由冷却水二次降温冷冻机、中温清水泵、高温清水泵组成,利用中温清水泵将一次冷却水送入冷却水二次降温冷冻... 详细信息

为解决冻结法施工采用常规冷却水降温方式时冷却水温度高的难题,设计一种长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统。该系统主要由冷却水二次降温冷冻机、中温清水泵、高温清水泵组成,利用中温清水泵将一次冷却水送入冷却水二次降温冷冻机蒸发器后变成二次冷却水,在冷却水二次冷却过程中,高压液态制冷剂受到再冷却。由于高压液态制冷剂的再冷却,在制冷过程中,制冷剂熵值与单位质量制冷量均得到增加,而压缩功不变。工程实际应用结果表明,与常规冷却水降温方式相比,该系统具有以下降温效果:1)盐水降温速率较快,可有效缩短冻结壁交圈时间;2)盐水温度低,冻结帷幕强度高;3)不仅可获得更低的盐水温度进而能更早地达到设计冻结制冷效果,而且制出同等冷量的综合能耗更少。

关键词：长区间隧道冻结法冷却水二次降温系统冷冻机

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混凝土跨线桥快速安装技术

桥梁建设 2024年第2期54卷 145-151页

作者：孙博文朱世峰中交特种工程有限公司湖北武汉430071 公路与桥梁高效养护及安全耐久国家工程研究中心(武汉) 湖北武汉430071

佛山里水大道跨线桥分西、中、东三幅上跨广佛高速,为消除安全隐患、提升道路使用空间,需拆除并重建里水大道广佛跨线桥。针对西幅跨线桥改造所采用的架桥机法对交通影响大、安全风险高、效率低等问题,提出采用整体移运法快速改造中、... 详细信息

佛山里水大道跨线桥分西、中、东三幅上跨广佛高速,为消除安全隐患、提升道路使用空间,需拆除并重建里水大道广佛跨线桥。针对西幅跨线桥改造所采用的架桥机法对交通影响大、安全风险高、效率低等问题,提出采用整体移运法快速改造中、东幅跨线桥。为提高施工的安全性,降低对交通的影响,采用分批次架设,梁体、墩柱首先在路外封闭区域预制,然后封闭交通,利用驮运子系统将梁体及墩柱快速移运至桥位,墩柱通过快速连接子系统与承台临时固定后移除驮运子系统,随后恢复原交通,最后进行墩柱永久固结施工。通过预制墩柱快速连接子系统和驮运子系统实现了墩、梁同步快速安装,解决了整体移运法在混凝土小箱梁安装过程中梁体易开裂的问题。实践证明,整体移运法具有施工效率高、交通影响低、安全性高、适应性强的优点。

关键词：跨线桥混凝土桥整体移运法预制墩柱墩、梁同步快速安装驮运子系统桥梁改建

新构造运动对渤海凸起区、斜坡—洼陷区浅层油气最终成藏的控制作用

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中国石油勘探 2024年第1期29卷 92-105页

作者：米立军徐建永刘志峰朱文奇吴斌中海油研究总院有限责任公司海洋油气勘探国家工程研究中心

浅层新近系馆陶组—明化镇组为渤海的主力含油气层系。新构造运动是渤海新生代晚期发生的对油气成藏影响最为深刻的构造事件,对浅层油气成藏的影响远大于深层,控制了渤海浅层油气最终成藏。研究表明,新构造运动导致的凹陷晚期快速生排... 详细信息

浅层新近系馆陶组—明化镇组为渤海的主力含油气层系。新构造运动是渤海新生代晚期发生的对油气成藏影响最为深刻的构造事件,对浅层油气成藏的影响远大于深层,控制了渤海浅层油气最终成藏。研究表明,新构造运动导致的凹陷晚期快速生排烃、多种类型圈闭发育、油气运移活跃等,整体上调整、控制了浅层油气藏的定型和分布,但对不同构造带浅层油气成藏的控制作用存在差异。根据构造位置和油气成藏特点,可将渤海浅层油气藏归为两大类:凸起区浅层油气藏、斜坡—洼陷区浅层油气藏。通过系统分析两类构造带浅层油气的成藏特点,明确新构造运动对两类构造带油气最终成藏的控制作用与富集模式差异,并构建了相应成藏模式。凸起区的浅层具有“晚期油源断层+浅层稳定储盖组合”的“台阶”型油气成藏模式;斜坡—洼陷区的浅层具有“洼中隆+晚期断层”“深层运移脊+晚期断层”两种“倒漏斗”型油气成藏模式。渤海浅层已进入了以岩性油气藏为主的勘探阶段,应加强新构造运动控制下的“晚期运移断层+岩性圈闭”组合勘探。

关键词：新构造运动渤海浅层油气藏凸起区斜坡—洼陷区成藏模式 “倒漏斗”型