模拟煤层钻进过程中钻孔稳定性试验研究

钻孔钻进过程的实验室模拟及失稳现象捕捉,是钻孔失稳破坏机制研究的关键环节。通过构建模拟煤层钻进过程中钻孔失稳监测系统及方法,探讨了轴压、吸附平衡压力、气体种类及煤的变质程度对钻孔稳定性的影响规律,得出不同试验条件下的孔周煤体应力变化及孔壁、孔底破坏特征。研究结果表明:随轴压及吸附平衡压力的增大,孔周煤体峰值应力最大值逐渐增大,孔壁变形及孔底破坏趋于严重,甚至发生喷孔;与N2相比,当煤样吸附CO2时,孔周煤体峰值应力最大值较大,孔壁变形及孔底破坏也较为严重;随煤的变质程度的加大,孔周煤体峰值应力最大值及卸压范围呈先增大后减小的趋势,试验所用焦煤应力集中现象及孔壁、孔底破坏程度最为严重。     

煤岩水力压裂过程中钻孔应变发展特征的试验研究

为研究水力压裂过程中钻孔应变发展的特征,在不同应力条件下开展了钻孔水力压裂试验,测试分析了钻孔压裂段孔壁变形的规律.结果表明:在水压作用下,压裂段孔壁应变较为明显,存在拉伸和压缩2种类型,根据与水压的对应关系,2种应变曲线可分为4个发展阶段,即压裂管路排气阶段(应变小幅波动)、水压上升阶段(应变快速增加)、起裂延伸阶段(应变缓慢变化)和闭合阶段(应变急剧降低),其中压裂管路排气阶段对压缩应变的影响较小;拉伸应变的残余变形明显大于压缩变形,但压缩应变曲线与水压变化存在较好的一致性;孔壁应变是孔壁在水压作用下裂缝形成和扩展过程的表现.     

深部条件下的煤岩钻孔喷孔试验研究

为了研究深部条件下的煤岩体动力显现特征规律,运用钻孔喷孔试验系统进行了不同载荷作用下的钻孔喷孔试验,测试并分析比较煤试样在试验过程中的应力、应变、钻屑量、声发射等参数。结果表明:只有当煤样加载压力超过某一临界值后,才会发生钻孔喷孔现象;加载压力越大,煤试件的钻屑量越多,钻孔喷孔次数越多;同时,喷孔时伴随较大煤岩颗粒喷出,钻孔喷孔是一个能量瞬间释放的过程,侧向应力和应变在能量释放瞬间会经历突然减小或经过短暂的增加后骤然减小的过程,与钻孔喷孔事件相对应;声发射事件除在钻孔周围分布比较密集外,每个试件也有呈条带状分布的区域。声发射事件数、振铃数、能量等都随着加载时间的增加而增加,在喷孔阶段更加明显。试验结果有效揭示了钻孔喷孔过程。     

深部开采钻孔校验中钻进速度对钻杆转速影响的试验研究

通过对钻孔过程中的钻头破煤机理及影响钻杆转速变化的因素进行理论分析,提出了钻进速度与钻杆转速的对应变化关系,并利用钻进装置、加载装置及自主研制的钻孔多参量测试装置进行试验分析,验证了利用钻杆转速法测定煤体应力大小的可行性,同时对不同钻进速度下钻杆转速的变化规律进行研究。结果表明:在钻头、钻杆、煤岩体参数及钻孔前钻杆空转转速一定时,钻杆转速与钻进速度大致呈现负指数的函数关系,钻进速度越小,钻杆转速越大,反之,钻杆转速越小。研究钻进速度对钻杆转速的影响,可以减少利用转速指标对冲击地压等动力灾害的预测误差,实现高效预警。     

移动床生物膜反应器充氧能力的试验研究

对移动床生物膜反应器的充氧能力进行了试验研究，结果表明：反应器充氧能力在添加填料比无填料时大；在悬浮载体能够均匀流化的填充率范围内，反应器充氧能力随着填充率的增大而增大；当填充率大于可以均匀流化的最大填充率时，反应器的充氧能力略有下降。     

服装纺织品中残留甲醛清洗剂的研究

研究去除服装和纺织品中甲醛的清洗剂,并分析该清洗剂配方中各成分的作用.向温水(约20 ℃)中加入一定量清洗剂,待清洗剂充分溶解后,将测试用衣物样品完全浸于清洗液中,浸泡一定时间后将衣物样品用冷水漂洗,晾干后采用水萃取法(GB 18401-2003)检测清洗剂对甲醛的清除效率.结果表明,该清洗剂对甲醛含量超标衣物中甲醛的去除效率高达90%以上,且清洗后衣物中的残留甲醛含量可达到国家标准.该清洗剂对化纤类织品中甲醛的去除效率高于对棉麻类织品和毛织品中甲醛的去除效率,其理想用量约为15 mL清洗剂∶1 L水,理想浸泡清洗时间为4 h.研究表明,该清洗剂对衣物和纺织品中残留甲醛的净化效果明显.     

瓦斯抽采钻孔磁性密封浆液配合比试验研究

为探究一种具有磁性特性的瓦斯抽采钻孔密封浆液配合比,选取微米粒度(3μm)下的羰基铁粉和纳米粒度(200 nm)下的四氧化三铁(Fe_3O_4)为磁性粒子,以一定比例聚乙烯醇和水作为密封浆液主要基液,按照磁性粒子在浆液中不同质量分数、不同磁性粒子种类以及不同磁性粒子粒度,进行多水平多因素下的浆液配合比试验,并借助三维磁性成像系统作相似材料模拟,验证浆液的磁性示踪效果。结果表明:在以羰基铁粉为主要溶质的浆液中加入一定量Fe_3O_4,可大幅度降低密封浆液沉降率;在相似材料密封胶结后,浆液中的磁性粒子可较好地表征出相似材料内密封浆液的填充胶结位置,且在相似材料中,磁性强度越大的区域,内部破裂越明显。     

氯溴异氰尿酸在烟草及土壤中残留分析方法的研究

通过50％氯溴异氰尿酸可湿性粉剂在烟草上的农药残留消解试验,探讨氯溴异氰尿酸在烟草上的合理使用准则.采用高效液相色谱法对烟草及土壤中氯溴异氰尿酸进行残留量分析.样品采用乙腈提取,三氯甲烷和石油醚萃取净化,紫外检测器(UVD)测定,检测波长为200 nm,流动相甲醇与冰乙酸水溶液(pH值为4.0)的体积比为5:95.结果表明,氯溴异氰尿酸最低检出限为5.0×10-10 g,在烟叶中的平均回收率为85.01％～91.92％,相对标准偏差为1.36％～6.09％;在土壤中的平均回收率为84.49％～92.44％,相对标准偏差为1.01％～5.29％.该方法操作简便,分离效果好,准确度和精密度均达到定量分析要求.     

柴油在土壤中迁移的试验模拟研究

通过土柱模拟试验研究了0#柴油在不同类型的土壤(壤土、砂土)中分别以连续和间歇方式入渗的渗流特征.结果表明:柴油在壤土中的入渗速率小于砂土;相同类型的土壤中,连续入渗的速率大于间歇入渗;柴油饱和溶液入渗条件下,绝大部分的柴油集中在深度小于25 cm的土层里,只有在连续入渗砂土情况下,大量的柴油迁移到了35 cm深度的土层;柴油以无水液流态(NAPL)间歇入渗条件下,壤土和砂土中各土层的柴油质量比与土层深度服从相应的负指数关系.通过对比静态吸附的结果,发现迁移过程中存在吸附、截留和生物降解作用等.     

百菌清在马铃薯中的最终残留及土壤中消解动态研究

为评价百菌清在马铃薯上的使用安全性及土壤中的消解动态残留,建立了百菌清在马铃薯及土壤中的残留分析方法,2016—2017年在湖南长沙和河北石家庄两地进行了720 g/L百菌清悬浮剂在马铃薯上的施用,分析了其有效成分百菌清在马铃薯上的消解动态和最终残留。马铃薯、土壤样品用体积比为1∶1的丙酮-乙腈的混合液振荡提取,提取液经盐析、浓缩后用乙腈定容,气相色谱法检测。结果表明,在添加水平为0. 02 mg/kg、0. 20 mg/kg和2. 00 mg/kg时,马铃薯中百菌清残留量检测方法的添加回收率为81. 1%～110. 5%,相对标准偏差(RSD)为4. 4%～11. 9%;土壤中百菌清残留量检测方法的添加回收率为82. 4%～111. 6%,RSD为6. 3%～10. 9%。百菌清在马铃薯上以高剂量(3 240. 0 g/hm~2)、低剂量(2 160. 0 g/hm~2) 2个剂量分别施药3次和4次,最后一次施药后7 d、14 d、21 d的马铃薯的最大残留量均值分别为0. 084 mg/kg、0. 026 mg/kg、0. 020 mg/kg。百菌清在土壤中的残留消解动态规律符合一级动力学反应模型,其消解半衰期为3. 63～8. 35 d,在土壤环境中较易降解。     

毒死蜱在韭菜中的残留动态研究

韭菜是中国消费者比较喜爱的一种蔬菜,其食用安全性关系到消费者的身体健康.毒死蜱在韭菜生产中经常采用叶面喷洒和灌根方式进行害虫防治.采用气相色谱法(GC-NPD)进行毒死蜱残留测定,研究了毒死蜱在韭菜生产中灌根和叶面喷洒时的残留动态.结果表明,在推荐用量和加倍用量灌根处理条件下,毒死蜱的半衰期分别为3.81 d和3 42 d;在推荐用量和加倍用量叶面喷洒处理条件下,毒死蜱的半衰期分别为2.42 d和2.38 d.不同的用药方式对韭菜中毒死蜱残留量的影响存在差异.若严格按照良好农业操作(GAP)生产,可以符合无公害韭菜中最大残留限量标准的要求.     

露天开采高温爆破钻孔液态CO_2快速降温试验研究

为提高露天开采过程中高温钻孔爆破的安全性,加快高温区域剥离速度,采用现场试验的方法,研究了液态CO_2对高温爆破钻孔的降温规律,证实了采用液态CO_2对高温爆破钻孔降温的可行性。试验同时向8个钻孔灌注液态CO_2,灌注时间为8 min,钻孔平均灌注量为0.32 m~3。试验钻孔深12 m,孔径为140 mm,初始温度在50~120℃之间。试验结果表明:液态CO_2对单个钻孔有明显的快速降温效果,降温后钻孔温度从0℃回升至50℃用时15 min以上,满足安全爆破的时间要求;多孔同时进行降温时,受钻孔初始温度及孔内形成干冰的影响,各钻孔温度从0℃回升至50℃的安全爆破时间段不重合,难以满足同时装药、起爆的要求。应针对钻孔的不同情况,进一步改进液态CO_2钻孔降温工艺。     

压裂钻孔孔壁破坏行为与注水流量相关性试验研究

为分析流量对水力压裂钻孔起裂特征的影响,开展了不同注水流量水力压裂实验,得到了煤体起裂过程的孔壁压缩应变-水压曲线。结果表明,流量的增大使破裂形态趋于复杂,表现在裂缝的数目及宽度会变多增大,而原煤则更易于沟通原生裂隙;对于无明显节理的配比型煤,随着注水流量增大,孔壁应变速率和起裂压力均增高;对于含明显节理的原煤,孔壁应变速率及起裂压力变化具有一致性,但与流量变化不一致,原煤内部的节理会影响试块起裂行为,降低钻孔内能量积聚速率和煤体破裂强度。研究成果对于揭示钻孔起裂行为具有重要理论意义,为水力压裂实验研究提供了一种新思路。     

蜂蜜中氯霉素残留的检测及净化方法研究

建立了反相高效液相色谱-离子阱质谱法检测蜂蜜中氯霉素残留的方法.前处理采用改良的QuEChERS方法进行快速提取和净化.采用初级次级胺进行固相分散净化,可有效吸附蜂蜜中的糖类及有机色素等杂质.提取物在流动相甲醇:水(0.2%乙酸胺)=45:55(体积比)中,用整体色谱柱进行快速分离和质谱检测.并对MS检测中2种离子化方式(电喷雾ESI及大气压化学APCI)、各种离子化方式下正负离子模式及离子检测方法(总离子检测TIC和选择性离子监测MRM)进行了综合比较,最终确定采用电喷雾电离法(ESI)负离子模式、多反应离子监测(MRM)对氯霉素进行定性定量分析.在0.2～200μg/kgg添加浓度下,添加回收率水平在78%～93%间,变异系数在3.9%以下.该方法的检出限为0.1μg/kg,在0.1～100 μg/L浓度范围内,线性方程为y=58.753x 34867,相关系数R2=0.999 5.     

薄煤层采煤工作面顶板穿层钻孔瓦斯抽采试验研究

以凤凰煤矿1402采煤工作面为工程应用背景,针对煤层薄、瓦斯含量高、透气性差、地质条件差的特点,运用岩层移动理论,研究了采煤工作面采空区大流量、高浓度卸压瓦斯的运移路径和富集区域;借鉴了邻近煤矿瓦斯抽采经验,选择顶板穿层钻孔瓦斯抽采方法作为主要矿井瓦斯抽采方法之一,试验了该方法的合理瓦斯抽采参数;提高了采煤工作面瓦斯抽采率,消除了采煤工作面瓦斯积聚现象。     

气溶胶在全混通风小室中浓度衰减的试验研究

研究了通风小室内不同粒径气溶胶颗粒(0.3 ～ 0.5 μm、0.5～1μm、1～2μm以及2～5 μm)的沉积率在6种典型室内换气次数(6.51h-1、7.81 h-1、9.11 h-1、10.42 h-1、11.72 h-1以及13.02 h-1)下的变化情况.采用安装Laskin喷嘴的QRJ-1型气溶胶发生器产生气溶胶颗粒,使用BCJ - 1D型激光尘埃粒子计数器测量室内一点的气溶胶颗粒浓度变化.结果表明,在上述6种换气次数下,气溶胶浓度的衰减均与时间近似呈对数关系.相同换气次数下,气溶胶颗粒的沉积率随着粒径的增加而增加;对于同一粒径颗粒,气溶胶的沉积率随着换气次数的增加而增加.换气次数在9.11 h-1以下时,增加换气次数对颗粒沉积率的影响显著;换气次数在9.11 h-1以上时,增加换气次数对颗粒沉积率的影响较小.在较小的换气次数下,颗粒沉积率的增加快于换气次数的增加;而在较大的换气次数下,增加换气次效时,颗粒沉积率的增加速度与换气次数基本一致,而颗粒被排风带走的比例较稳定.     

顶板含水层防水试验的钻孔单位涌水量计算方法

为了实现利用井下放水试验获取顶板含水层的钻孔单位涌水量,采用抽水试验中的地下水动力学计算公式,结合观测孔的水位降深,给出了放水孔水位降深的计算方法;利用观测孔水位降深和观测孔与放水孔之间距离的对数曲线图,提出了放水孔水位降深的图解法;对于承压含水层,基于钻孔单位涌水量与含水层渗透系数之间的线性相关关系,可以通过含水层的渗透系数获取钻孔单位涌水量;通过实例分析,解析法和图解法计算得到的放水孔单位涌水量相近,结合现场放水试验情况,分析了放水孔单位涌水量的可靠性,并对3种方法的适用条件进行了讨论。研究结果表明:利用放水试验获取的放水孔单位涌水量符合实际情况,可以作为含水层富水性评价和矿井水文地质条件分析的依据。     

基于蠕变效应的穿层钻孔封孔参数优化与试验研究

为解决穿层钻孔封孔难度大、瓦斯抽采效率低的问题,视煤岩体为弹塑性介质,在考虑蠕变效应下建立巷道围岩力学模型;根据Dracy定律,推导浆液流动控制方程,以渗透率变化为桥梁,构建巷道围岩变形与浆液流动的耦合模型;利用COMSOL软件解算该理论模型.数值模拟结果表明:巷道围岩塑性软化区范围由初始时刻4.69 m不断扩大,在1...     

顶板含水层放水试验的钻孔单位涌水量计算方法

为了实现利用井下放水试验获取顶板含水层的钻孔单位涌水量,采用抽水试验中的地下水动力学计算公式,结合观测孔的水位降深,给出了放水孔水位降深的计算方法;利用观测孔水位降深和观测孔与放水孔之间距离的对数曲线图,提出了放水孔水位降深的图解法;对于承压含水层,基于钻孔单位涌水量与含水层渗透系数之间的线性相关关系,可以通过含水层的渗透系数获取钻孔单位涌水量;通过实例分析,解析法和图解法计算得到的放水孔单位涌水量相近,结合现场放水试验情况,分析了放水孔单位涌水量的可靠性,并对3种方法的适用条件进行了讨论。研究结果表明:利用放水试验获取的放水孔单位涌水量符合实际情况,可以作为含水层富水性评价和矿井水文地质条件分析的依据。     

废水中微量残留炸药奥克托今、黑索今测定方法的研究

含有奥克托今、黑索今的废水会对人体、动物、水生生物产生毒害作用。笔者针对含有奥克托今、黑索今的废水 ,研究了采用分光光度法同时测定废水中微量奥克托今、黑索今的原理、方法和显色反应的适宜条件。该方法不需要吸收曲线交点和等吸收点 ,具有较好的回归稳定性。采用该方法进行废水的环境监测 ,对环境治理、水质安全评价和水生生态进行综合的管理和保护将会发挥其重要作用。