上保护层开采对下部特厚煤层移动变形规律及保护效果考察研究

选取海石湾煤矿特厚煤层6124工作面为研究对象,为了确定上保护层开采对下部特厚煤层6124工作面的影响,运用FLAC3D软件对上保护层开采后被保护层应力和位移变化规律进行了数值模拟研究。研究结果表明:被保护层被保护区域位移沿垂直方向呈“拱形”分布,被保护层最大位移变化量为354 mm,变化范围在160～354 mm之间;被保护层被保护区域的应力变化呈“V”形分布,被保护层最大拉应力变化量为0.489 MPa,变化范围在0.314～0.489 MPa之间,最大压应力变化量为31.3 MPa,变化范围在25.8～31.3 MPa之间;实施上保护层开采后,煤层瓦斯抽采率提高了39.5%,残余瓦斯含量降到7.16 m3/t,残余瓦斯压力降到0.58 MPa,该参数的确定为海石湾煤矿特厚高瓦斯煤层的合理开采提供了一定的理论指导。     

考虑非独立保护层影响的LOPA改进策略研究

针对LOPA在识别保护层方面的局限性,通过考虑非独立保护层的影响,将非独立保护层分为不满足有效性与不满足独立性2类进行分析,针对不同类型的非独立保护层分别应用引入削减系数以及与故障树分析（FTA）集成的方法对传统LOPA进行改进,并结合具体案例验证其适用性。研究结果表明:改进方法的计算结果较传统方法计算结果降低了1个数量级,避免了传统方法过于保守的评价结果;通过对传统方法的改进,克服了LOPA在识别保护层方面以及场景频率计算方面的局限性,有助于拓展其使用范围。     

基于AHP-TOPSIS法综合评判的保护层开采选择*

为优选首采层作为保护层开采,选取5个一级指标和19个二级指标,建立以AHP（层次分析法）和TOPSIS（逼近理想解排序法）为基础的煤层突出危险性评价模型,通过层次分析法确定各指标的权重,结合逼近理想解排序法分析贴近度并预测出煤层突出危险可能性,并进行现场工业性实验。结果表明:AHP-TOPSIS综合评判法预测优选8号煤层作为保护层开采,并经现场工业性实验验证,瓦斯解放效果较好。该方法结合主观因素和客观因素,避免单一地从主观出发或从客观出发带来的决策失误,并选取大量评价指标,使预测结果更贴合实际情况,可作为优选保护层的理论依据。     

基于HAZOP的保护层分析技术研究

介绍了“基于HAZOP的保护层分析技术”的工艺安全管理新模式。在此基础上,利用该方法对水煤浆气化装置进行了分析,识别出了装置存在的重大工艺危险,提出对策建议,对整个装置重大工艺安全事故的预防提供了有力的技术支持。     

化工园区保护层研究

基于保护层分析(LOPA)的理论,对原油储罐一典型的独立保护层进行了分析,计算了保护层下油罐事故概率。分析现有保护层的效果,为构建化工园区典型危险源消防能力的保护层设施提供优化决策模型,给出化工园区消防安全的风险决策过程及相关改进建议。     

基于贝叶斯—LOPA方法的深水钻井安全屏障可靠性分析

据统计,钻井过程是海上井喷事故的高发阶段,为保障钻井安全进行,安装了节流管线、防喷器等安全屏障减缓系统风险,安全屏障的可靠性直接影响钻井安全。利用贝叶斯—LOPA方法建立深水钻井安全屏障可靠性分析模型,以储层-溢流-井涌-井喷为事件链,运用三级井控理论建立独立保护层,每一保护层运用贝叶斯网络方法计算失效概率。在GeNIe软件中完成模型建立,并且完成后验概率计算、敏感性分析、影响力分析。通过分析计算结果给出风险控制关键事件和风险减缓措施,为钻井现场安全工作提出指导意见,确保深水钻井安全有序进行。     

保护层开采被保护层膨胀变形分析方法

基于传统的膨胀变形特征分析多是对被保护层在法线方向上通过测量两个定点 的距离变化来表征,这种从“两个定点”距离变化角度分析膨胀变形的方法只考虑被保 护层在法线方向上的变形特征,不能反应出被保护层的横向变形。针对计算结果不能全 面、准确的反应煤岩体的膨胀变形特征问题,首次提出了保护层开采过程中被保护层膨 胀变形的“四个定点围域面积”分析方法,该方法通过面积膨胀变化分析被保护层膨胀 变形特征。研究分析了在开采实践和实验室中“四个定点围域面积”的监测方案、面积 分析计算方法和“四个定点围域面积”的合理尺度。以沙曲矿多煤层开采相似模拟为背 景,分析了不同尺度下“四个定点围域面积”分析法的精度。研究表明,“四个定点围 域面积”分析方法较“两个定点”分析方法精度更高,被保护层厚度1倍尺度围域内划 分的面积单元格越多,膨胀变形计算精度越高。     

保护层分析法在化工企业重大危险源罐区的应用研究

为了做好化工企业重大危险源罐区的风险管理,使罐区风险处于可接受水平,本文采用保护层分析法（LOPA）对罐区存在的风险进行风险评估,明确了各分析步骤的具体要求及独立保护层特性和类型,并应用具体实例在HAZOP分析的基础上进行LOPA的分析研究,为化工企业采用LOPA评估重大危险源罐区风险提供参考。     

油气管道量化风险控制技术研究

针对风险控制无法有效量化问题,应用因果分析和保护层分析方法各自的特点,建立了基于因果分析-保护层方法的风险控制技术。通过应用因果分析技术对特定风险场景进行系统原因分析,查找出风险控制的关键致因,利用保护层方法辨识出关键致因的独立保护层,依据系统可靠性理论计算特定场景中独立保护层的失效频率,结合企业的风险标准和风险可接受水平,确定是否需要增加新的独立保护层或提高已有独立保护层的可靠性来达到企业理想的风险水平。以中石油西部管道公司典型管道系统为例,验证了该技术的可行性。     

采动过程中下被保护层煤体变形渗流规律研究

为得到采动过程中被保护层煤体的变形、渗流规律,进行了煤样在加卸载应力作用下的变形与渗流实验研究。以红阳三矿上保护层开采为工程背景,采用数值模拟得到保护层采动过程中下被保护层煤体的加卸载路径,依据该加卸载路径对被保护层煤体试样进行加卸载,得到应力—应变及应力—渗透率关系曲线。研究结果表明:加卸载过程中,轴向应变随加卸载表现为线性向非线性转变,且卸载过程中轴向应变未能恢复至初始值;环向应变随加卸载表现为非线性变化。相同应力值对应的加卸载渗透性变化规律为:一次卸载阶段渗透率小于一次加载阶段渗透率小于二次加载阶段渗透率。