2 000 m超深水水下分离器泄漏油气扩散特性研究

深水水下分离器服役过程中由于腐蚀、地质灾害和环境高压作用,存在失效泄漏风险。针对2 000 m超深水水下分离器可能存在的失效泄漏问题,基于计算流体动力学CFD方法,建立分离器失效泄漏后果数值仿真分析模型,对分离器泄漏场景进行模拟与分析,研究2 000 m水深条件下分离器泄漏油气扩散规律,并考虑不同泄漏位置对油气扩散行为的影响。结果表明:水下分离器泄漏包括压力扩散和自由扩散两个阶段,压力扩散阶段历时极短,自由扩散阶段耗时较长;泄漏口位置对泄漏结果有较为明显的影响,分离器上部泄漏,油气全部溢出,分离器中下部泄漏,大部分油气保留于分离器内部,最终形成分明的油气水界面;分离器内部压力随时间迅速上升,t=0.25 s左右接近于20 MPa,后期在20 MPa左右呈极微小波动,泄漏速率随分离器内部压力增大迅速减小,达到最低点之后,呈微小波动状变化。     

7.0 m采高综采面回采巷道变形破坏规律研究

针对神东矿区大柳塔煤矿采用7.0 m采高综采面回采5-2煤三盘区时回采巷道出现不同程度的变形破坏现象,采用现场实测的方法对52304及52303工作面回风顺槽之间的区段煤柱进行了巷道变形及应力变化规律的监测,并运用FLAC3D数值模拟软件对不同埋深条件下两工作面之间区段煤柱的应力分布规律进行了模拟,最后总结分析了回采巷道变形破坏的机理,并得出采空区段煤柱的失稳是造成回采巷道变形破坏的根本原因。从而为巷道的合理布置及相应控制对策的提出提供基础数据,以保证矿井安全高效的生产。     

多手段综合分析特厚煤层分层开采覆岩破坏高度

为研究特厚煤层分层开采过程中已采工作面上覆围岩破坏高度,以老虎台矿83002已采工作面为例,分别采用EH-4物理探测、数值模拟和微震监测等多种手段进行分析论证。EH-4探测确定了垮落带和裂隙带位于油页岩层内,高阻区位于绿色页岩和砂砾岩的交界面,F1断层处出现离层空间,数值模拟和微震监测对该结果进行了验证;数值模拟和微震监测综合确定了覆岩破坏高度为400～485 m,为累计采高的6.3～7.5倍。研究成果可对下一分层83003工作面的安全开采进行指导,为类似条件矿井提供借鉴。     

可控震源振动器系统不确定性分析

为了解决可控震源施工过程中振动器系统的安全性问题,采用故障树法建立仿真 模型。通过失效分析得出各故障单元的失效模式及单元间分布规律,计算出振动器系统 的可靠度。开展对该系统敏感性的不确定性分析,得出影响振动器系统可靠性的关键因 素为重锤上部密封失效。采用有限元法对其应力场进行模拟仿真。结果表明:随着工作 频率的升高,O形圈应力波动越大,密封越容易失效。Von Mises应力随压缩率的增大先 减小后增大,随槽口半径的增大而增大;接触应力在一定范围内随压缩率及槽口半径的 增大而增大。为振动器的结构优化与可靠性设计提供理论依据,并为油气资源勘探开发 的安全作业提供工程应用指导。     

基于热风险理论对道化学评价中物质系数的研究

随着本质安全研究的深入,道化学评价方法中物质系数MF的计算已不能准确描述反应物本身的热风险大小。在道化学评价方法中引入热风险概念,比较热危险性评价方法和道化学评价方法间相异点;以六甲基磷酰三胺工艺为研究对象,用DSC量热仪对反应物进行分析得出放热速率q、反应波峰峰值、单位质量的反应焓Hr,对采集的工艺参数用热力学理论外推法、基因贡献法得出活化能E、比热容CP并以此求出最大反应失效时间TMRad、绝热温升Qad、物质系数MF值以及工艺单元中物料量。得出最大反应失效时间与物质系数MF间具有相关性,道化学评价方法对因失效反应引发二次反应的热风险评估也适用。     

概率统计在矿井通风系统可靠性评估中的应用

构建一个随机非稳定地下矿山通风系统,此通风系统有三个机组,机组的随机运行状态构成了一个完整的“系统的概率结构”。对此通风系统的运行状态进行概率统计分析,探讨了该随机系统的特征。由此推导出了通风系统故障的平均时间是一个显式的概率表达式。同时,假设系统失效时间和更换时间符合指数分布的情况下,得出计算系统故障平均时间的一个五阶多项式公式。通过验证,证明了系统故障平均时间的大小依赖于系统维修和更换的比率,而且是检验系统可靠性的重要指标,有利于提高矿山安全水平。     

软岩大变形巷道支护技术及应用

针对三门峡铝土矿软岩巷道大变形难支护的问题,综合现场工程地质调查、软岩水理作用测试、现场测试等手段和方法,对该地区巷道破坏模式和失稳机理进行详细分析,提出了锚喷-砌碹相结合的互补支护技术。按照互补支护参数建立数值模型并进行稳定性分析,数值计算结果表明在此支护方式下巷道各部位围岩收敛变形控制良好,且支护后围岩安全系数较之前明显提高。将新支护方案进行工程试验,巷道变形监测数据表明,支护后的巷道变形得到了良好的控制,混凝土喷层未出现裂缝,围岩变形速度迅速减小;锚喷10天后围岩变形基本稳定,此时进行二次砌碹支护效果最好,可以保证巷道的长期稳定。     

API Standard 521 new alternative method to evaluate fire relief for pressure relief device sizing and depressuring system design

Since the 1950's, API Standards have provided guidance on determining relief loads for equipment exposed to pool fires. The API method is empirical based on tests performed in the 1940's. There is increasingly widespread interest in analytical methods based on heat transfer principles to model fire heat input. The API committee agreed to include an analytical method in the 6th edition of API Standard 521 to establish relief loads for pressure relief devices and to design depressuring systems for the fire scenario. The analytical method provides more flexibility than the empirical method but has limitations (e.g., too many permutations are possible leading to potential under-sizing of the pressure relief device).This paper discusses the basis for the empirical method in API Standard 521 and provides comparisons of the empirical and analytical method with two more recent large-scale pool fire tests. This pool fire test data indicates that the empirical method will provide a conservative estimate of pool fire heat input for most applications and is still the method of choice when designing pressure relief systems. However, these recent tests indicate the empirical method needs to be modified when a vessel or equipment is partially confined by adjacent embankments or walls equal or greater than the vessel height. In such cases, the wetted area exponent should be 1.0 instead of 0.82.The analytical method is useful in determining time-versus-temperature profiles for heating unwetted vessels of varying wall thicknesses and materials of construction. These profiles, which depend upon the type of fire (e.g., unconfined pool fire, jet fire, etc.), can be combined with tensile strength and stress-rupture data to specify a depressuring system's pressure-versus-time profile. This will minimize failure and/or mitigate the effects of failure due to overheating from fire exposure.     

基于FTA的尿素热解脱硝系统可靠性分析

为提高尿素热解脱硝系统可靠性水平,通过分析系统组成和各种可能的失效情况,以尿素热解脱硝系统不能正常工作为顶事件建立了故障树,对其进行定性分析,求取了故障树的最小割集。同时在此基础上分析了各个基本事件的结构重要度,明确了导致尿素热解脱硝系统失效的主要影响因素,并对其相应的解决措施进行了探讨。