发布时间：
浅议煤矿煤层的开采技术摘要：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。关键词：开发技术 煤炭工艺 煤炭一、煤炭开采的主要形式（一）井下采煤井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，每一水平又分为若干采区，先在第一水平依次开采各采区煤层，采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时，先将煤层划分为几个盘区，立井于井田中心到达煤层后，先采靠近井筒的盘区，再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层，先采第一水平最上面煤层，再自上而下采另外煤层，采完后向第二水平转移。按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。（二）露天采煤移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采称为露天开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。其主要生产环节：首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎，然后用采掘设备将岩煤由整体中采出，并装入运输设备，运往指定地点，将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场；将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。主要优缺点优点为生产空间不受限制，可采用大型机械设备，矿山规模大，劳动效率高，生产成本低，建设速度快。另外，资源回采率可达90%以上，资源利用合理，而且劳动条件好，安全有保证，死亡率仅为地下采煤的1/30左右。主要缺点是占用土地多，会造成一定的环境污染，而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面，对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。二、采煤方法与工艺在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业 条件，提高单产和机械化水平。（一）开采技术开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下 的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。（二）解决难题开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力 压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制， 又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤 时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。（三）缓倾斜薄煤层长壁开采主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。（四）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采应进一步加强完善支架结构及强度，加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。（五）各种综采高产高效综采设备保障系统要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架—围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油 —磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。三、主要的开采技术（一）深矿井开采技术深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术与装备。（二）“三下”采煤技术提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理念和关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的开采设计，工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。（三）优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现中采与中掘同走发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置系统的优化，减化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有利措施，又减化了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。
油井压裂的风险分析与安全对策论文
摘要：对油井压裂过程中存在的安全风险进行了分析，梳理了安全管理的重点环节，提出了相应的安全管理对策措施。
关键词：油井压裂；风险分析安全对策
引言
油井压裂作业设备多、环节多，具有技术含量高、施工难度大、作业环境恶劣、救援及逃生困难的特点，安全管理工作难度大，极易酿成重大的人员伤亡和财产损失事故。笔者就油井压裂过程中存在的安全风险进行了分析，并提出了相应的安全管理对策措施。
1、压裂施工风险分析
人员与设备高度集中压裂作业井场占地一般1600m2左右；压裂设备包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车、砂罐车及立式砂罐、大罐等。在特殊情况下，如压力高或需要更大排量施工的井，还要增加压裂车和仪表车。井场人员和设备密集，管理难度大。
井场布置易存在隐患由于受井场场地的限制，施工车辆距离井口过近，压裂仪表车、其他辅助车辆和仪器距离高压区的距离较近，存在安全隐患。
施工过程危险性高压裂作业施工，尤其是老井、重复压裂井、大型酸化压裂，工序复杂，地面压力在30MPa-60MPa之间，极易造成井身结构破坏、管线爆裂，发生卡钻、砂堵油管、管柱断脱、井口设备刺漏等工程事故，极易引发井喷事故和物体打击事故。
救援及逃生困难由于井场摆放着各种车辆和压裂罐，视野较窄，一旦发生事故，很难迅速逃生和得到救援，极易升级为不良事件。
环境保护要求高如果压裂失控、压裂管柱破裂或者高压井口、管线泄漏，极易发生压裂液、有毒有害气体和原油的泄露，污染大气层和地表层，造成重大地面污染事故。
2、安全管理的重点环节
作业人员的管理应对设计人员进行井控培训，施工人员需穿戴好劳保用品并持证上岗，非本岗位工作人员要限入高压区。
生产设备的管理使用压裂设备前，必须对设备的气控系统、液压系统、吸入排出系统、仪表及执行机构系统、设备故障诊断系统等十个系统进行认真检查，并对仪表进行校正。
井场布置的管理压裂施工的井场布置应严格按高压区、低压区、井口区和辅助区划分，设立好警戒线，非工作人员严禁入内。油井压裂的所有生产设备，必须停放在上风方向，并与井口保持30m距离。
试压工序的管理井口要用钢丝绳固定牢固，高压管汇要安装泄压阀及安全阀。排空试压并保持15min，仔细检查无刺漏后再放空。要确定最高限压压力，现场施工中严禁超压操作，超压时应紧急停车。
施工过程的管理施工过程主要包括：循环、试压、试挤、压裂、支撑剂、替挤、反洗或活动管柱等环节，压裂施工期间应统一现场的操作指挥，必须对施工的设计要求、井下情况、地面设备及各个岗位的技术情况清楚，落实各项安全防范措施。在生产过程中，要保存安全生产的相关资料，主要包括作业人员名册、工作日志、培训记录、事故和险情记录、安全设备维修记录情况等。
安全管理的法规标准油井压裂作业安全管理须遵守SY6443-2000《压裂酸化作业安全规定》等有关的安全管理规定。
3、安全对策
规范人的安全行为
①压裂前召开安全会议，以保证所有的`现场人员都知道压裂施工程序，现场人员都应清楚自己在压裂施工中的职责和在应急情况下的处理措施。对施工现场人数进行统计，在应急情况下的人员逃生路线明确，在实施压裂过程中，暂无施工任务的人员应到指定位置待命。
②员工是油井压裂作业的主体，要从关爱员工生命及保护生产力的角度出发，严格压裂作业从业人员的选择任用。规范安全行为，加强安全教育及操作技能的培训，使其能够按规程、标准上岗操作，减少人为操作失误，降低因不安全行为引起的事故。
③压裂施工过程中，要严格按照操作规程的要求进行，不满足安全要求的井场坚决不能作业。高、低压管汇吊装、压裂车并入管汇、砂罐车倒车等重点工序，必须由专人指挥方能进行，提高操作的准确性及可靠性，有效避免人员伤亡事故的发生。
④要消除工作环境中的有害因素，创造适合人的工作环境，从而减少人失误的可能性。
控制设备设施的不安全状态
①压裂作业生产设施，要根据施工耐压等级，确定油井压裂生产设施和专业设备的选型，抓好设备的运行检查、定期校验、日常维护保养、维修改造、报废处理等环节的管理，杜绝设备带病运行，是确保油井压裂作业安全的重要途径。
②安全检查是监测单位生产作业情况与国家、地方及企业标准不符合程度的过程，是发现危害因素的方法，是安全管理工作的重要内容。通过安全检查，掌握油井压裂生产设备的安全运行状况，确保生产安全。
③严格按标准布置井场压裂设备，配备齐全的消防设施，消除压裂现场的机械设备、化学药剂的潜在危险。
④设备的安全附件要定期校验，不符合安全标准的安全附件要及时更换或修复，以消除作业中的安全隐患。
⑤安全管理部门要依据安全检查及隐患排查结果、隐患评价及隐患分级情况，提出隐患治理计划并组织实施。
抓好安全管理和应急救援工作
①油井压裂作业单位要依据国家有关安全生产的各项法律、法规和标准，结合单位的生产经营实际，制定单位安全生产管理的各项规章制度，要及时修订或完善，并组织员工对新制度进行学习培训。
②压裂作业单位要建立与单位生产和发展相适应的安全生产管理模式，建立健全安全管理网络，并配备好安全工程师，对于改善单位的安全管理、提高单位安全生产保障能力具有良好的作用。
③抓好应急救援工作。事故应急救援能有效降低事故发生后的人员伤亡和财产损失。油井压裂作业单位应建立并不断完善油井压裂作业配套的应急救援预案，强化应急演练，提高处理事故的应急技术，储备充足的应急物资和装备设施。同时，应建立可靠的通信联络与警报系统，加强与兄弟应急救援机构的信息沟通和交流，确保在应急状况下，及时得到救助，避免大的人员伤亡和财产损失。
油井压裂的风险分析与安全对策论文
摘要：对油井压裂过程中存在的安全风险进行了分析，梳理了安全管理的重点环节，提出了相应的安全管理对策措施。
关键词：油井压裂；风险分析安全对策
引言
油井压裂作业设备多、环节多，具有技术含量高、施工难度大、作业环境恶劣、救援及逃生困难的特点，安全管理工作难度大，极易酿成重大的人员伤亡和财产损失事故。笔者就油井压裂过程中存在的安全风险进行了分析，并提出了相应的安全管理对策措施。
1、压裂施工风险分析
人员与设备高度集中压裂作业井场占地一般1600m2左右；压裂设备包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车、砂罐车及立式砂罐、大罐等。在特殊情况下，如压力高或需要更大排量施工的井，还要增加压裂车和仪表车。井场人员和设备密集，管理难度大。
井场布置易存在隐患由于受井场场地的限制，施工车辆距离井口过近，压裂仪表车、其他辅助车辆和仪器距离高压区的距离较近，存在安全隐患。
施工过程危险性高压裂作业施工，尤其是老井、重复压裂井、大型酸化压裂，工序复杂，地面压力在30MPa-60MPa之间，极易造成井身结构破坏、管线爆裂，发生卡钻、砂堵油管、管柱断脱、井口设备刺漏等工程事故，极易引发井喷事故和物体打击事故。
救援及逃生困难由于井场摆放着各种车辆和压裂罐，视野较窄，一旦发生事故，很难迅速逃生和得到救援，极易升级为不良事件。
环境保护要求高如果压裂失控、压裂管柱破裂或者高压井口、管线泄漏，极易发生压裂液、有毒有害气体和原油的泄露，污染大气层和地表层，造成重大地面污染事故。
2、安全管理的重点环节
作业人员的管理应对设计人员进行井控培训，施工人员需穿戴好劳保用品并持证上岗，非本岗位工作人员要限入高压区。
生产设备的管理使用压裂设备前，必须对设备的气控系统、液压系统、吸入排出系统、仪表及执行机构系统、设备故障诊断系统等十个系统进行认真检查，并对仪表进行校正。
井场布置的管理压裂施工的井场布置应严格按高压区、低压区、井口区和辅助区划分，设立好警戒线，非工作人员严禁入内。油井压裂的所有生产设备，必须停放在上风方向，并与井口保持30m距离。
试压工序的管理井口要用钢丝绳固定牢固，高压管汇要安装泄压阀及安全阀。排空试压并保持15min，仔细检查无刺漏后再放空。要确定最高限压压力，现场施工中严禁超压操作，超压时应紧急停车。
施工过程的管理施工过程主要包括：循环、试压、试挤、压裂、支撑剂、替挤、反洗或活动管柱等环节，压裂施工期间应统一现场的操作指挥，必须对施工的设计要求、井下情况、地面设备及各个岗位的技术情况清楚，落实各项安全防范措施。在生产过程中，要保存安全生产的相关资料，主要包括作业人员名册、工作日志、培训记录、事故和险情记录、安全设备维修记录情况等。
安全管理的法规标准油井压裂作业安全管理须遵守SY6443-2000《压裂酸化作业安全规定》等有关的安全管理规定。
3、安全对策
规范人的安全行为
①压裂前召开安全会议，以保证所有的`现场人员都知道压裂施工程序，现场人员都应清楚自己在压裂施工中的职责和在应急情况下的处理措施。对施工现场人数进行统计，在应急情况下的人员逃生路线明确，在实施压裂过程中，暂无施工任务的人员应到指定位置待命。
②员工是油井压裂作业的主体，要从关爱员工生命及保护生产力的角度出发，严格压裂作业从业人员的选择任用。规范安全行为，加强安全教育及操作技能的培训，使其能够按规程、标准上岗操作，减少人为操作失误，降低因不安全行为引起的事故。
③压裂施工过程中，要严格按照操作规程的要求进行，不满足安全要求的井场坚决不能作业。高、低压管汇吊装、压裂车并入管汇、砂罐车倒车等重点工序，必须由专人指挥方能进行，提高操作的准确性及可靠性，有效避免人员伤亡事故的发生。
④要消除工作环境中的有害因素，创造适合人的工作环境，从而减少人失误的可能性。
控制设备设施的不安全状态
①压裂作业生产设施，要根据施工耐压等级，确定油井压裂生产设施和专业设备的选型，抓好设备的运行检查、定期校验、日常维护保养、维修改造、报废处理等环节的管理，杜绝设备带病运行，是确保油井压裂作业安全的重要途径。
②安全检查是监测单位生产作业情况与国家、地方及企业标准不符合程度的过程，是发现危害因素的方法，是安全管理工作的重要内容。通过安全检查，掌握油井压裂生产设备的安全运行状况，确保生产安全。
③严格按标准布置井场压裂设备，配备齐全的消防设施，消除压裂现场的机械设备、化学药剂的潜在危险。
④设备的安全附件要定期校验，不符合安全标准的安全附件要及时更换或修复，以消除作业中的安全隐患。
⑤安全管理部门要依据安全检查及隐患排查结果、隐患评价及隐患分级情况，提出隐患治理计划并组织实施。
抓好安全管理和应急救援工作
①油井压裂作业单位要依据国家有关安全生产的各项法律、法规和标准，结合单位的生产经营实际，制定单位安全生产管理的各项规章制度，要及时修订或完善，并组织员工对新制度进行学习培训。
②压裂作业单位要建立与单位生产和发展相适应的安全生产管理模式，建立健全安全管理网络，并配备好安全工程师，对于改善单位的安全管理、提高单位安全生产保障能力具有良好的作用。
③抓好应急救援工作。事故应急救援能有效降低事故发生后的人员伤亡和财产损失。油井压裂作业单位应建立并不断完善油井压裂作业配套的应急救援预案，强化应急演练，提高处理事故的应急技术，储备充足的应急物资和装备设施。同时，应建立可靠的通信联络与警报系统，加强与兄弟应急救援机构的信息沟通和交流，确保在应急状况下，及时得到救助，避免大的人员伤亡和财产损失。
359本文论述的原料气压缩机为多级离心式压缩机，某厂利用离心式压缩机，因为汽提塔内漏，开始停运，合成氨装置正常运行，两台循环水泵同时运行，水泵A发生出现接地盒爆的问题，电网晃电，两台电泵开始停运，循环水开始断水，开始启动水泵B，为了尽快恢复装置生产，原料气压缩机始终维持自循环工作状态，因为原料气压缩机回流管路温度比较高，管线表面温度不断提升，最终确定压缩机内部因为高温问题出现故障，需要立即处理。1 概述原料气压缩机的有关情况原料气压缩机利用天然气进行压缩，为转化炉提供转化的原料，原料气压缩机为多级离心式压缩机，包括一个缸体和一段压缩，压缩机具备5个叶轮，利用平衡管平衡轴向力，利用串联干气密封的方式实施轴封。为了防止原料气压缩机发生喘振问题，可以将防喘振阀设置在工艺回路流程当中，机组开车过程中，防喘振阀处于全开状态，汽轮器处于最低工作转速，防喘振阀开始进入到工作状态，可以结合实际情况设置防喘振阀的模式，主要包括手动模式和自动模式，以生产要求调解防喘振阀的开度。机组停车包括正常停车和紧急停车。利用正常停车程序，需要将防喘振阀，降低汽轮机速度，点停车按钮，快速降低汽轮机转速，达到1000r/min之后需要按紧急停车按钮。在汽轮机工作转速状态下进行紧急停车，可以直接按紧急停车按钮，防喘振阀也会因此进入到紧急全开状态中，将水冷区器设置在防喘振阀回路上，这样有利于快速消散压缩机循环流量的热量。2 概述原料气压缩机回路高温事故 循环回路温度较高的原因原料气压缩机的循环水泵A线盒爆，停运两台循环水泵，因为循环水断水的问题，所有的装置开始停车，为了尽快回复生产，原料气压缩机持续运行，利用手动模式将喘振阀打开，原料气压缩机气量实现自循环，因为原料气压缩机回路温度比较高，此时防喘振阀体温度也急剧上升，管线和压缩机的外表面开始出现冒烟的问题，利用监屏观察最高温度，确定是否出现温度异常的问题。通过分析原料气压缩机的运行参数和工艺参数，总结事故发生情况，在正常工作过程中，原料气压缩机防喘振阀开度达到，进一步打开喘振阀，压缩机开始进入到自循环状态当中，开度达到以上，利用防喘振冷区器可以带走压缩机流量产生的热量，压缩机冷却器如果出现断水问题，那么就无法带走压缩机的热量，这样就会提升整个回路的温度。 汽轮机冲转失败的原因原料气压缩机没有设置盘车器，发生事故之后，直接试开机组，汽轮机调速阀开度达到23%以上，但是转速为0，表明汽轮机冲转失败。如果调速阀开度达到31%以上，汽轮机可以达到正常的工作转速，因此可以确定压缩机出现故障，在高温的影响下，压缩机内部可能出现卡涩和黏连的问题，发生这类问题，可能是因为隔板变形，叶轮和隔板之间出现摩擦，转子无法运动。盖板密封和叶轮产生摩擦，也会导致转子不动。解体压缩机，确定问题发生的原因，拆除转子两侧干气密封，确定干气密封是否异常，如果没有发现异常情况，拆除前盖板，确定前轴是否存在损坏问题。将两侧推力轴承和前盖板等拆除，利在内筒前端拉出转子，避免损坏压缩机的部件，将后盖板拆除，拉出内筒，确定后盖板是否可以移动，如果移动幅度比较小，可以确定平衡盘密封存在卡涩和黏连问题，因为平衡盘密封和后轴封的材质是铝合金，这属于薄弱环节，可以强行顶出后盖板，确定轴封端面和平衡盘背帽端面是否发生黏连。转子最高温度为120℃，在300℃高温的影响下，转子会出现轴向膨胀问题，后轴封端面会接触到平衡盘背帽，高速旋转转子，端面会产生较高的摩擦热，熔化后轴封端面，在融化状态中，转子可以维持正常的运转，停车之后，温度开始降低，后轴封端面逐渐开始凝固，这样就会黏连平衡盘背帽。3 修理对策原料气压缩机发生高温事故之后，需要解体压缩机，如果只是压缩机后轴封端面出现融化损坏的问题，并且平衡盘梳齿条只是出现个别损坏问题，其它的部件都是完好的，那么可以检查转子弯曲度，确定转子是否符合工作要求，转子最大径向跳动量为，设计值在以下，可以放心使用转子。更换转子后轴封和平衡盘梳齿，更换内筒体外表面O型圈。清楚转子平衡盘背帽端面黏连的金属。联系设计院，更改压缩机的进出口的测温点。增加温度报警值为140℃，及时提醒用户，避免因为高温温度损坏了压缩机。为了避免高温因素影响到防喘振阀冷却器，利用试压检查工作，确定换热管是否存在泄漏问题，如果发生了泄漏问题，需要立即采取封管处理工作。探究原料气压缩机温度高原因及处理郭子庆新地能源工程技术有限公司 河北 廊坊 065000摘要：本文结合原料气压缩机温度高原因，逐项分析了其原因，提出针对性的处理措施，通过更换处理损坏部件，例如可以更换原料气压缩机的后轴封和平衡盘梳齿等，检查确认原料气压缩机转子弯曲度，堵管处理防喘振阀冷却器，维护原料气压缩机的稳定运行。关键词：原料气压缩机 温度高 原因 处理措施（下转第363页）363这种压裂液如同字面意思一样就是在压裂液中添加了一些纤维物质，以此提升压裂液的悬砂能力，实现了对稠化剂残渣的有效控制，减少了对地层影响与伤害。这种压裂液需要用到网状显微结构，保障了沙粒下沉阻力控制效果，实现了稳定性平衡，全方位强化了裂缝导流效果，保障了产能。目前在国内的玉门油田与大港油田中获得了充分使用，有效解决了破胶不彻底、配液难问题。低廉的成本与良好的携砂能力是研究的核心。尤其是在近些年胍胶价格快速上涨的今天，这种压裂液更是得到了社会高度重视。国外学者在实践中使用了硼酸盐交联剂与可降解纤维，最后的产量比过去高出24%。从国内外很多的实际案例中都可以看到在使用该压裂液以后油井整体产量都要高出27%左右。能够很好的控制聚合物用量，使油井内部形成导流效果更好的裂缝。并且这种压裂液对于支撑剂返排问题的解决与处理效果也十分突出，能够让裂缝支撑剂变得更加均匀，应对填充失败风险。此外有西方学者还在西伯利亚地区成功使用这种压裂液。利用这种压裂液与控制材料充分的组合，减少了不良裂缝的出现概率，并且有效解决了聚合物剂量高的问题，最后的产量多出来9%。当然该技术并没有对耐温性做充分考虑。我国科学家在多年的研究中开发出纤维复合清水压裂液，这种压裂液充分筛选了纳米复合纤维、聚酯纤维、棉纤维、玻璃纤维。实验中得到的纳米纤维质量损失只有1%左右。当然这种压裂液的实际效果目前资料并不充足，有待进一步研究。我国有学者在改性纤维中研究出一种易破胶降解且耐高温效果很好的压裂液，在100摄氏度环境下剪切90分钟黏度为·s。泽中压裂液为弱酸性，不会对地层造成过多影响和伤害。4 结束语 从本文叙述可以看出，目前滑溜水支撑剂由于用水量大、输送能力差所以成本比较高，其研究重点是耐盐耐剪切与携砂性。循环利用返排液控制用水量是最大化该技术价值的前提。清洁压裂液不具备良好的耐温性，成本相对较高。今后的研究重点将会是阴离子表面活性剂与纳米材料。纤维压裂难交联并且降解不容易。当然近些年出现的很多新型技术有望改变这一问题。参考文献 [1]贾爱林，位云生，刘成等.页岩气压裂水平井控压生产动态预测模型及其应用[J].天然气工业，2019，39（06）：71-80.[2]屈海清.页岩气压裂返排液回用处理技术研究与应用[J].云南化工，2019，46（04）：154-155.[3]贾金亚，魏娟明，贾文峰等.页岩气压裂用滑溜水胶液一体化稠化剂研究[J].应用化工，2019，48（06）：1247-1250.为了避免发生事故，循环水发生水量不足或者断水问题的时候，如果原料气压缩机没有立即停机，就会不断提高循环回路的温度，引发工艺操作事故。因为在断水情况下，无法带出压缩机的热量，这样就会急剧提升原料气压缩机温度。当温度达到300℃以上，不断伸长原料气压缩机的转子轴向，部件之间出现摩擦，引发高温熔化问题，通过冷却黏连，机组无法再进行启动。因此如果循环水出现断水问题，需要立即停车处理压缩，压缩机处于高温状态，操作人员要果断处理，紧急停车处理。改变压缩机进出口的测温点，避免出现误判的情况。加强培训操作人员，保证操作人员明确机组的测温点和测压点以及流量测点的位置，如果出现异常情况，要正确判断问题发生原因，加强联系内外操作，提高操作人员事故处理能力，发生事故之后，操作人员要果断的处理事故。4 结束语 本文分析了原料气压缩机温度高的原因，并且提出针对性的处理措施，保障原料气压缩机稳定性，提高原料气压缩机的运行效率，同时可以保护原料气压缩机的安全性，避免因为受到高温的影响，使原料气压缩机无法维持正常的工作。参考文献 [1]龙土明.制氢原料气压缩机轴瓦磨损原因分析及预防[J].炼油技术与工程，2019，49（05）：38-41.[2]高小玲，杨唯.空分装置中原料空气压缩机不同驱动方案的投资估算动态指标对比[J].浙江化工，2018，49（10）：40-43.[3]梁威，王振民，汪峰，谢辉，郭立刚.焦炉尾气制LNG 装置原料气压缩机的经济性选型探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（18）：122-124.[4]武秀伟.原料气压缩机填料接筒配氮气管改造运行总结[J].山西化工，2018，38（03）：79-82.[5]谢毅，刘利军，吴盛洪.低压甲醇原料气压缩机故障的原因分析与改进[J].氮肥与合成气，2018，46（05）：18-19+26.（上接第359页）￥5百度文库VIP限时优惠现在开通,立享6亿+VIP内容立即获取探究原料气压缩机温度高原因及处理石化技术359本文论述的原料气压缩机为多级离心式压缩机，某厂利用离心式压缩机，因为汽提塔内漏，开始停运，合成氨装置正常运行，两台循环水泵同时运行，水泵A发生出现接地盒爆的问题，电网晃电，两台电泵开始停运，循环水开始断水，开始启动水泵B，为了尽快恢复装置生产，原料气压缩机始终维持自循环工作状态，因为原料气压缩机回流管路温度比较高，管线表面温度不断提升，最终确定压缩机内部因为高温问题出现故障，需要立即处理。1 概述原料气压缩机的有关情况第 1 页原料气压缩机利用天然气进行压缩，为转化炉提供转化的原料，原料气压缩机为多级离心式压缩机，包括一个缸体和一段压缩，压缩机具备5个叶轮，利用平衡管平衡轴向力，利用串联干气密封的方式实施轴封。为了防止原料气压缩机发生喘振问题，可以将防喘振阀设置在工艺回路流程当中，机组开车过程中，防喘振阀处于全开状态，汽轮器处于最低工作转速，防喘振阀开始进入到工作状态，可以结合实际情况设置防喘振阀的模式，主要包括手动模式和自动模式，以生产要求调解防喘振阀的开度。机组停车包括正常停车和紧急停车。利用正常停车程序，需要将防喘振阀，降低汽轮机速度，点停车按钮，快速降低汽轮机转速，达到1000r/min之后需要按紧急停车按钮。在汽轮机工作转速状态下进行紧急停车，可以直接按紧急停车按钮，防喘振阀也会因此进入到紧急全开状态中，将水冷区器设置在防喘振阀回路上，这样有利于快速消散压缩机循环流量的热量。
大型滑溜水压裂体积压裂技术实施，以美国的Barnett 页岩的有效开发最具代表性，除了大幅度降低成本的水平井钻井和“工厂化”作业模式之外，储层改造的主体技术为：水平井套管完井+分段多簇射孔+快速可钻式桥塞+滑溜水多段压裂。实现体积压裂技术关键主要体现在以下几个方面。基本特点为：大液量、大排量、大砂量、小粒径、低砂比。主要技术参数为：水平段长1000~1500m，分8~15 段，每段分4~6 簇，每簇长度，簇间距20~30 m，排量10 m/min 以上，平均砂比3%~5%，每段压裂液量1000~1500 m，每段支撑剂量100~200 t，压裂液体系采用滑溜水+线性胶组合方式，以40/70 目支撑剂为主。目前最新文献报道表明：水平井的水平段越来越长，为1372~2134m；改造段数越来越多，为10~24段；段间距越来越短，约为90m；规模越来越大，每段使用2067m滑溜水、175 t 支撑剂。
敏感性稠油油藏火烧驱油油藏工程设计——以王庄-宁海地区郑408块为例评论推荐 全文加七四五六九零四六零摘要:郑408块是国内外敏感性稠油油藏开展火烧驱油的首例，作者通过与火烧驱开发油藏筛选条件的对比、物模及数模研究，综合论证了敏感性稠油油藏火烧驱油的可行性，详细分析了火烧驱油的影响因素，开展了油藏工程优化设计，且已通过现场实施初见成效，为同类油藏的开发提供了借鉴和指导。
气井产能试井测试计算方法主要包括4种方法，即一点法测试、系统试井、等时试井和修正等时试井。 1．一点法测试 一点法测试是测试一个工作制度下的稳定压力。该方法的优点是缩短测试时间、减少气体放空、节约测试费用、降低资源浪费；缺点是测试资料的分析方法带有一定的经验性和统计性，分析结果有一定的偏差。经验表明，利用该方法测试，当测试产量为地层无阻流量的倍时，测试结果最可靠。测试流动时间可采用以下计算公式： 式中： ——稳定时间，h； ——排泄面积的外半径，m； ——在 下的气体黏度； ——储存岩石的孔隙度；K——气层有效渗透率 ； ——含气饱和度。 2．系统试井 系统试井又称为常规回压试井，也称多点测试，是测量气井在多个产量生产的情况下，相应的稳定井底流压。该方法具有资料多，信息量大，分析结果可*的特点。但测试时间长，费用高。系统试井测试产量的确定：①最小产量至少应等于井筒中携液所需要的产量，此外还应该足以使井口温度达到不生成水化物的温度；② 最大产量不能破坏井壁的稳定性，对于凝析气藏，还要考虑减少地层中两相流的范围；③测试产量必须保持由小到大的顺序。 3．等时试井 等时试井测试，首先以一个较小的产量开井，生产一段时间后关井恢复地层压力，待恢复到地层压力后，再以一个稍大的产量开井生产相同的时间，然后又关井恢复，如此进行4个工作制度。最后以—个小的产量生产到稳定。等时试井与系统试井相比，缩短了开井时间，但由于每个工作制度都要求关井恢复到原始压力，使得关井恢复时间较长，整个测试时间较长，测试费用比较高。确定等时试井流动时间，—般要求开井生产时间必须大于井筒效应结束的时间，并且要求开井流动结束时，探测半径必须达到距井30m的范围，以便在流动期能够反映地层的特性。参考公式为： 式中： ——在储存温度压力下的气体黏度 ； ——在储存温度下的气体压缩系数 。 如果公式计算的结果小于井筒储存效应结束的时间，则流动期时间必须要大于井筒储存效应结束的时间。确定每—工作制度下关井时间，要求关井压力恢复到原始地层压力，便可进行下—工作制度的测试。最后延续期流动 4．修正等时试井 修正等时试井是等时试井的改进，二者的最大区别是后者开井生产的时间与关井恢复的时间相等。测试时，要求所有工作制度下的开井生产时间和关井恢复时间一样，操作十分方便，这样既缩短了开井流动期的时间，又缩短了关井恢复期的时间。修正等时试井流动期产量大小的确定方法与系统试井方法基本相同，测试的最小产量和最大产量分别为和倍的地层无阻流量。
气井合理产能确定是气田开发早期的一项重要工作,是科学开发气田的基础.其无阻流量是合理产能确定的重要依据.针对气田开发早期开发井、勘探获气井、开发部署井3种不同类型气井并存的现状,通过四川气田多年的开发实践,给出了不同的无阻流量计算方法.在此基础上,提出了合理产能的确定原则,系统地介绍了5种气井合理产能确定方法并对其进行了评价.我们建议,气井合理产能的确定要综合考虑各种计算结果和气藏的地质特征.一点法由于其简单实用性而在榆林气田得到了广泛的应用，但一点法的推导是在二项式的基础上对产能方程无阂次化得到的，主要适用于径向渗流的气井，而对于压后的气井利用一点法计算出的无阻流量偏差较大：且一点法试井对低渗透或致密气藏测定一个稳定测点仍然历时太长或根本不可能测到。在文献[2]的基础上，利用气井压后产能公式，计算了愉林气田16口压后气井的无阻流量，并在此基础上对气井进行了配产。经过一段时间的生产实践检验，所求得的结果符合实际生产情况的要求，从而为确定气井压后产能提供了一种新的理论依据。
[石油工程]气藏水平井合理配产摘 要目前，运用水平井开发油气藏受到越来越多的油田工作者推崇。但用水平井开发气藏要受到多种因素的制约，诸如渗透率各向异性、水平井长度、气层厚度、水平井位置、地层损害程度等，对于低渗透气藏还要考虑启动压力梯度、应力敏感等因素的影响。不同的气藏类型，其所考虑的因素也有所不同，产能公式求解也相应不同。运用水平气井流入动态曲线分析可以更直观的分析参数变化所引起的产量变化关系，了解影响产能的因素。本文就气藏水平井合理配产方面，总结了各类气藏水平井开发的实用公式，讨论了气藏开发的影响因素，分析了相关因素对水平井产量和流入动态的影响，最终得到了气藏水平井开发的实用范围及特点。在获得确定气藏水平井产能实用公式基础上，根据气藏水平井配产的相关方法，通过实例分析，了解了气藏水平井长度、避水程度因素对水平井产能的影响，绘制了无阻流量增量随避水程度变化的关系曲线图，最终确定了合理的水平段长度和避水程度，最后应用经验法配产，获得了该井的合理产量。关键词：气藏；水平井；影响因素；配产目 录1 绪论 立论依据及研究的目的及意义 国内外研究现状 水平气井产能公式的提出 水平井产能分析概要 气井配产研究 气藏水平井产能影响因素 气井配产限制因素 本文的研究目标、技术路线及所完成的工作 研究目标 技术路线 本文完成的工作 62 气藏水平井开发公式及影响因素分析 裂缝性气藏水平井求解公式 非达西流动对水平井产能的影响 裂缝性有水气藏水平井公式及分析 凝析气藏水平井的公式及分析 启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透气藏水平井产能的影响 气藏水平井产能影响因素 气层厚度及水平井段长度的影响 各向异性的影响 地层损害的影响 底水驱气藏水平井 底水锥进气井临界产量确定常用方法 边、底水气藏气井开采特征 气井工作制度分析 水平气井流入动态曲线分析 水平气井长度对水平气井流入动态曲线的影响 气层厚度对水平气井流入动态曲线的影响 各向异性对水平气井流入动态曲线的影响 地层损害对水平气井流入动态曲线的影响 313 气藏水平井合理配产方法 气藏配产方法 经验法 系统分析方法 各种方法剖析 经验法剖析 单点法 指数式 二项式 节点分析法剖析 在节点分析基础上引入时间变量的配产方法 优化配产方法 434 实例计算 445 结论及建议 结论 建议 49谢 辞 50参考文献 51
因为我国研究生的学术水平本就是参差不齐的。好学校的研究生水平很高，而那些为了获得学历证书而读的研究生水平就会略低。在每个国家都有这种现象。
自然是跟写论文的人有关系呀，研究生个人的水平本来就参差不齐，各研究生院校的师资力量、硬件软件这些都不一样，主客观条件，自然水平就有高低
因为研究生阶段很认真钻研的学生出来的论文都是特别好的，但是也有的研究生他们只是想混个文凭，他们并没有专心搞科研，所以写出的论文质量比较差。
硕士论文学术评语
学术是指系统专门的学问，也是学习知识的一种，泛指高等教育和研究，是对存在物及其规律的学科化。接下来我为你带来硕士论文学术评语，希望对你有帮助。
该课题选题新颖，紧密结合临床，设计合理，属于本学科研究热点，研究工作具有一定的理论意义与实际价值。论文的内容与题目基本相符，结构完整，格式规范，层次清楚，条理分明，语言通顺流畅，内容丰富。文献材料收集丰富详实，基本涵盖了本学科相关的主要文献，并对本学科发展趋势有一定的归纳作用。数据资料充分，论述过程严谨，思路清晰，综合运用了所学知识解决问题，分析方法选用得当，结果可信。论文撰写严肃认真，推理符合逻辑，结论和建议具有现实意义，是一篇有较高学术价值的硕士生论文。
该论文反映出了作者在本门学科方面坚实的理论基础、系统的专业知识以及良好的科研能力。达到了硕士学位论文的要求，建议安排答辩。
xxx同学的学位论文，将计算机辅助设计技术覆盖产品设计的全过程是当前cad研究的主要内容。传统意义下的cad技术着重于辅助产品的详细设计和绘图输出，因而有较大的局限性。本文以图形单元作为产品设计资讯的载体，通过运动分析、功能映射、变型设计、关联设计等手段，将计算机辅助设计技术全面地融入产品概念设计过程，取得了一系列有创造性的研究成果：
1、将零件结构划分为零件、功能结构和基因单元三个层次，以功能结构为单位组织基因单元，有利于实现基于功能的零件概念设计。
2、提出了产品骨架单元的提取方法，通过插入、删除、替代、分解、整合、克隆、派生等多种骨架单元置换手段，在保持功能不变的条件下，对产品进行变型设计。与传统的基于尺寸的产品参数化设计不同，上述变形设计能导致产品结构的变化，因而为创新型设计提供了有效的cad手段。骨架单元表示完整地体现了该结构与产品中其他结构的约束关系。在保证产品中各结构单元有序性、一致性的前提下，减少了所附加大数据量，有利于在概念设计中，对设计方案反复进行斟酌与修改。
3、在关联设计中，归纳总结了五种关联的约束模型，为详细设计阶段自动生成导出单元提供了设计依据。
4、以图形单元置换、叠代技术为核心，构造了单元化产品信息建模原型系统。在此基础上开发了mcadds系统，并在冲剪机床设计xjd型转辙机传统系统设计中获得了成功的应用。
5、论文内容丰富、条理清晰、结构完整，特别是在运用cad技术辅助产品的变型设计以及在设计过程中对设计方案的反复修改方面有重要突破。本文是一篇优秀的博士学位论文，建议提交答辩。
该论文选题合理，为xxxx提供理论支持，研究意义重大。
该论文引用文献具有代表性和科学性，对有关的中外文献材料进行综合分析和归纳整理，掌握了xxxx的研究背景、研究现状和发展前景等内容，文献综述丰富而规范。
论文借助统计分析软件，进行了因素分析，论文内容丰富、条理清晰、结构完整，资料收集详实，数据准确，论证清晰有力，论据充分可靠，结论可靠。
该论文研究结果表明，xxxx，研究具有很强的实践价值和操作性，充分反映了作者对于xxxx知识掌握的全面性，对于xxxx实践有经验，有分析，有思考，有建议。
论文格式正确，结构严谨，层次分明，书写规范，逻辑严密，语言流畅，重点突出，反映了作者具有较强的独立科研能力。论文总体优秀，同意提交答辩，建议授予农学硕士学位。
肖xx同学的学位论文《基于数据挖掘的高校本科专业设置预测系统数据模型的分析和研究》选题于教育部委托中山大学开展的高校本科专业设置预测系统项目。该论文研究成果对于构建高校本科专业设置预测系统具有一定的先导性意义。
本文主要围绕着高校本科专业设置预测系统的数据模型这个问题展开分析和研究。论文首先对已有的专业设置数据模型进行综述，分析其在功能性、预测性、分析性以及挖掘性方面的不足之处，然后结合高校本科专业设置的实际需求，引入数据挖掘技术、数据仓库和olap，构建基于数据挖掘的高校本科专业设置预测系统的数据模型。总的来说，论文框架清晰，逻辑严谨，行文体现了自己的学术思考及思辨结论，有自己的创见。
本文的写作符合硕士研究生毕业论文规范，学术水准较好，体现了两年学习的成果，可进入答辩程序。
论文长于思辨和综合，而短于对实际需求和现实情况的考量，比如各用户对于专业设置的需求以及数据挖掘中数据的可采集性及可用性等。建议今后在相关研究中采取更广泛视角。
中国的山水画是一大门类，历代有关具体画法的论述众多，不乏富于价值的成果。但把山水画技法作为一个系统，从宏观角度归纳、分析其特征及嬗变行程，则并不多见。本文作者从自己擅长实践的优势角度入手，选取这一富于传统而又具备现实意义的课题，值得肯定。
论文的框架清晰，把山水画技法之变归纳为四个段落，体现了自己的学术思考及思辨结论，有自己的创见。尤为值得肯定的是其中分析多能扣紧"技法"本体，不尚空谈，读之可信性强，这是对实践有直接体验而又能读书思考才能得到的成果。
本文的写作符合博士研究生毕业论文规范，学术水准较好，体现了三年学习的成果，可进入答辩程序。
论文的立论角度偏重笔墨元素本体，既是长处，也带来不足，即四次变化的动因不一定来自笔墨内部，时代和观念上的乃至功能上的要求可能也起重要作用。建议今后在相关研究中采取更广泛视角。
论文首先围绕公司业务进行系统设计，把企业管理思想和软件工程思想相结合，明确系统的需求目标和功能，采用结构化设计的方法完成信息系统的总体设计。系统采用基于j2ee规范的多层体系结构与采用soa的体系架构进行开发与集成，功能较为全面具体，满足企业战略发展的需求，具有一定的推广应用价值，反映作者掌握了软件工程专业的基础理论和分析方法，具备一定的.科研能力。
论文结构合理，层次分明，语句通顺，图表清晰。符合硕士研究生毕业论文理论水平和工作量要求，同意答辩。
论文首先针对研究问题，对系统开发所用的技术进行了分析介绍，概念清楚，论据充分，反映出作者基础知识扎实，较好地掌握了b/s结构、技术和sql数据库的应用方法。论文通过需求分析确定系统的目标及功能，运用软件工程的思想和相关理论完成网络采购管理系统的总体设计。
系统功能实现较为具体，大大提高了企业采购的效率，节省采购成本，具有一定的推广应用价值，表明作者综合能力强，具备一定的科研能力。
xx的论文《山水画画法嬗变研究》从中国山水画画法的沿革脉络入手，从"青绿之变"、"水墨之变"、"笔墨之变"几个方面梳理了山水画画法的源流嬗变，并对20世纪中国画山水画的继承与发展势态作了详实有据的展开论述。可以看出，论文作者在史料采集、思路辨析、概念梳理等各个方面下了很大的功夫。在山水画的流变历程上分期明确，阐述精当，对于"变与不变"这样的关键问题提出了自己的主张，给了读者一个清晰的轮廓。论文是有创见的，给当代中国山水画的理论研究和创作实践提供了有价值的成果。
论文文字清晰，图文照应，学风严谨，写作规范，体现了作者的全面素养和学术功力。
符合美术学博士论文的要求。
建议在此基础上继续充实拓展，专著成书。
论文结构较严谨，层次分明，格式符合学术规范。达到了硕士研究生毕业论文理论水平和工作量要求，同意其参加论文答辩。石材加工企业供应链系统的设计与实现随着计算机技术的不断发展，信息化管理的手段越来越丰富，信息管理系统在社会各领域得到了广泛应用。
论文针对石材加工企业在信息化建设过程中面临问题，结合企业的实际需求，完成信息系统的设计，推进企业的信息化进程。研究方向正确，研究成果具有一定的理论价值和现实意义。
颜志丰1 琚宜文1 侯泉林1 唐书恒2
基金项目:国家自然科学基金项目(;40972131);国家重点基础研究发展规划(973)课题();国家科技重大专项课题(2009ZX05039-003);中国科学院战略性先导科技专项课题(XDA05030100);河北工程大学博士基金课题。
作者简介:颜志丰,1969年生,男,河北邯郸人,博士后,长期从事能源地质和构造地质研究。Email:。
(1.中国科学院研究生院地球科学学院 北京 1000492.中国地质大学(北京)能源学院 北京 100083)
摘要:为模拟研究煤储层水力压裂效果,对煤样进行了饱水条件下的常规单轴压缩试验和声发射测试。对结果进行分析表明:在常规单轴压缩条件下,煤在平行层面上其力学性质具有方向性差异,平行面割理方向的单轴极限抗压强度要比垂直面割理方向的单轴极限抗压强度大得多,其弹性模量也大得多。煤样在垂直面割理方向弹性模量E随着单轴极限抗压强度σc的增加而增加,相关性较高,平行面割理方向弹性模量E随着抗压强度的增高而增高,但离散性较大。在单轴压缩条件下煤样变形破坏表现出的全应力—应变曲线形态大体可以概括为3种类型。
关键词:单轴压缩试验力学性质各向异性饱和含水率割理
Uniaxial Mechanical Test of Water-saturated Coal Samples in Order to Simulate Coal Seam Fracturing
YAN Zhifeng1 JU Yiwen1 HOU Quanlin1 TANG Shuheng2
( of Earth Science, Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049 of Energy Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083 China)
Abstract: In order to simulate effect of hydraulic fracturing in coal reservoir,conventional uniaxial compres- sion test and acoustic emission test on the water-saturated coal samples were hold. The results showed that the me- chanical properties in parallel to the level of coal have directional difference. Under the conditions of conventional uniaxial compression. The uniaxial limit compressive strength in direction parallel to the face cleat is much larger than it in the vertical, so is the elastic modulus. The elastic modulus of coal increased with the increasing of com- pressive strength, however it is higher correlation in the direction of vertical face cleat, but a larger dispersion in parallel. The complete stress-strain curve shape showed by deformation of coal samples under uniaxial compression can be roughly summarized as 3 types.
Keyword: uniaxial compression test; mechanical properties; Anisotropy; saturated water content; cleat
1 前言
煤层气是储存于煤层内的一种非常规天然气,其中CH4含量多数大于90%,是一种优质洁净的气体能源(单学军,2005)。我国煤层气资源十分丰富,根据新一轮全国煤层气资源评价结果,在全国19个主要含煤盆地,适合煤层气勘探的埋深300~2000m范围内,预测煤层气远景资源量为万亿m3。煤层气主要是以吸附状态存在于煤层内,也有少量以游离状态存在于孔隙与裂缝中(Smith D M,1984)。就孔隙结构而言,煤的孔隙结构可分为裂缝性孔隙和基岩孔隙。人们又习惯地把煤岩中的内生裂缝系统称为割理。其中面割理连续性较好,是煤中的主要裂隙,端割理是基本上垂直于面割理的裂缝,只发育在两条面割理之间,把基岩分割成一些长斜方形的岩块体(李安启,2004)。
渗透率高的煤层产气量往往较高,而低渗透率的煤层产气量较低。水力压裂改造措施是国内外煤层气井增产的主要手段。而我国的煤层气储层普遍属于低渗透煤储层,研究表明:我国煤层渗透率大多小于50×10-3μm2(张群,2001)。因此,目前国内的煤层气井采用最广泛的完井方法是压裂完井,煤层和砂岩的岩性特征有很大的区别,压裂施工中裂缝在煤层中的扩展规律与在砂岩中的扩展规律也不相同,为了解煤层的压裂特征和压裂效果就需要对煤层压裂进行模拟研究,要进行模拟研究就需要研究煤岩的力学性质。
通过试验研究煤岩的力学性质,发现煤岩具有尺寸效应——即煤岩的尺寸对试验结果具有影响,Daniel和Moor在1907年就指出(Daniels J,1907):小立方体的屈服强度高于大立方体,而且当底面积保持常数时,随着试块高度的增加,其屈服强度降低。研究过煤岩尺寸效应的还有Bunting(Bunting )。Hirt和Shakoor(Hirt A M,1992),Med-hurst和Brown(Medhurst T P,Brown E ),吴立新(1997),刘宝琛(1998),靳钟铭(1999)等。
由于单轴力学性质试验结果受尺寸、形状等因素制约,因此进行单轴岩石压缩试验时,对试验样品的加工有一定的要求,通常试件做成圆柱体,一般要求圆柱体直径48~54mm,高径比宜为,试件端面光洁平整,两端面平行且垂直于轴线。
2 试验方法说明
在单轴压缩应力下,煤块产生纵向压缩和横向扩张,当应力达到某一量级时,岩块体积开始膨胀出现初裂,然后裂隙继续发展,最后导致破坏(闫立宏,2001)。为避免其他因素的影响,采用同一试样,粘贴应变片,在测试强度过程中同时用电阻应变仪测定变形值。
煤样制备和试验方法
实验煤样采自沁水盆地南部晋煤集团寺河煤矿3#煤层。煤样制备和试验方法参照中华人民共和国行业标准《水利水电工程岩石试验规程(SL264-2001)》(中华人民共和国水利部.2001),以及国际岩石力学学会实验室和现场试验标准化委员会提供的《岩石力学试验建议方法》(郑雨天,1981)进行的。沿层面方向在大煤块上钻取直径为50mm,高为100mm的圆柱样,煤样轴向均平行煤岩层面。为研究平行面割理和垂直面割理方向煤岩力学性质的差异,制备了两组煤样。一组煤样平行面割理方向,样品数10个,编号DP1-DP10;另一组煤样垂直面割理方向,样品数10个,编号DC1-DC10。试验前对煤样进行了饱水处理(48h以上)。单轴实验设备为WEP-600微机控制屏显万能试验机。记录设备为30吨压力传感器,7V14程序控制记录仪。数据处理设备为联想杨天E4800计算机及相应的绘图机、打印机。试验工作进行前测试了煤样的物理性质,对试件进行了饱水处理。进行单轴压缩试验的煤样条件见表1。
表1 煤样条件
计算公式
单轴抗压强度计算公式
中国煤层气技术进展:2011年煤层气学术研讨会论文集
式中:σc为煤岩单轴抗压强度,MPa;Pmax为煤岩试件最大破坏载荷,N;A为试件受压面积,mm2。
弹性模量E、泊松比μ计算公式:
中国煤层气技术进展:2011年煤层气学术研讨会论文集
式中:E为试件弹性模量,GPa;σc(50)为试件单轴抗压强度的50%,MPa;εh(50)为σc(50)处对应的轴向压缩应变;εd(50)为σc(50)处对应的径向拉伸应变;μ为泊松比。
3 试验结果与分析
加载轴线方向对煤块的抗压强度σc和弹性模量有显著的影响。
试验结果数据见表2。从表中可以看出,平行面割理方向的单轴极限抗压强度要比垂直面割理方向的单轴极限抗压强度大得多,其弹性模量也大得多,抗拉强度平均值高出2/3,而弹性模量更是高出一倍。这说明即使在平行煤的层面上其力学性质也具有方向性,不同方向上其值大小有显著差异。
表2 煤样单轴抗压强度试验结果
注:DP9沿裂隙面破裂,没有参与力学性质分析。
煤是沉积岩,小范围内同一煤分层在形成环境、形成时代上都是相同的,可以认为小范围内在平行煤的层面上,煤的组分、煤质等是均匀的,变化非常小,所以沿平面上力学性质的差异与煤质、组分等关系不大。推测其原因是由于在地史上受到构造应力的影响,构造应力具有方向性,在不同的方向上其大小不同,使煤在不同的方向上受到地应力作用的大小程度也不同,导致煤在不同方向上结构有所不同,从而表现出来在不同方向上力学性质的差异,在受力较大的方向上可能会表现出较大的强度。由于在构造力作用下沿最大主应力方向裂隙最容易发育,发育程度也应该较好,沿最小主应力方向上裂隙发育程度要差些。发育好的裂隙往往形成面割理,因而在平行面割理的方向上抗压强度和弹性模量都高,而在垂直面割理的方向上其值相对就会小些。
煤岩单轴极限抗压强度与其他性质之间的关系
由表2可知煤样的抗压强度离散性较大,影响因素是什么?煤的密度与含水状态对单轴抗压强度有什么影响?现分析如下:
图1-a表示了极限抗压强度σc与饱和密度ρw之间的关系。从图中可以看出,无论是C组、P组还是全部样品,随着饱和密度的增加,煤块的极限抗压强度都有增加的趋势,说明随着饱和密度的增加,抗压强度有增加的趋势。
图1 σc与其他性质之间的关系
图1-b表示极限抗压强度σc与饱和吸水率ωs之间的关系。从图中可以看出,C组样品随饱和吸水率的增加抗压强度有减少的趋势,而P组样品单轴抗压强度和饱和吸水率的相关性非常低,可以认为饱和吸水率对P组样品没有影响。由此可见,饱和吸水率的增高使垂直面割理方向的抗压强度降低,而对平行面割理方向的单轴极限抗压强度影响很小。
图1-c表示单轴极限抗压强度σc与弹性模量E之间的关系。从图中可以看出C组样品单轴极限抗压强度σc与弹性模量E之间具有明显的正相关性,即垂直于面割理方向的单轴极限抗压强度随着弹性模量的增加而增加,P组样品具有不明显的线性正相关,即平行于面割理方向的单轴极限抗压强度σc与弹性模量E的增加而增加,但离散性较大。
图1-d表示单轴极限抗压强度σc与泊松比μ之间的关系。从图中可以看出C组样品单轴抗压强度与泊松比之间具有较明显的负相关关系,也就是说垂直于面割理的单轴抗压强度随着泊松比的增高而降低;但是P组样品的相关性很低,即平行于面割理方向的单轴极限抗压强度σc与泊松比的变化无关。
弹性模量和其他性质之间的关系
图2-a表示弹性模量E与泊松比μ之间的关系。从图中可以看出C组样品、P组样品及全部样品相关性均不明显。说明弹性模量与泊松比之间的变化互不影响。
图2 弹性模量E与其他性质之间的关系
图2-b表示弹性模量E与饱和密度ρw之间的关系。从图中可以看出无论C组还是P组,样品弹性模量与饱和密度相关性非常弱,可以认为不相关。由此可见弹性模量不受饱和密度变化的影响。
图2-c表示弹性模量E与饱和吸水率ωs之间的关系。从图中可以看出C组样品弹性模量与饱和吸水率相关性较高,呈明显的负相关关系;但是P组样品的相关性却很低,几乎不相关。由于C组样品以垂直轴向的裂隙为主,在压力作用下煤样的变形等于煤岩本身的变形再加上水的变形,水是液体,在压力作用下很容易变形,在压力不变的情况下随着水含量的增加变形随之增大,而产生较大的轴向变形,导致C组的煤样随着含水量的增加弹性模量变小。而P组样品裂隙以平行轴向为主,尽管在饱水的情况下裂隙中完全充填了水,但由于水含量很少,承载压力的主要是煤岩本身,变形量也是由煤岩本身决定的,因此它与含水量关系不明显。
泊松比和其他性质之间的关系
由图3-a中可以看出C组样品、P组样品和全部样品的泊松比与饱和密度之间散点图均比较离散,相关性很低,也可以说它们不相关。
由图3-b中可以看出C组样品、P组样品和全部样品的泊松比与饱和吸水率之间相关性很低,可以认为它们不相关。
煤岩单轴压缩全应力—应变曲线类型
岩石试件从开始受压一直到完全丧失其强度的整个应力应变曲线称为岩石的全应力应变曲线(重庆建筑工程学院,1979)。大量岩石单轴压缩实验表明,岩石在破坏以前的应力应变曲线的形状大体上是类似的,一般可分为压密、弹性变形和向塑性过渡直到破坏这三个阶段。
煤是一种固体可燃有机岩石,由于成煤物质的不同及聚煤环境的多样化,煤的岩石组分、结构特征比较复杂。因此,在单轴压缩条件下煤样变形破坏机制及表现出的全应力—应变曲线形态多种多样,大体可以概括为3种类型。
迸裂型
应力—应变曲线压密阶段不明显,加速非弹性变形阶段很短,曲线主要呈现表观线弹性变形阶段直线,直到发生破坏,见图4-a。具有迸裂型全应力—应变曲线特征的煤样,通常均质性较好、强度较大、脆性较强,其抗压强度通常很高。煤样在整个压缩变形过程中,积聚了大量弹性应变能,而由于发生塑性变形而耗散的永久变形能相对较小。因此,当外部应力接近其极限强度而将要发生破坏时,煤岩内积聚的大量弹性应变能突然、猛烈地释放出来并发出较大声响,形成一个很高的声发射峰值。
图3 泊松比μ与饱和吸水率ωs之间的关系
图4 煤岩样品应力—应变关系曲线图
破裂型
应力较低时,出现曲折的压密阶段,当应力增加到一定值时,应力—应变曲线逐渐过渡为表观线弹性变形阶段;最后变为加速非弹性变形阶段,直到发生破坏,见图4-b。试件随荷载的增加,煤样受力结构逐渐发生变化,同时出现局部张性破坏,但整体仍保持完整,并在变形过程中也积聚了一定的弹性应变能。当外部应力接近其抗压强度,即煤岩发生加速变形时,煤岩中积聚的弹性应变能就突然释放,产生较高的声发射值,破坏时声发射强度又变得非常低。
稳定型
应力—应变曲线压密阶段不明显,表观线弹性变形阶段呈略微上凸的直线,加速非弹性变形阶段较长,见图4-c。试件随荷载的增加,煤样受力结构逐渐发生变化,同时出现局部张性破坏,并在变形过程积聚的弹性应变能释放,形成振铃计数率峰值,随后振铃计数率迅速降低,并在加速非弹性变形阶段开始时出现新的振铃计数率峰值,接近破坏时又出现一次振铃计数率峰值。破坏时声发射强度又变得非常低。
4 结论
通过上面对沁水盆地寺河煤矿3号煤力学试验,可以得出如下结论:
(1)煤岩单轴抗压强度和弹性模量等力学性质在平行煤层的平面上具有方向性差异,平行面割理方向的单轴极限抗压强度要比垂直面割理方向的单轴极限抗压强度大得多,其弹性模量也大得多。
(2)煤的极限抗压强度σc随着饱和密度ρw的增加而增加;极限抗压强度σc在垂直于面割理方向上随饱和吸水率ωs的增加而减少,而在平行面割理方向上与饱和吸水率无关;单轴极限抗压强度σc随着弹性模量E的增加而增加,在垂直面割理方向上相关程度较高,在平行面割理方向上离散性较大。单轴极限抗压强度σc在垂直面割理方向上随着泊松比μ增加而减小,而在平行面割方向上与泊松比无关。
(3)弹性模量E的变化不受泊松比变化的影响,同时也不受饱和密度的影响;垂直面割理方向弹性模量随着饱和吸水率ωs的增加而减小,而平行面割理方向弹性模量与饱和吸水率无关。
(4)泊松比μ的变化既不受饱和密度变化的影响,也不受饱和吸水率ωs变化的影响。
(5)在单轴压缩条件下煤样变形破坏表现出的全应力—应变曲线形态大体可以概括为3种类型:(1)迸裂型;(2)破裂型;(3)稳定型。
参考文献
单学军,张士诚,李安启等.2005.煤层气井压裂裂缝扩展规律分析.天然气工业,25(1),130~132
靳钟铭,宋选民,薛亚东等.1999.顶煤压裂的实验研究.煤炭学报,24(1),29~33
李安启,姜海,陈彩虹.2004.我国煤层气井水力压裂的实践及煤层裂缝模型选择分析.天然气工业,24(5),91~94
刘宝琛,张家生,杜奇中等.1998.岩石抗压强度的尺寸效应.岩石力学与工程学报,17(6),611~614
吴立新.1997.煤岩强度机制及矿压红外探测基础实验研究.北京:中国矿业大学.
闫立宏,吴基文.2001.煤岩单轴压缩试验研究.矿业安全与环保,28(2),14-16
张群,冯三利,杨锡禄.2001.试论我国煤层气的基本储层特点及开发策略.煤炭学报,26(3),230~235
郑雨天等译.1981.国际岩石力学学会实验室和现场标准化委员会:岩石力学试验建议方法.北京:煤炭工业出版社
中华人民共和国水利部.2001.水利水电工程岩石试验规程(SL264~2001).北京:地质出版社
重庆建筑工程学院,同济大学编.1979.岩体力学.北京:中国建筑工业出版社
Bunting D. 1911. Pillars in Deep Anthracite Mine. Trams. AIME,(42), 236～245
Daniels J, Moore L D. 1907. The Ultimate Strength of Coal. The Eng. and Mining,(10), 263～268
Hirt A M,Shakoor A. 1992. Determination of Unconfined Compressive strength of Coal for pillar Design. Mining Engineer- ing, (8), 1037 ～1041
Medhurst T P, Brown E T. 1998. A study of the Mechanical Behavior of Coal for Pillar Design. Int. J. Rock. Min. (8), 1087～1104
Smith D M, Williams F effects in the recovery of methane from coalbeds. SPE, 1984: 529～～535
浅议煤矿煤层的开采技术摘要：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。关键词：开发技术 煤炭工艺 煤炭一、煤炭开采的主要形式（一）井下采煤井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，每一水平又分为若干采区，先在第一水平依次开采各采区煤层，采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时，先将煤层划分为几个盘区，立井于井田中心到达煤层后，先采靠近井筒的盘区，再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层，先采第一水平最上面煤层，再自上而下采另外煤层，采完后向第二水平转移。按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。（二）露天采煤移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采称为露天开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。其主要生产环节：首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎，然后用采掘设备将岩煤由整体中采出，并装入运输设备，运往指定地点，将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场；将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。主要优缺点优点为生产空间不受限制，可采用大型机械设备，矿山规模大，劳动效率高，生产成本低，建设速度快。另外，资源回采率可达90%以上，资源利用合理，而且劳动条件好，安全有保证，死亡率仅为地下采煤的1/30左右。主要缺点是占用土地多，会造成一定的环境污染，而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面，对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。二、采煤方法与工艺在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业 条件，提高单产和机械化水平。（一）开采技术开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下 的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。（二）解决难题开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力 压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制， 又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤 时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。（三）缓倾斜薄煤层长壁开采主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。（四）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采应进一步加强完善支架结构及强度，加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。（五）各种综采高产高效综采设备保障系统要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架—围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油 —磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。三、主要的开采技术（一）深矿井开采技术深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术与装备。（二）“三下”采煤技术提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理念和关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的开采设计，工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。（三）优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现中采与中掘同走发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置系统的优化，减化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有利措施，又减化了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。