設(shè)計(jì)-附件開題報(bào)告

巷。礦井自上而下分二個(gè)水平：從+600到+310第一水平，在第一水平+450水平設(shè)置輔助水平，+310到+450設(shè)置集中軌道上山和行人上山。在+450水平東西兩翼設(shè)置水平大巷和車場，采用上山開采；從+310到+100第二水平，在+100水平兩翼各布置一條大巷和井底車場。方案二：主平硐+暗斜井開致3.2.3方案分析、選擇、比各方案中都采用平硐開拓，主平硐內(nèi)設(shè)置膠帶輸送機(jī)及軌道，兼用作運(yùn)煤以及可進(jìn)一步探明地質(zhì)資源情況，可采用膠帶機(jī)直接運(yùn)出地面。下面就四種方案開拓方案進(jìn)行一一對比。+310m+450+450m設(shè)置輔助水平+450m水平大巷設(shè)置在煤層頂板中+580水平設(shè)置回風(fēng)大巷下一水平開拓在+310m井筒施工單價(jià)低，投資少，井筒延伸施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大中型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，可迅速從井筒撤離。缺點(diǎn)是：斜井井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力方案Ⅱ：平硐暗斜井開拓，采用中部暗斜井開拓，相比方案一節(jié)省了兩條斜井長度，井筒在井田中部，便于集中化布置及管理，布置也相對集中化，較快轉(zhuǎn)入下水平生產(chǎn)缺點(diǎn)是石門長度太長掘進(jìn)施工費(fèi)用級后期費(fèi)用都很高故此方案舍棄。通風(fēng)線路短，通風(fēng)容易，提升也比較快。缺點(diǎn)立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大，東西兩翼井筒布置比較分散，不便于集中化管理及集中，多布置一條大巷故此方案不可行。方案四：采用階梯平硐開拓，設(shè)置三個(gè)水平，+450m前期設(shè)置+450m主平硐在煤層頂板設(shè)置+450大巷+580m設(shè)置回風(fēng)大巷施工周期短，投資少。第一水平開采完畢后后期開拓與方案一致。該方案缺點(diǎn)是要（深山內(nèi)。工程總體投資大。井巷工程綜合費(fèi)用（直接費(fèi)用+輔助費(fèi)用方案 方案工 費(fèi) 工 費(fèi)量 (萬元 量 (萬元(元1、主平硐位于井田中間，兩翼較對稱，大巷利于礦井和排水，能減5122煤炭外運(yùn)只能通過公路至電廠或綠礦外廣場裝火車外運(yùn)，公路距離遠(yuǎn)，費(fèi)用高。5、前期地面生產(chǎn)生活用水比較100030%且方案四工業(yè)廣場布置，生活設(shè)施不便，煤炭外運(yùn)交通不便。故綜合比較選擇方案一。60井田。井田范圍，南起1勘探線與桂興井田為鄰，北以11勘探線為界與煤礦K1煤層的+100m底板等高線的垂直投影為界，包含蔡山洞煤k112.45m。附件C：譯1A.1,F.2K.112（201221420128120128202012927的孔，我們制定一個(gè)壓力依賴性滲透函數(shù)，稱為表觀滲透率函數(shù)（APF），假設(shè)力范圍和壓差，其他的有源電力濾波器的參數(shù)可能由獨(dú)立的試驗(yàn)；然而，：微/納米流體動力學(xué)，多孔介質(zhì)，稀薄氣體流動頁巖氣儲層，氣體在相互關(guān)聯(lián)的孔隙空間（礦物矩陣）或吸附有機(jī)質(zhì)（干酪根或?yàn)r青）并且往往來自相同的儲集巖。流體力學(xué)方無滑滑動條連續(xù)/達(dá)西 滑 過渡 自由分子1?；诳伺瓟?shù)的流型的性假設(shè)分解(何&臺1998)。該克努森數(shù)，定義為：分子平均自由程平均孔隙1型過渡。納維-斯托克斯方程具有無滑移邊界條件是無效的因?yàn)榭伺瓟?shù)大于10–3（羅伊等人，2003）（麥克斯韋模型），1.5階和二階滑移，被用于糾正納維-斯托克斯解決方案的更廣泛的克努數(shù)字（伯格多1959年;夏&堂本光1983年;本町三矢1993年;貝什柯克&卡尼亞達(dá)克斯1999)。在這些模型中（貝什柯克&1999年)修改了微通道，導(dǎo)管和一些管道內(nèi)稀薄氣體流動的二階滑移近模型。（瑞文2010年）和（瑞文，錢德拉&松徳格勒2011年）用（貝什柯克&卡尼亞達(dá)克斯1999)模型來描述致密的多孔介質(zhì)中的氣體流量然而這些滑修改并非適用于克努森大于1（吳2008年）原子的描述，比如分子動力學(xué)（MD）可以精確模擬氣體流量在納米孔隙高克（也稱為納米孔（19992001年；聶、陳&E2004）；因此，它不是目前可行的使（即達(dá)西和科林貝爾模型（即努森擴(kuò)散）變得重要在整體的流制隨著減小孔徑大小、分10-70加瓦德道數(shù)1?？肆挚喜?1941)，蓄仁(2010),加瓦德道(2009)APF加瓦德道（2009年）（納米孔）時(shí)，（2009年）模型（換句話說，在微型毛孔)，該模型收庫（加瓦德道，費(fèi)舍爾和2007年昂斯沃斯;崔，巴斯廷與2009年巴斯廷）。為了更準(zhǔn)確地描述超致密多孔介質(zhì)中的傳輸機(jī)制，結(jié)合上述的過程（即努森擴(kuò)散、滑移流動和吸附/解吸）是必需的。在本文中，我們提出了一個(gè)新的滲透率模型，稱為表觀滲透率函數(shù)（APF）。點(diǎn)。APF（即達(dá)西和科林貝爾模型）（2009）（2010年）1（1941）、（仁2010年）、（2009年）APF§2（APF）。APF，移效應(yīng)對多孔介質(zhì)中的整體氣體流量的影響。我們在大的范圍應(yīng)用均勻化方法（1991），APF（數(shù)百微米）。在§3中我們提出一種對從超致密多孔介質(zhì)脈沖衰減試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分APF（科林貝爾APFAPFAPF（）的試驗(yàn)確定一個(gè)脈沖衰減實(shí)驗(yàn)可以用于估計(jì)APF的未知的參數(shù)只§4我們比較與其他模型（即達(dá)西、克氏、蓄仁、加瓦德道和努森)APF表觀滲透率函數(shù)加瓦德道(2009)兩個(gè)主要機(jī)制導(dǎo)致的氣流單一的,直的,圓柱形納米(Kn>10?3),Q是摩爾的通量，A是截面積，M是摩爾質(zhì)量，Dk是努森擴(kuò)散系數(shù)（瓊斯1954年；加瓦德道，費(fèi)舍爾&昂斯沃思2007)，R為通用氣體常數(shù)，T是溫度，ρa(bǔ)vgμ是氣體粘度，F(xiàn)（布朗等人，1946）L是管長度和α是切向動量住宿系數(shù)(TMAC)&·帕布2008)。TMAC的價(jià)值取決于氣體類型、溫度、壓力和墻體表面平滑度，和從0（表示鏡面適應(yīng)）變化到1（代表彌漫性適應(yīng)）（埃羅爾，肯尼斯&馬丁2001（2009）（2003），從流經(jīng)孔隙尺寸200的無機(jī)膜（惠特曼）nm，平均誤差為4.5%。通過比較（哈根——勃肅方程）（2.1），（2009年）為圓柱直的納米管定義表觀滲透率（卡普）：我們從一個(gè)單一的圓柱直納米管超緊天然的多孔介質(zhì)修改幾個(gè)應(yīng)用到高檔的加瓦德道(2009)模型，發(fā)現(xiàn)其特點(diǎn)是相互連接的曲折微孔和納米孔的網(wǎng)絡(luò)。在克努森擴(kuò)散項(xiàng)（第一期(2.4))，介紹了孔隙度/曲節(jié)因子(φ/τ)模型努流（2007（Df）包括考慮孔隙表面粗糙度影響的克努森擴(kuò)散系數(shù)（·柯朋斯1999年；·柯朋斯&達(dá)摩斯2006）。表面粗糙度是局部異質(zhì)性的一個(gè)例子。增加表面粗糙Df化在2和3（·達(dá)摩斯2006）（第二期的(2.4)（kDnt/8：Kaap.pm，Dk,pm得到收益率δ0=dm/dp。通過通過（2.6）代入（2.5），并重新排列滑移詞，我們獲得了在多孔介質(zhì)，我 APF多孔介質(zhì)，這是形式Ravg是平均孔隙半徑，近似為Ravg=(8kD)0.5。平均孔隙半徑也可通過實(shí)驗(yàn)，如，孔成像掃描電子顯微鏡（SEM）和原子力顯微鏡（AFM）來確定?？伺瓟U(kuò)散系數(shù)（2.2）的定義，Rnt由Ravg取代。方程（2.7）表明 ，滑流（克氏)貢獻(xiàn)嵌入在第二 （2.7）APF相對較小。對于孔隙粗大，滑移系數(shù)長期（F）1，APF2APF平均孔隙半徑幾納米的范圍內(nèi)，APF流動。當(dāng)分子大小孔隙尺寸（dm/dp）的比率接近1(肖&魏1992)，構(gòu)型的擴(kuò)散變得重要。氮（滲透率測量實(shí)驗(yàn)中使用）和甲烷（頁巖儲層中氣體）的0.3和0.38nm（nm～10）。因此，dm/dp（dm/dp1）pm+D?c1)?1，Dc&魏1992)。圖2。APF20攝氏度作為一個(gè)函數(shù)(a)在不同的平均孔隙半徑的壓強(qiáng)下，τ=2，Df=2.5；(b)平均孔隙半徑在不同壓力下，τ=2，Df=2.5；(c)在不同的和毛孔的表面分形維數(shù)的平均孔隙半徑，p=20兆帕斯卡?？伺瓟U(kuò)散系數(shù)（Dk，pm）可能被有效擴(kuò)散系數(shù)（Dkc）在（2.7）中取代。DkcDkc=(D?k,1pm+Dc1)?1，Dc&1992)1984)（在實(shí)驗(yàn)中使用的氣體）APF(1φ)KpDs/φ，KpDs（克2003）。倍增的APF從局部到規(guī)頁巖基質(zhì)孔隙網(wǎng)絡(luò)包含與礦物基質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的孔隙（2012）（10—100微米），而有機(jī)物質(zhì)主要孔隙尺寸在納米尺度(10-500毫微米)之內(nèi)的（Ωm）（Ωo）m和o分別表示礦物基質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)。圖(a–c)顯示頁巖矩陣的多尺度的圖像。在掃描電鏡圖像中，可以觀察到矩陣和有機(jī)成分，納米孔內(nèi)有機(jī)物質(zhì)可以觀察到原子力顯微鏡圖像（加瓦德道，馬瑞吉費(fèi)事&2012年）。圖3（a—c項(xiàng)頁巖礦樣的多尺度圖像：具有代表性的頁巖矩陣（5厘米×5厘米）；(a) 電鏡圖像（50μm×50μm）；(c)原子力顯微鏡圖像的有機(jī)物質(zhì)，揭示納米孔（1μm×1μm）。(d)用于同質(zhì)化分析頁巖矩陣單元細(xì)胞周期陣的示意圖。礦物基質(zhì)成分（Ωm）和有機(jī)物質(zhì)成分（Ωo）被標(biāo)記。(100s3b）APF（3d）。微觀晶胞（Ω）由兩個(gè)飽和氣體由礦物基質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)組成。這兩種在（2.7）式中：εlc/ls1yXlcxXls，其中X是物理空間變量，y是微觀的變量，并且x是宏觀空間變量?？臻g物理變量（φ），如壓力、速度和滲透性，是一個(gè)功能的x和y，我們就把它們寫在形式的漸近展開式的規(guī)模比ε和y周期函數(shù)(?(i)i=0，1，...)，APF變化。接下來，我們導(dǎo)出了宏觀流動方程（按平均流量方程在Ω），并確定放APFAPF留其在宏觀一級(規(guī)模)的本地窗體。鼓勵(lì)讀者跟隨本節(jié)的數(shù)學(xué)分析,被稱為Auriault(1991)和沙塔內(nèi)，埃莫斯特&Auriault(2004)etal.（2004）(slip)?O）在局部規(guī)模和在這兩種成分的界面的邊界條件（Γ）φcstnΓ，[φ]ΓφΓ的不連續(xù)面，Mcstapp，pmKcstapp，pm/u，Kcstapp，義了四個(gè)無量綱組確定變化的影響規(guī)模比ε;(2.12)m,o,和Blc=pm/po特征性的流動時(shí)間是夠長以確保等效的宏觀流模型存在（Auriault等人，1990年）。這種假設(shè)暗示在宏觀層面的瞬變流動制度，瞬變流動期限變得同一順序質(zhì)量平衡，即Qmls =o(1)礦物基質(zhì)滲透率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有機(jī)物質(zhì)滲透，Koapp,pm、/Kmapp,pmO(ε2)(3)成分之間的孔隙度對比度較小，φm/φo=o(1)，和壓力平衡狀態(tài)存在于整個(gè)界面Γ根據(jù)這些假設(shè)流動變化的訂單條款在局部規(guī)模（2.12)–(2.14)是Qmlc =0(ε2)，Qolc=o(1)，Alc=O(ε?2)和Blc=o(1)。我們用來替代這些無量綱批量在（2.12)–(2.14)： 式（2.11）。假設(shè)的無量綱化空間變量x和y和無量綱化梯度??yε?x在（2.15)–(2.17)，其中ηm=Ωm/Ω是指礦物基質(zhì)，M* app、pm是應(yīng)用高檔的upscaledapparentmobilitytensor(thepermeabilitytensordividedbyviscosity),and表觀遷移率張量（滲透率張量除以粘度），F(xiàn)是一個(gè)非線性函數(shù)與效應(yīng)的結(jié)果這就是/是同質(zhì)化的高滲透率對比案例（Auriault，1983年）。讀者可參考到沙塔內(nèi)等人（2004年）推導(dǎo)的（2.19）的詳細(xì)信息。在（2.19），高檔的的表觀遷移率張量M* app、pm被定義為ijΥapp，pmjAPF（即=kD），宏觀的氣體流動方程會有相同的形式，只要稍作修改(2.19);高檔明顯流動性張量M* app、pm成為達(dá)西流動張量,我們表示M*DΥDj（2.21）和（2.22）limp(1Bm(0)/p(0))1APF(1)（Ωm）kmDBmyx，km(0)D(1Bm(0)D/p(0))μ（km(0)D/μ)在（2.20)–(2.23)是獨(dú)立的y.比較的形式和解決方案在(2.20)-(2.22)和(2.23)中，我們有Υapp，pmj=ΥDj，這意味著因此,如果礦物矩陣是均勻的,這是典型的頁巖地層,APF因此,如果礦物矩陣是均勻的,這是典型的頁巖地層,APF（2）礦物矩陣組成(?m)KmDKmD(y,x)(y、x)。在這種情況下,Km(0)DBm(0)y-periodic(2.21)-(2.23)異構(gòu),APF三種常用方法都可用于超低巖石滲透率測量：脈沖衰減法、壓碎的樣本測試巖石滲透率測量在低量程10-9D的測量（微調(diào)etal.1980年;山田&瓊斯1980年;瓊斯1997年）。脈沖衰減法已應(yīng)用在石油工程中以及在其他科學(xué)和工程領(lǐng)域(芬斯&氣質(zhì)1998)水文、巖石物理(瓦爾德&巴彥淖爾1986)等壓力容器技術(shù)（Lasseuxetal.，2011年）。脈沖衰減裝置示意圖如圖4所示。它分別包括上游和下游Vu和Vd容器的儲層卷。圓柱巖樣的孔隙體積Vp在靜壓圍Pd跨 ?！鱌與時(shí)間情節(jié)分析來估計(jì)滲透。巖心樣品孔隙卷(Vp)在Pc的圍壓下,顳壓力差異跨樣品△P=Pu—Pd放電測幾項(xiàng)研究（沃爾什&格斯1968年；山田&瓊斯1980年;布爾比耶&19821997.2009）樣品滲透擴(kuò)散方程的解析解。謝等人.(1981年)橫跨樣品導(dǎo)出壓差晚瞬態(tài)解。（瓊斯1997年)用于脈沖衰減實(shí)驗(yàn)源于（謝等人1981年），擴(kuò)散方程的解析解和研究的條件下，晚瞬態(tài)解決方案分為單一的指數(shù)遞減。（1997）研究了最佳工藝條件，盡量達(dá)到單一的指數(shù)遞減的時(shí)間。（2009年）修改瓊斯(1997年)，包括吸附貢獻(xiàn)的解析解。這些作者依賴于兩個(gè)假設(shè)：第一，氣體密度（ρ）、粘度（μ）和容積式氣體壓縮性（定義的Cg1/ρ?ρ/?p)是常數(shù)，所以氣體流量是近似成正比壓力梯度；第二，滲透率模型遵循圖5。晚瞬態(tài)解析解與數(shù)值解的比較。數(shù)值解假定所有參數(shù)都是壓力有關(guān)。解析(a)ρμcg(b)μ和cg是恒定的并且ρ是壓力依賴性；(c)有源電力濾波器用于μ和cg為常量，ρ是壓力依賴性。氣體流動的假設(shè)吸附一維樣品中的物料平衡計(jì)算公q吸附密度每單位樣品體積和kAPF）。(3.1)(1997年瓊斯；擬議晚瞬態(tài)分析解決方案(3.1)(1997年瓊斯；崔etal.2009年）假定達(dá)西滲透率(即k=kD），和ρ、μ和cg恒定的氣體屬性值。為了ρ、μ和cg的假設(shè)的有效性不斷，我們利用數(shù)值解決（3.1）與壓力相晚瞬態(tài)解析解與數(shù)值解，通過本節(jié)：長度(L=0.0615m)，直徑（D0.038m)（Vd3010-6m3)(Vu3010-6m3)，(φ0.15)，(pi13096kPa)，(pu013785kPa（T20（Ravg10），和（M28.01gmol-1）（ρ）、（μ）（cg）（zpM/(ρRT))（波林，普勞斯尼茨&奧康內(nèi)爾2001年）。要比較解析解與數(shù)值解，對（τ2），TMAC(α0.9），毛孔的表面分形維數(shù)（Df=2.2），和達(dá)西滲透率(kD=6.25×10?21m2）。5(a)（3.1）（2009）。在后期的瞬變時(shí)間壓力解有顯著差異。因此，不斷的假設(shè)ρ、μ和cg并不總是有ρμcgρ（3.1）（ρpM/zRT)我們定義一個(gè)擬壓力函數(shù)，m(p)：（3.1）。結(jié)果表明μ和cg隨壓力的變化對可忽略不計(jì)（3.1），但ρ有我們利用真實(shí)氣體定律和（3.2），作為改寫的其中ka是氣體密度吸附密度偏導(dǎo)數(shù)（ka=?q/?ρ）。方程（3.3）有一個(gè)初始狀態(tài)，m(x，0)md(0)m（0，t)mu(t)，t0m（L）t=md(t)，t>0。下標(biāo)du（3.3）解析解，我們假定μ，cg和k為常量。APF了測試現(xiàn)實(shí)中脈沖衰減實(shí)驗(yàn)因?yàn)闃悠飞系膲毫ψ兓⒉伙@著（例如500千帕）。我們定義三個(gè)無量綱組，△mD（mumd）/（mu0?md0)，tDkt（μCg(φ（1ka）φ)L2）xDxL，(3.3)。(3.3)解析解推導(dǎo)利用類比謝etal.(1981年)的方法。晚瞬態(tài)解析解：其中f0=2(a(b2+θ21)+b(a2+θ21）(b2+θ21))/(θ2=θ21/(a+b),θ1tanθ((ab)θ)(θ2ab)第一解決方案，a=Vp/Vu和b=Vp/Vd。與實(shí)驗(yàn)壓力衰減數(shù)據(jù)，1mD上隨時(shí)間的對數(shù)APF）為5(b)kkD）。5（c）APF（即kKapp，pm）。這兩個(gè)數(shù)字表明晚瞬態(tài)解析解與數(shù)值解吻合良好。因此，典型的脈沖衰減條件下（即高壓差和小壓差樣本），解析解可用于估計(jì)頁巖樣品的表觀滲透率。然而，當(dāng)跨壓力差異較大或初始壓力較低時(shí)解析解可能導(dǎo)致壓力衰減預(yù)測3.3.APF需要估計(jì)的四個(gè)物理參數(shù)曲折(τ) TMAC(α)，孔隙的表（Df）和達(dá)西滲透率（kD）的分形維數(shù)。通過掃描電鏡、原子力顯微鏡，可以確定曲折度TMAC可以從密立根油滴實(shí)驗(yàn)、旋轉(zhuǎn)圓筒法、紡紗轉(zhuǎn)子測量方法、分子束技術(shù)和微流確定(阿格拉&·帕布2008)?？紫侗砻娴姆中尉S數(shù)可以由小角x射線散射確定（·柯朋斯1999年）。達(dá)西滲透率測定脈沖衰減實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。若要獲取kD的估計(jì)，我們從脈沖衰減壓力衰減數(shù)據(jù)中使用盡的估計(jì)值然后用于確定APF如果估計(jì)的其中一個(gè)物理參數(shù)τ、α和Df是不可用的，優(yōu)化方法可用于估計(jì)相應(yīng)的參數(shù)；然而，若要獲得可靠的結(jié)果，其中△mD，j，△mDdatajXJIJ化問題被列為約束和非線性（Borwein&劉易斯2000年）。我們用內(nèi)點(diǎn)算法（梅赫羅特拉1992年）來解決（3.6）。分析模型，我們制定的目標(biāo)函數(shù)的解析解（3.4）和直接解決優(yōu)化問題的內(nèi)點(diǎn)算法。用數(shù)值的方法，對于每個(gè)優(yōu)化步驟，首先得到數(shù)值解；然后優(yōu)化和執(zhí)行一套新的擬合參數(shù)生成,沖衰減數(shù)據(jù)提出了一種在§3.2。 頁巖礦樣中不能準(zhǔn)確地評估τ、α和Df從獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)；然而，我們研究不同頁巖樣品，這些參數(shù)都有界頁巖矩陣(即1≤τ≤3，0.6≤α≤1,2≤Df≤2.5）。我們選擇達(dá)西滲透、TMAC和表面的曲折—粗糙度因子（β=τ/（δ’）Df?2）作為獨(dú)立變量，即X=[kD、α、β]。第一個(gè)示例中使用的解析解；我們使用晚瞬態(tài)擬和優(yōu)化在整個(gè)范圍的壓力衰減數(shù)據(jù)。圖6將解析解與數(shù)值解的最優(yōu)擬合曲計(jì)在良好的一致性下。用解析法求得參數(shù)的最佳值是kD=1.05×10?21m2，α=0.90和β=15.93。從數(shù)值計(jì)算的方法，最佳值是kD=1.01×