设计-附件开题报告

巷。矿井自上而下分二个水平：从+600到+310第一水平，在第一水平+450水平设置辅助水平，+310到+450设置集中轨道上山和行人上山。在+450水平东西两翼设置水平大巷和车场，采用上山开采；从+310到+100第二水平，在+100水平两翼各布置一条大巷和井底车场。方案二：主平硐+暗斜井开致3.2.3方案分析、选择、比各方案中都采用平硐开拓，主平硐内设置胶带输送机及轨道，兼用作运煤以及可进一步探明地质资源情况，可采用胶带机直接运出地面。下面就四种方案开拓方案进行一一对比。+310m+450+450m设置辅助水平+450m水平大巷设置在煤层顶板中+580水平设置回风大巷下一水平开拓在+310m井筒施工单价低，投资少，井筒延伸施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的；主提升胶带化有相当大的提升能力，可满足特大中型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水事故等，可迅速从井筒撤离。缺点是：斜井井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限；通风路线长、阻力方案Ⅱ：平硐暗斜井开拓，采用中部暗斜井开拓，相比方案一节省了两条斜井长度，井筒在井田中部，便于集中化布置及管理，布置也相对集中化，较快转入下水平生产缺点是石门长度太长掘进施工费用级后期费用都很高故此方案舍弃。通风线路短，通风容易，提升也比较快。缺点立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大，东西两翼井筒布置比较分散，不便于集中化管理及集中，多布置一条大巷故此方案不可行。方案四：采用阶梯平硐开拓，设置三个水平，+450m前期设置+450m主平硐在煤层顶板设置+450大巷+580m设置回风大巷施工周期短，投资少。第一水平开采完毕后后期开拓与方案一致。该方案缺点是要（深山内。工程总体投资大。井巷工程综合费用（直接费用+辅助费用方案 方案工 费 工 费量 (万元 量 (万元(元1、主平硐位于井田中间，两翼较对称，大巷利于矿井和排水，能减5122煤炭外运只能通过公路至电厂或绿矿外广场装火车外运，公路距离远，费用高。5、前期地面生产生活用水比较100030%且方案四工业广场布置，生活设施不便，煤炭外运交通不便。故综合比较选择方案一。60井田。井田范围，南起1勘探线与桂兴井田为邻，北以11勘探线为界与煤矿K1煤层的+100m底板等高线的垂直投影为界，包含蔡山洞煤k112.45m。附件C：译1A.1,F.2K.112（201221420128120128202012927的孔，我们制定一个压力依赖性渗透函数，称为表观渗透率函数（APF），假设力范围和压差，其他的有源电力滤波器的参数可能由独立的试验；然而，：微/纳米流体动力学，多孔介质，稀薄气体流动页岩气储层，气体在相互关联的孔隙空间（矿物矩阵）或吸附有机质（干酪根或沥青）并且往往来自相同的储集岩。流体力学方无滑滑动条连续/达西 滑 过渡 自由分子1。基于克努森数的流型的性假设分解(何&台1998)。该克努森数，定义为：分子平均自由程平均孔隙1型过渡。纳维-斯托克斯方程具有无滑移边界条件是无效的因为克努森数大于10–3（罗伊等人，2003）（麦克斯韦模型），1.5阶和二阶滑移，被用于纠正纳维-斯托克斯解决方案的更广泛的克努数字（伯格多1959年;夏&堂本光1983年;本町三矢1993年;贝什柯克&卡尼亚达克斯1999)。在这些模型中（贝什柯克&1999年)修改了微通道，导管和一些管道内稀薄气体流动的二阶滑移近模型。（瑞文2010年）和（瑞文，钱德拉&松徳格勒2011年）用（贝什柯克&卡尼亚达克斯1999)模型来描述致密的多孔介质中的气体流量然而这些滑修改并非适用于克努森大于1（吴2008年）原子的描述，比如分子动力学（MD）可以精确模拟气体流量在纳米孔隙高克（也称为纳米孔（19992001年；聂、陈&E2004）；因此，它不是目前可行的使（即达西和科林贝尔模型（即努森扩散）变得重要在整体的流制随着减小孔径大小、分10-70加瓦德道数1。克林肯伯格(1941)，蓄仁(2010),加瓦德道(2009)APF加瓦德道（2009年）（纳米孔）时，（2009年）模型（换句话说，在微型毛孔)，该模型收库（加瓦德道，费舍尔和2007年昂斯沃斯;崔，巴斯廷与2009年巴斯廷）。为了更准确地描述超致密多孔介质中的传输机制，结合上述的过程（即努森扩散、滑移流动和吸附/解吸）是必需的。在本文中，我们提出了一个新的渗透率模型，称为表观渗透率函数（APF）。点。APF（即达西和科林贝尔模型）（2009）（2010年）1（1941）、（仁2010年）、（2009年）APF§2（APF）。APF，移效应对多孔介质中的整体气体流量的影响。我们在大的范围应用均匀化方法（1991），APF（数百微米）。在§3中我们提出一种对从超致密多孔介质脉冲衰减试验数据进行分APF（科林贝尔APFAPFAPF（）的试验确定一个脉冲衰减实验可以用于估计APF的未知的参数只§4我们比较与其他模型（即达西、克氏、蓄仁、加瓦德道和努森)APF表观渗透率函数加瓦德道(2009)两个主要机制导致的气流单一的,直的,圆柱形纳米(Kn>10−3),Q是摩尔的通量，A是截面积，M是摩尔质量，Dk是努森扩散系数（琼斯1954年；加瓦德道，费舍尔&昂斯沃思2007)，R为通用气体常数，T是温度，ρavgµ是气体粘度，F（布朗等人，1946）L是管长度和α是切向动量住宿系数(TMAC)&·帕布2008)。TMAC的价值取决于气体类型、温度、压力和墙体表面平滑度，和从0（表示镜面适应）变化到1（代表弥漫性适应）（埃罗尔，肯尼斯&马丁2001（2009）（2003），从流经孔隙尺寸200的无机膜（惠特曼）nm，平均误差为4.5%。通过比较（哈根——勃肃方程）（2.1），（2009年）为圆柱直的纳米管定义表观渗透率（卡普）：我们从一个单一的圆柱直纳米管超紧天然的多孔介质修改几个应用到高档的加瓦德道(2009)模型，发现其特点是相互连接的曲折微孔和纳米孔的网络。在克努森扩散项（第一期(2.4))，介绍了孔隙度/曲节因子(φ/τ)模型努流（2007（Df）包括考虑孔隙表面粗糙度影响的克努森扩散系数（·柯朋斯1999年；·柯朋斯&达摩斯2006）。表面粗糙度是局部异质性的一个例子。增加表面粗糙Df化在2和3（·达摩斯2006）（第二期的(2.4)（kDnt/8：Kaap.pm，Dk,pm得到收益率δ0=dm/dp。通过通过（2.6）代入（2.5），并重新排列滑移词，我们获得了在多孔介质，我 APF多孔介质，这是形式Ravg是平均孔隙半径，近似为Ravg=(8kD)0.5。平均孔隙半径也可通过实验，如，孔成像扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）来确定。克努森扩散系数（2.2）的定义，Rnt由Ravg取代。方程（2.7）表明 ，滑流（克氏)贡献嵌入在第二 （2.7）APF相对较小。对于孔隙粗大，滑移系数长期（F）1，APF2APF平均孔隙半径几纳米的范围内，APF流动。当分子大小孔隙尺寸（dm/dp）的比率接近1(肖&魏1992)，构型的扩散变得重要。氮（渗透率测量实验中使用）和甲烷（页岩储层中气体）的0.3和0.38nm（nm∼10）。因此，dm/dp（dm/dp1）pm+D−c1)−1，Dc&魏1992)。图2。APF20摄氏度作为一个函数(a)在不同的平均孔隙半径的压强下，τ=2，Df=2.5；(b)平均孔隙半径在不同压力下，τ=2，Df=2.5；(c)在不同的和毛孔的表面分形维数的平均孔隙半径，p=20兆帕斯卡。克努森扩散系数（Dk，pm）可能被有效扩散系数（Dkc）在（2.7）中取代。DkcDkc=(D−k,1pm+Dc1)−1，Dc&1992)1984)（在实验中使用的气体）APF(1φ)KpDs/φ，KpDs（克2003）。倍增的APF从局部到规页岩基质孔隙网络包含与矿物基质和有机物质相关联的孔隙（2012）（10—100微米），而有机物质主要孔隙尺寸在纳米尺度(10-500毫微米)之内的（Ωm）（Ωo）m和o分别表示矿物基质和有机物质。图(a–c)显示页岩矩阵的多尺度的图像。在扫描电镜图像中，可以观察到矩阵和有机成分，纳米孔内有机物质可以观察到原子力显微镜图像（加瓦德道，马瑞吉费事&2012年）。图3（a—c项页岩矿样的多尺度图像：具有代表性的页岩矩阵（5厘米×5厘米）；(a) 电镜图像（50µm×50µm）；(c)原子力显微镜图像的有机物质，揭示纳米孔（1µm×1µm）。(d)用于同质化分析页岩矩阵单元细胞周期阵的示意图。矿物基质成分（Ωm）和有机物质成分（Ωo）被标记。(100s3b）APF（3d）。微观晶胞（Ω）由两个饱和气体由矿物基质和有机物质组成。这两种在（2.7）式中：εlc/ls1yXlcxXls，其中X是物理空间变量，y是微观的变量，并且x是宏观空间变量。空间物理变量（φ），如压力、速度和渗透性，是一个功能的x和y，我们就把它们写在形式的渐近展开式的规模比ε和y周期函数(ϕ(i)i=0，1，...)，APF变化。接下来，我们导出了宏观流动方程（按平均流量方程在Ω），并确定放APFAPF留其在宏观一级(规模)的本地窗体。鼓励读者跟随本节的数学分析,被称为Auriault(1991)和沙塔内，埃莫斯特&Auriault(2004)etal.（2004）(slip)ΩO）在局部规模和在这两种成分的界面的边界条件（Γ）φcstnΓ，[φ]ΓφΓ的不连续面，Mcstapp，pmKcstapp，pm/u，Kcstapp，义了四个无量纲组确定变化的影响规模比ε;(2.12)m,o,和Blc=pm/po特征性的流动时间是够长以确保等效的宏观流模型存在（Auriault等人，1990年）。这种假设暗示在宏观层面的瞬变流动制度，瞬变流动期限变得同一顺序质量平衡，即Qmls =o(1)矿物基质渗透率是远远大于有机物质渗透，Koapp,pm、/Kmapp,pmO(ε2)(3)成分之间的孔隙度对比度较小，φm/φo=o(1)，和压力平衡状态存在于整个界面Γ根据这些假设流动变化的订单条款在局部规模（2.12)–(2.14)是Qmlc =0(ε2)，Qolc=o(1)，Alc=O(ε−2)和Blc=o(1)。我们用来替代这些无量纲批量在（2.12)–(2.14)： 式（2.11）。假设的无量纲化空间变量x和y和无量纲化梯度∇∇yε∇x在（2.15)–(2.17)，其中ηm=Ωm/Ω是指矿物基质，M* app、pm是应用高档的upscaledapparentmobilitytensor(thepermeabilitytensordividedbyviscosity),and表观迁移率张量（渗透率张量除以粘度），F是一个非线性函数与效应的结果这就是/是同质化的高渗透率对比案例（Auriault，1983年）。读者可参考到沙塔内等人（2004年）推导的（2.19）的详细信息。在（2.19），高档的的表观迁移率张量M* app、pm被定义为ijΥapp，pmjAPF（即=kD），宏观的气体流动方程会有相同的形式，只要稍作修改(2.19);高档明显流动性张量M* app、pm成为达西流动张量,我们表示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)是独立的y.比较的形式和解决方案在(2.20)-(2.22)和(2.23)中，我们有Υapp，pmj=ΥDj，这意味着因此,如果矿物矩阵是均匀的,这是典型的页岩地层,APF因此,如果矿物矩阵是均匀的,这是典型的页岩地层,APF（2）矿物矩阵组成(Ωm)KmDKmD(y,x)(y、x)。在这种情况下,Km(0)DBm(0)y-periodic(2.21)-(2.23)异构,APF三种常用方法都可用于超低岩石渗透率测量：脉冲衰减法、压碎的样本测试岩石渗透率测量在低量程10-9D的测量（微调etal.1980年;山田&琼斯1980年;琼斯1997年）。脉冲衰减法已应用在石油工程中以及在其他科学和工程领域(芬斯&气质1998)水文、岩石物理(瓦尔德&巴彦淖尔1986)等压力容器技术（Lasseuxetal.，2011年）。脉冲衰减装置示意图如图4所示。它分别包括上游和下游Vu和Vd容器的储层卷。圆柱岩样的孔隙体积Vp在静压围Pd跨 。△P与时间情节分析来估计渗透。岩心样品孔隙卷(Vp)在Pc的围压下,颞压力差异跨样品△P=Pu—Pd放电测几项研究（沃尔什&格斯1968年；山田&琼斯1980年;布尔比耶&19821997.2009）样品渗透扩散方程的解析解。谢等人.(1981年)横跨样品导出压差晚瞬态解。（琼斯1997年)用于脉冲衰减实验源于（谢等人1981年），扩散方程的解析解和研究的条件下，晚瞬态解决方案分为单一的指数递减。（1997）研究了最佳工艺条件，尽量达到单一的指数递减的时间。（2009年）修改琼斯(1997年)，包括吸附贡献的解析解。这些作者依赖于两个假设：第一，气体密度（ρ）、粘度（μ）和容积式气体压缩性（定义的Cg1/ρ∂ρ/∂p)是常数，所以气体流量是近似成正比压力梯度；第二，渗透率模型遵循图5。晚瞬态解析解与数值解的比较。数值解假定所有参数都是压力有关。解析(a)ρµcg(b)µ和cg是恒定的并且ρ是压力依赖性；(c)有源电力滤波器用于µ和cg为常量，ρ是压力依赖性。气体流动的假设吸附一维样品中的物料平衡计算公q吸附密度每单位样品体积和kAPF）。(3.1)(1997年琼斯；拟议晚瞬态分析解决方案(3.1)(1997年琼斯；崔etal.2009年）假定达西渗透率(即k=kD），和ρ、µ和cg恒定的气体属性值。为了ρ、µ和cg的假设的有效性不断，我们利用数值解决（3.1）与压力相晚瞬态解析解与数值解，通过本节：长度(L=0.0615m)，直径（D0.038m)（Vd3010-6m3)(Vu3010-6m3)，(φ0.15)，(pi13096kPa)，(pu013785kPa（T20（Ravg10），和（M28.01gmol-1）（ρ）、（μ）（cg）（zpM/(ρRT))（波林，普劳斯尼茨&奥康内尔2001年）。要比较解析解与数值解，对（τ2），TMAC(α0.9），毛孔的表面分形维数（Df=2.2），和达西渗透率(kD=6.25×10−21m2）。5(a)（3.1）（2009）。在后期的瞬变时间压力解有显著差异。因此，不断的假设ρ、µ和cg并不总是有ρµcgρ（3.1）（ρpM/zRT)我们定义一个拟压力函数，m(p)：（3.1）。结果表明µ和cg随压力的变化对可忽略不计（3.1），但ρ有我们利用真实气体定律和（3.2），作为改写的其中ka是气体密度吸附密度偏导数（ka=∂q/∂ρ）。方程（3.3）有一个初始状态，m(x，0)md(0)m（0，t)mu(t)，t0m（L）t=md(t)，t>0。下标du（3.3）解析解，我们假定µ，cg和k为常量。APF了测试现实中脉冲衰减实验因为样品上的压力变化并不显著（例如500千帕）。我们定义三个无量纲组，△mD（mumd）/（mu0−md0)，tDkt（µCg(φ（1ka）φ)L2）xDxL，(3.3)。(3.3)解析解推导利用类比谢etal.(1981年)的方法。晚瞬态解析解：其中f0=2(a(b2+θ21)+b(a2+θ21）(b2+θ21))/(θ2=θ21/(a+b),θ1tanθ((ab)θ)(θ2ab)第一解决方案，a=Vp/Vu和b=Vp/Vd。与实验压力衰减数据，1mD上随时间的对数APF）为5(b)kkD）。5（c）APF（即kKapp，pm）。这两个数字表明晚瞬态解析解与数值解吻合良好。因此，典型的脉冲衰减条件下（即高压差和小压差样本），解析解可用于估计页岩样品的表观渗透率。然而，当跨压力差异较大或初始压力较低时解析解可能导致压力衰减预测3.3.APF需要估计的四个物理参数曲折(τ) TMAC(α)，孔隙的表（Df）和达西渗透率（kD）的分形维数。通过扫描电镜、原子力显微镜，可以确定曲折度TMAC可以从密立根油滴实验、旋转圆筒法、纺纱转子测量方法、分子束技术和微流确定(阿格拉&·帕布2008)。孔隙表面的分形维数可以由小角x射线散射确定（·柯朋斯1999年）。达西渗透率测定脉冲衰减实验数据的分析。若要获取kD的估计，我们从脉冲衰减压力衰减数据中使用尽的估计值然后用于确定APF如果估计的其中一个物理参数τ、α和Df是不可用的，优化方法可用于估计相应的参数；然而，若要获得可靠的结果，其中△mD，j，△mDdatajXJIJ化问题被列为约束和非线性（Borwein&刘易斯2000年）。我们用内点算法（梅赫罗特拉1992年）来解决（3.6）。分析模型，我们制定的目标函数的解析解（3.4）和直接解决优化问题的内点算法。用数值的方法，对于每个优化步骤，首先得到数值解；然后优化和执行一套新的拟合参数生成,冲衰减数据提出了一种在§3.2。 页岩矿样中不能准确地评估τ、α和Df从独立的实验；然而，我们研究不同页岩样品，这些参数都有界页岩矩阵(即1≤τ≤3，0.6≤α≤1,2≤Df≤2.5）。我们选择达西渗透、TMAC和表面的曲折—粗糙度因子（β=τ/（δ’）Df−2）作为独立变量，即X=[kD、α、β]。第一个示例中使用的解析解；我们使用晚瞬态拟和优化在整个范围的压力衰减数据。图6将解析解与数值解的最优拟合曲计在良好的一致性下。用解析法求得参数的最佳值是kD=1.05×10−21m2，α=0.90和β=15.93。从数值计算的方法，最佳值是kD=1.01×