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关键词： 白田坝组   石英砂砾岩   地质特征   硅质原料   川东北  

摘要： 为服务川东北地区硅质原料本地化供应,对川东北通江—万源地区下侏罗统白田坝组石英砂砾岩开展了矿床地质、矿石特征与可选性研究。结果表明:矿床形成于早侏罗世前陆盆地冲积扇—扇三角洲环境,矿体呈层状、似层状产出,延伸稳定。矿石类型以石英砾岩为主,石英矿物含量约为91%~95%,化学成分方面SiO2平均含量97.45%,Al2O3、Fe2O3平均含量分别为0.54%、0.13%,具高硅低杂质特征。矿石杂质主要包括表面铁质侵染、晶间杂质及晶内包裹体。通过“破碎—擦洗—浮选—酸浸—氯化焙烧”联合工艺进行提纯实验,可将SiO2含量提升至99.92%~99.98%,杂质元素总量显著降低。矿石原样已达到平板玻璃二级品、器皿玻璃三级品、冶金熔剂用及硅砖二级品工业指标;经提纯后产品可满足平板玻璃优等品质量要求。

关键词： 缺陷形态   非均布荷载   声发射   能量转化   裂纹演化  

摘要： 为探究非均布载荷下含不同巷道形态砂岩力学响应及声学特征,开展非均匀应力作用下含圆形、拱形、梯形、矩形缺陷砂岩试验,分析非均匀应力场中各缺陷形态砂岩的强度与变形规律,结合声发射特征参数、砂岩裂纹演化机制及全过程能量转化机制,深入分析不同缺陷形态砂岩的力学响应特征,并运用莫尔圆理论揭示缺陷形态与非均布应力梯度的耦合作用机制。研究结果表明:非均布荷载下缺陷几何形态对砂岩力学性能影响显著,通过抗压强度分析其力学劣化为:圆形缺陷砂岩>拱形缺陷砂岩>梯形缺陷砂岩>矩形缺陷砂岩;通过高、中、低应力区形成差异化应力场,砂岩裂纹演化高应力区起裂-中应力区扩展-整体失稳贯通的特征,高应力区为变形破坏主控区域,缺陷形态决定裂纹起裂位置与扩展路径,圆形缺陷呈轴对称拉伸主导型破坏,拱形、矩形以剪切破坏为主,梯形为拉伸主导的剪拉复合破坏;能量演化与应力集中程度一致,圆形、拱形缺陷砂岩裂纹稳定扩展周期长,且各类缺陷砂岩耗散能呈现加速-匀速-减速三阶段规律;声发射特征参数随非均布荷载增加呈现“初始微弱-弹性聚集-屈服增强-峰值爆发-峰后衰减”的阶段性特征,通过RA-AF图得到圆形、梯形岩样以拉伸裂纹为主,拱形、矩形岩样剪切裂纹占比更高。在非均布荷载与缺陷形态耦合作用下,应力分布呈现以非均布载荷为主导,缺陷形态对应力分布影响相对较小,通过莫尔圆揭示了缺陷形态对砂岩稳定性的影响及对非均匀应力场调控作用。研究成果为非均匀应力条件下深部巷道断面形态优化与围岩稳定性控制提供了理论支撑与实验依据。

摘要： 随着更高机动性、更强隐身性和更远航程等飞行器设计要求被提出,飞行器气动特性与发动机工作特性之间强烈的相互干扰和影响愈发不容忽视.为实现飞行器全生命周期总体性能最优,需要飞行器与发动机匹配设计,国内外在这一重要方向上开展了深入的探索研究,在总体气动设计、气动力数值模拟和流动机理分析、动力学与控制、飞行和风洞试验等方面取得了积极成果.为梳理其核心技术、应用现状与发展趋势,进一步推动飞发匹配设计技术的发展,为未来飞行器研制任务提供技术储备,《航空学报》联合航空工业第一飞机设计研究院正式推出"飞行器飞发匹配技术专栏".

关键词： 致密砂岩   裂缝特征   天然气充注   耦合关系   新召地区  

摘要： 为明确盆缘致密砂岩储层裂缝控藏机理,以鄂尔多斯盆地新召地区上古生界致密砂岩储层为研究对象,综合岩心观察、薄片鉴定、成像测井、阴极发光等资料,分析了裂缝发育特征,结合自生伊利石测年、流体包裹体测试等手段,厘清了裂缝发育期次与天然气充注过程的耦合关系。结果表明,研究区致密储层发育层理缝和构造缝,层理缝主要形成于燕山运动前的稳定沉降阶段,对天然气成藏贡献小。两期发育的构造缝为优势裂缝,与两期天然气充注配置良好:燕山运动早期形成的第1期构造缝,对应距今185~167Ma的第1期天然气充注,该期裂缝有效性差、连通性差,且天然气充注规模小,该期裂缝对天然气控藏作用有限;燕山运动中期形成的第2期构造缝,对应距今142~115Ma的主成藏期充注,此期裂缝以未充填高角度缝、直立缝为主,规模大、连通性好,对天然气大规模运聚成藏具有重要贡献。研究区形成的“构造应力驱动—裂缝分期发育—气注时空匹配”耦合模式,表明盆缘致密砂岩成藏的关键在于构造演化、裂缝发育与天然气充注的时空协同,研究成果可为同类地区致密气成藏机理、有利区带优选提供理论依据。

关键词： 节理砂岩   滑移特性   破坏机制   离散元   节理倾角  

摘要： 为探明含贯通节理岩体在单轴压缩条件下的损伤破裂机制与滑移演化特性,选取内蒙古某矿砂岩为研究对象,通过试验与离散元模拟相结合的方法,系统研究了不同节理倾角砂岩的宏细观破坏特征。通过单轴压缩试验,结合声发射(AE)监测与数字图像相关(DIC)技术,分析了不同节理倾角砂岩的破坏模式和滑移特性。同时,采用离散元颗粒流软件(PFC),构建了与物理试验相匹配的数值模型,定量追踪了滑移失稳全过程中的微观裂纹类型分布、接触力链网络拓扑演化以及能量演化特征。试验结果表明:节理倾角显著影响砂岩破坏模式,15°、30°节理砂岩表现为张拉-剪切滑移复合破坏,45°节理砂岩则主要为沿节理面的剪切滑移失稳;滑移速率最大值与岩石破碎程度相关,而滑移速率波动区间随节理倾角增大而减小;随着节理倾角的增大,蠕变滑移阶段时间越短,节理砂岩越早发生滑移失稳。模拟结果表明,节理的存在改变了裂纹扩展路径,使裂纹起源于节理面附近并沿法向扩展;低倾角节理形成贯穿试件的张拉-剪切混合力链,而高倾角节理力链高度集中并平行于节理面分布;节理砂岩内部能量主要以阻尼能和摩擦能方式耗散为主,摩擦能占比随倾角增大而增加,主导破坏模式由张拉-剪切复合型向剪切滑移型转变。节理倾角通过重构岩体内部接触力链网络,从根本上决定了微裂纹的扩展路径与能量释放机制,建立了以摩擦能与阻尼能比值为核心的能量滑移判别系数β,明确了由张拉-剪切破裂向剪切滑移主导失稳转变的定量临界阈值,对岩土工程稳定性评估及灾害预测提供理论依据。

关键词： 铀   砂岩型铀矿   协同浸出   生物浸出   混合菌   嗜酸氧化亚铁硫杆菌   嗜酸氧化硫硫杆菌  

摘要： 研究了以铀矿山原位分离的土著嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,L24f)、嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans,L24s)浸出铀,通过摇瓶浸出试验考察不同接种配比对铀浸出效果的影响,并结合理化参数监测、SEM-EDS、XRD表征技术揭示了二者的协同浸出机制,以确定协同浸出的有效性以及最适配比。结果表明:L24f与L24s菌株具有显著的协同浸铀效应,二者接种体积比1:1为最优配比,该条件下砂岩型铀矿最终铀浸出率达86.5%,较单一L24f纯菌体系提升7.5个百分点;混合菌体系可通过代谢功能互补维持体系低pH环境,有效抑制黄钾铁矾钝化层形成,显著提升铀矿浸出率。

关键词： 红砂岩   裂隙发育区   河床桩基   成孔控制   质量管控  

摘要： 红砂岩裂隙发育区河床地层结构破碎、渗透性强,受水动力与应力扰动影响显著,桩基施工面临塌孔、漏浆、缩颈及桩身缺陷等质量风险。围绕裂隙红砂岩工程特性,系统分析河床环境下桩基成孔与灌注过程中的技术难点,构建涵盖地层加固、成孔控制、泥浆调控与全过程检测的质量管控体系。结合工程实践提出针对性技术路径与管理机制,为复杂岩体条件下桥梁基础施工提供技术支撑。

摘要： 新能源产业可持续发展的重要核心之一是储能关键金属来源的保障,随着我国新能源汽车产量快速提升,新能源储能关键金属供应链的“卡脖子”风险日益凸显,其供应链安全成为国家能源安全与产业竞争的焦点.为加快锂电池产业链相关的研究、开发与应用,推动技术迭代升级,助力我国能源转型和低碳经济的高质量发展,本期专刊聚焦锂电池产业链相关的最新研究进展,包括矿产资源开发、冶炼工艺、二次资源回收利用、环保等专业内容,特别是锂电池材料及其产品回收或直接再生利用的前沿研究.

关键词： 致密砂岩储层   电渗匹配模式   电渗主控因素   鄂尔多斯盆地   下石盒子组  

摘要： 致密砂岩储层强非均质性与多孔径孔隙并存的特征,导致其电渗关系异常复杂,传统“高阻产气、低阻产水”、“渗透率与导电性正相关”等经验判识模式失效,成为制约致密砂岩气藏高效勘探开发的关键技术瓶颈。研究以鄂尔多斯盆地北部下石盒子组致密砂岩储层为研究对象,综合岩心铸体薄片、压汞测试、气测孔隙度及渗透率等实验数据与测井响应资料,结合沉积相分析,将储层划分为相对高阻高渗、高阻低渗、低阻高渗及低阻低渗四类电渗匹配模式,并系统揭示其形成机制。研究表明:①研究区近物源辫状河沉积背景赋予其多变的水动力条件,形成了多孔径孔隙系统共存特征,是导致该区致密砂岩储层电渗耦合关系趋于复杂的关键主控要素。②孔喉迂曲度主控电阻率,中、大孔径孔隙度(可动流体孔隙度)主控渗透率;③高阻高渗、低阻高渗储层主要发育于心滩、水下分流河道主体、河口坝主体等建设性沉积相,高阻低渗、低阻低渗储层则集中分布于河道侧翼、坝体边缘、分流间湾等过渡性/破坏性沉积相。为深化致密砂岩储层导电—渗流耦合机制研究奠定了基础,也为提优化气藏勘探开发方案提供了重要的理论支撑。

关键词： 致密砾岩油藏   CO   混相驱   相态特征   孔隙尺度   状态方程   数值模拟  

摘要： 针对致密砾岩油藏注CO2驱替过程中多相流体相态分布规律不明以及相应表征方法欠缺的问题,通过构建考虑不同孔隙尺度的CO2-原油相态计算模型,结合压汞实验数据拟合得到的平均孔喉半径与岩心渗透率关系式,并将相态模型与流动模型耦合,构建考虑不同孔隙尺度的CO2驱数值模型,进而开展不同孔隙尺度下CO2混相驱数值模拟研究。结果表明:孔径越小,CO2在原油中的溶解能力越强,从微米孔到纳米孔,CO2的溶解量最大增幅达17%;在不同孔隙尺度储层中均可形成纯CO2区、油气两相区、油气混相区后缘、油气混相区前缘以及原油区;相较于大孔隙储层,小孔隙储层的见效时间更长,油气混相区和纯CO2区体积更小,原油区体积更大,20 a后0.10μm孔径储层纯CO2区、油气两相区、油气混相区及原油区的无因次体积分别为0.21、0.37、0.13及0.29;小孔隙储层的CO2突破时间更迟,注气见效慢、日产油量低,其采出程度与大孔隙储层相比显著降低。研究成果揭示了不同孔隙尺度下致密砾岩油藏CO2混相驱多相流体的相态分布规律,可为类似致密油藏注CO2驱高效开发提供理论基础。