煤體
- 液氮凍結(jié)含水煤體能量耗散動態(tài)變化規(guī)律的試驗(yàn)研究
。目前，液氮致裂煤體成為一種潛在的高效無水壓裂增透技術(shù)，應(yīng)用前景廣泛。研究表明，煤體液氮致裂增透主要是在溫度應(yīng)力與凍脹力等作用下，能量耗散導(dǎo)致孔隙損傷、裂隙演化，從而提高煤層滲透率。CHU 等[6]將單軸壓縮和聲發(fā)射試驗(yàn)相結(jié)合，得到不同因素凍融前后煤體和能量演化特征。張磊等[7]對煤體進(jìn)行液氮溶浸不同時間試驗(yàn)，同時模擬分析了液氮溶浸不同時間煤體內(nèi)部熱應(yīng)力分布規(guī)律。周震等[8]采用預(yù)埋管注入液氮，通過溫度測量和紅外熱成像技術(shù)，得到不同凍結(jié)時間下煤樣內(nèi)部溫度變
煤炭科學(xué)技術(shù) 2023年10期2023-11-23
- 采掘工作面孕突過程地應(yīng)力誘使煤體初始破壞動態(tài)響應(yīng)機(jī)制
此類應(yīng)力模式下，煤體中裂紋萌生與擴(kuò)展沿中間主應(yīng)力方向演變，最終形成的宏觀層裂面近似平行于臨空自由面。同時理論分析指出煤體受地應(yīng)力作用發(fā)生初始破壞過程存在拉伸破壞，在失穩(wěn)過程中瓦斯進(jìn)一步加劇煤體碎裂，其破壞形式為拉伸-剪切復(fù)合型。文獻(xiàn)[17]也初步證實(shí)煤巖體在雙圍壓載荷路徑下，其破裂受軸向拉應(yīng)力的作用沿加載方向擴(kuò)展。這與常規(guī)認(rèn)識的采動載荷下含瓦斯煤體受剪切破壞的力學(xué)響應(yīng)有著新的補(bǔ)充。盡管，目前對地應(yīng)力與瓦斯壓力在突出災(zāi)變過程中的認(rèn)識不盡相同，但由于災(zāi)變過程地
煤炭科學(xué)技術(shù) 2023年10期2023-11-23
- 相變蓄熱作用下煤體增透影響因素研究
相變致裂等方法對煤體進(jìn)行增透的研究不斷發(fā)展[6-7]；而近年來，運(yùn)用溫度沖擊[8]、注熱蒸汽[9]、膨脹放熱等[10]熱處理的方法對煤體進(jìn)行增透，因其能夠有效促進(jìn)煤層裂隙網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和貫通，并具有加速周圍煤體瓦斯解吸等作用，逐漸受到相關(guān)學(xué)者的重視[11-12]。其中，運(yùn)用相變蓄熱的方法，在煤體中注入相變蓄熱材料，能夠應(yīng)用相變蓄熱的熱環(huán)境和材料相變的結(jié)晶固化膨脹力對煤體進(jìn)行增透[13]，具有多種作用綜合增透的效果，也逐漸受到了相關(guān)學(xué)者的關(guān)注。然而，影響煤層增透
煤礦安全 2023年7期2023-08-04
- 臨渙井田巖漿侵入活動對煤體的影響規(guī)律
同巖漿巖侵蝕程度煤體為研究對象，從煤質(zhì)、孔隙結(jié)構(gòu)及甲烷吸附解吸特性3個方面，探究巖漿巖侵入對煤體的影響，為巖漿巖侵蝕條件下的煤層安全高效開采提供技術(shù)指導(dǎo)與保障。1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1.1 礦井概況臨渙井田位于童亭背斜北部傾伏端，西以騎路周斷層為界，西北以騎路周斷層與海孜礦為界，東至大辛家斷層，南至東南以趙口斷層和小陳家斷層為界，并分別與童亭礦和楊柳井田接壤，西南起太原組頂界，總體構(gòu)造形態(tài)為走向近東西、呈“S”形向北傾斜的單斜構(gòu)造。井田南區(qū)未發(fā)生巖漿巖侵入現(xiàn)象，為非
安全 2023年1期2023-02-02
- 逆斷層區(qū)域煤體應(yīng)力分布規(guī)律
，進(jìn)行逆斷層區(qū)域煤體應(yīng)力分布規(guī)律研究十分必要。逆斷層的規(guī)模、形態(tài)、區(qū)域應(yīng)力環(huán)境、巖體的物理力學(xué)性質(zhì)以及與逆斷層的距離等均對逆斷層區(qū)域的地應(yīng)力分布造成不同程度影響[7-9]，對此很多學(xué)者采用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、現(xiàn)場測試、理論分析和數(shù)值模擬的方法對斷層應(yīng)力分布進(jìn)行研究，其中康紅普院士等[10]采用小孔徑水壓致裂地應(yīng)力測量裝置，對褶曲、斷層等地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域煤巖體應(yīng)力進(jìn)行了測試，得出斷層等地質(zhì)構(gòu)造會引起地應(yīng)力大小的改變，巖層彈性模量越大，承載應(yīng)力越高；CARLSSON[11
煤炭科學(xué)技術(shù) 2022年8期2022-10-07
- 松散煤體聲發(fā)射特征與損傷本構(gòu)模型
穩(wěn)災(zāi)變，開展松散煤體破壞失穩(wěn)過程的研究對防控失穩(wěn)災(zāi)害具有重要的實(shí)踐意義。眾多學(xué)者針對松散煤體損傷破壞特征開展了全面詳細(xì)的研究。伍永平等[4]針對新疆松散煤樣，通過單軸、三軸壓縮實(shí)驗(yàn)研究煤體強(qiáng)度和變形破壞特征，發(fā)現(xiàn)荷載施加過程中，煤體側(cè)向應(yīng)變呈現(xiàn)非線性小幅度增加規(guī)律，且內(nèi)部裂隙發(fā)育擴(kuò)展后易發(fā)生局部張拉破壞。張?zhí)燔姷萚5]配置了預(yù)制孔洞類松散煤體試樣，采用數(shù)字散斑相關(guān)測量方法開展了單軸壓縮條件下煤體表面形貌觀測實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為孔周徑向、環(huán)向移動分別具有上下對稱，左右
煤炭工程 2022年9期2022-09-23
- 超前高應(yīng)力區(qū)煤層注水應(yīng)力突降機(jī)理研究
保且具有有效降低煤體應(yīng)力的作用。眾多學(xué)者對煤層注水降低煤體高應(yīng)力的機(jī)理進(jìn)行了研究：閆立宏等[2]對煤浸水后的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得出了煤浸水后，其強(qiáng)度降低，變形量增加的結(jié)論。范家文等[3]以煤層注水對煤層力學(xué)特性的影響為基礎(chǔ)，分析得出了煤層注水具有抑制瓦斯突出和瓦斯解吸、軟化中硬頂煤、防治煤塵和減緩沖擊傾向的作用。李兵等[4]研究了工作面注水孔附近10 m內(nèi)煤層的含水率變化規(guī)律以及注水孔處煤樣由淺及深的含水率變化規(guī)律，得出其含水率隨著向煤體深入而逐漸增
山西焦煤科技 2022年8期2022-09-14
- 深井厚煤層大巷孤立煤體沖擊危險(xiǎn)性評價研究*
此外，相較于一般煤體，由大巷切割作用形成的孤立煤體所受應(yīng)力更大，再加上煤層厚度等因素的共同影響，更易發(fā)生沖擊地壓事故，是深部煤炭開采亟需攻克的難點(diǎn)[6-9]。我國眾多學(xué)者對大采深條件下厚煤層孤立煤體發(fā)生沖擊地壓事故進(jìn)行了大量研究，例如王緒友[10]應(yīng)用綜合指數(shù)法，從煤巖沖擊傾向性、采深、地應(yīng)力方面進(jìn)行分析，解決了大采深條件下多個煤層開采時相互影響的問題；薛成春等[11]采用數(shù)值模擬理論分析了大傾角厚煤層頂板能量分布特征，建立了傾斜懸頂結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，有效避免
中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù) 2022年6期2022-08-06
- 三軸加載煤體變形特性與孔隙率變化研究
而煤巖孔隙率影響煤體甲烷吸附、解析、滲流等[1]，也影響煤體抗壓強(qiáng)度[2]力學(xué)特性。李曉泉等[3]通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證煤體孔隙對煤體吸附解析的影響，說明孔隙率是決定煤的吸附解吸性能、滲透特性及強(qiáng)度的重要因素。靳拓[4]在前人單軸壓縮下巖石損傷本構(gòu)模型的研究成果的基礎(chǔ)上以細(xì)砂巖三軸壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依托，充分證明圍壓對巖石構(gòu)成的影響及重要性。李庶林等[5]通過增量循環(huán)加卸載下巖石峰值強(qiáng)度前聲發(fā)射特性試驗(yàn)研究，通過分析巖石的損傷、孔隙定量地反映巖石的損傷演化情況，可為預(yù)測
山西焦煤科技 2022年1期2022-04-20
- 模擬煤體的材料選擇及力學(xué)參數(shù)
也越來越深，導(dǎo)致煤體所處位置的應(yīng)力狀態(tài)和內(nèi)部介質(zhì)裂隙分布情況不同，造成煤體空間結(jié)構(gòu)的不均勻性。煤體內(nèi)部的不均勻性，不利于對煤體進(jìn)行高壓氣體沖擊致裂的機(jī)理研究。因此，逐漸形成了一種模型試驗(yàn)，模型試驗(yàn)結(jié)果的好壞取決于相似材料的成分和配比。1 煤體物理性質(zhì)及分類1.1 煤體物理性質(zhì)綜合大量研究成果發(fā)現(xiàn)，煤在逐漸形成巖體后內(nèi)部介質(zhì)具有多樣性，通過形態(tài)各異、大小不同的顆粒積聚形成，且介質(zhì)內(nèi)包含大量的細(xì)微孔洞和微小裂紋，再加上紋理等軟弱結(jié)構(gòu)層的存在，原生煤是一類具有大
- 受載突出煤體的力學(xué)狀態(tài)演變及破壞傾向性
應(yīng)力、采動應(yīng)力、煤體力學(xué)性質(zhì)等多種因素的影響，這使得突出過程的認(rèn)識并不明確，從而造成突出防治手段往往面臨著高投入低收益的情況。突出過程本質(zhì)上是煤體在與具有吸附特性的瓦斯耦合作用下發(fā)生的應(yīng)力集中和強(qiáng)度破壞、突然失穩(wěn)并在瓦斯作用下快速拋出的過程。認(rèn)識突出的力學(xué)作用過程及其煤體破壞機(jī)制仍將是厘清突出機(jī)理從而實(shí)現(xiàn)突出有效防治的根本途徑。突出過程中的受載煤體在突然卸壓后，內(nèi)部拉應(yīng)力特征是控制突出煤體破壞從而誘發(fā)突出的直接因素。蔣承林認(rèn)為突出過程是由一個逐漸增強(qiáng)的煤體
煤炭學(xué)報(bào) 2022年3期2022-04-01
- 煤層瓦斯抽采多物理場參數(shù)動態(tài)響應(yīng)特征及其耦合規(guī)律
的動態(tài)響應(yīng)，改變煤體骨架和基質(zhì)變形，從而影響煤層瓦斯的抽采效果。因此，研究瓦斯抽采過程中的多物理場參數(shù)動態(tài)響應(yīng)特征及其耦合作用機(jī)理，對實(shí)現(xiàn)煤層瓦斯高效抽采和煤礦瓦斯災(zāi)害防治具有重要意義。為此，相關(guān)學(xué)者展開了系列研究。鮮學(xué)福等研究了變形場和外加電場對瓦斯?jié)B流的影響，獲得了考慮變形場和外加電場耦合作用時的一維達(dá)西定律修正公式；林柏泉等研究了含瓦斯煤體的變形規(guī)律，指出瓦斯吸附過程屬于膨脹變形，解吸過程屬于收縮變形；CONNELL開展了真三軸條件下的煤巖滲透率模擬
煤炭學(xué)報(bào) 2022年3期2022-04-01
- 煤與瓦斯突出發(fā)動能量判據(jù)研究
斯突出過程作用于煤體的動力和煤體自身的阻力，據(jù)此建立了煤與瓦斯突出簡化力學(xué)模型，計(jì)算了構(gòu)造煤臨界厚度。鮮學(xué)福等[3]對煤巖瓦斯復(fù)合體的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，修正了D-P準(zhǔn)則，給出了煤巖的斷裂判據(jù)。張?jiān)S良[4]利用計(jì)算機(jī)篩選了煤與瓦斯突出敏感指標(biāo)應(yīng)用數(shù)量化理論方法建立了煤與瓦斯突出預(yù)測的綜合判據(jù)。楊守國等[5]研究了煤與瓦斯突出激發(fā)過程，給出了支承應(yīng)力極限平衡區(qū)的平衡方程。姜永東等[6]試驗(yàn)研究了瓦斯膨脹能的測試計(jì)算，理論分析推導(dǎo)了煤與瓦斯突出過程中的煤體彈性
內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì) 2022年13期2022-02-06
- 基于采掘應(yīng)力增量的瓦斯壓力演化規(guī)律研究
因。受采掘影響，煤體原巖應(yīng)力和瓦斯?jié)B流平衡被打破，引起煤體應(yīng)力重新分布及瓦斯壓力變化。謝廣祥等[1]通過現(xiàn)場實(shí)測研究表明，煤層瓦斯壓力與采掘附加應(yīng)力呈“雙增”趨勢變化，瓦斯壓力峰值超前于采掘應(yīng)力；吳勝[2]、張毅[3]研究認(rèn)為瓦斯壓力隨采動應(yīng)力增大先升高后降低；胡祖祥等[4]研究認(rèn)為在采動影響下瓦斯壓力峰值與采動應(yīng)力變化不同步；張東明[5]、侯芳芳[6]等通過實(shí)測發(fā)現(xiàn)工作面瓦斯壓力與采掘應(yīng)力具有正相關(guān)性；馬海峰[7]、尹光志[8]、彭守建[9]等研究認(rèn)為瓦
礦業(yè)安全與環(huán)保 2021年6期2022-01-14
- 超臨界CO2氣爆非均質(zhì)煤體破裂規(guī)律模擬研究
強(qiáng)的沖擊效果，使煤體內(nèi)生成大量氣爆裂縫，進(jìn)而提高了增透效果。天然煤體經(jīng)過長期地質(zhì)作用，孕育了大量的割理裂隙和層理等結(jié)構(gòu)弱面，這些結(jié)構(gòu)弱面的存在使煤體表現(xiàn)較強(qiáng)的非均質(zhì)性，并影響著煤體的力學(xué)特性。宋浩然等[3]基于煤體的各向異性和非均質(zhì)性，考慮煤體應(yīng)力變形場和瓦斯?jié)B流場的交叉耦合作用，分析了煤層抽采中水力割縫鉆孔周圍瓦斯壓力以及滲透率的時空演化規(guī)律；宋紅華[4]等基于波速測試、CT掃描和三維重構(gòu)技術(shù)，分析了煤巖內(nèi)部原生裂隙、孔隙以及礦物夾雜分布的非均質(zhì)特征，研
計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào) 2021年6期2022-01-06
- 實(shí)驗(yàn)室煤體變形特征分析及彈性模量關(guān)聯(lián)模型
定性影響因素中，煤體變形特征是衡量其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素。煤體變形是完整煤體在承受外力不超過抗壓、抗剪強(qiáng)度極限時所表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)和形態(tài)的改變。而彈性模量體現(xiàn)了煤體應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系，是反映煤體適應(yīng)周圍變形能力的一個重要指標(biāo)，且受煤體本身性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、孔隙等因素的影響。因此，快速、準(zhǔn)確地掌握完整煤體變形特征并分析其影響因素，對煤礦井下工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)的科學(xué)性、穩(wěn)定性、可靠性估算與評價具有重要意義。影響煤體變形的因素較多，主要包括煤體的巖性、結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征及荷載條件
采礦與巖層控制工程學(xué)報(bào) 2021年4期2021-12-22
- 浸水時間對浸水風(fēng)干煤初始自燃特性的影響
區(qū)漏風(fēng)加劇，破碎煤體自然發(fā)火及引燃引爆瓦斯的危險(xiǎn)性也隨之增大[3，4]。煤礦上煤層開采過后，大量殘余水分通過裂隙滲入下開采煤層中，導(dǎo)致下方煤層長期處于浸水狀態(tài)，待此煤層開采時浸水煤體風(fēng)干破碎，部分破碎煤體進(jìn)入采空區(qū)內(nèi)開始低溫氧化至燃燒起火；另一方面，采用注漿滅火的采空區(qū)遺煤或其它破碎煤體，也長期處于浸水(漿液)狀態(tài)，待漿液蒸發(fā)殆盡后，煤體同樣處于浸水風(fēng)干狀態(tài)，也具有自然發(fā)火的隱患。前人的研究表明，浸水風(fēng)干后的煤體其物化性質(zhì)較初始媒體存在較大差異，在一定程度
煤炭工程 2021年12期2021-12-22
- 基于合成巖體方法的正交裂隙煤體圍壓效應(yīng)研究
100013)煤體中通常包含3組結(jié)構(gòu)面，分別為層理、面割理和端割理，均產(chǎn)生于成煤時期，3組結(jié)構(gòu)面往往垂直分布[1]，因此煤體結(jié)構(gòu)面分布具有正交特點(diǎn)。本文將含有正交結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)的煤體稱為正交裂隙煤體。受構(gòu)造運(yùn)動影響，煤體內(nèi)有時還包含有成組分布的構(gòu)造裂隙[2]。煤炭開采過程中需要掘進(jìn)大量巷道，對于巷道圍巖而言，開挖過程相當(dāng)于圍壓減小的過程，而巷道支護(hù)在一定程度上相當(dāng)于圍壓增大的過程。如果開挖或支護(hù)不當(dāng)，往往造成巷道圍巖的劇烈變形破壞，影響巷道的正常使用。因此，
煤炭學(xué)報(bào) 2021年9期2021-10-30
- 含瓦斯煤體滲吸水變形特征實(shí)驗(yàn)研究
侵入不僅可以改善煤體的物理強(qiáng)度，而且水利化措施后，水分完全可以依靠毛細(xì)管力進(jìn)入煤體內(nèi)部，發(fā)生滲吸作用，從而改變瓦斯的吸附解吸特性[1-5]。在煤礦瓦斯抽采領(lǐng)域，一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)水分能夠滲吸置換出煤中瓦斯。如果研究利用水分進(jìn)入煤體后的滲吸效應(yīng)，將會對提高低滲煤層瓦斯抽采效果、縮短瓦斯抽采時間具有重大的意義。目前國內(nèi)外學(xué)者利用理論分析、實(shí)驗(yàn)測試等手段對煤體吸附瓦斯后的變形特征開展了大量研究。在吸附膨脹變形機(jī)制研究方面：林柏泉、周世寧[6]認(rèn)為含瓦斯煤體變形是由于吸
煤礦安全 2021年8期2021-08-23
- 不同瓦斯壓力的煤在單軸受壓條件下溫度變化規(guī)律
突出是由地應(yīng)力、煤體中的瓦斯以及煤體自身物理學(xué)性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果，該理論在預(yù)防煤與瓦斯突出的實(shí)踐中已經(jīng)得到應(yīng)用。煤體溫度的變化是地應(yīng)力、瓦斯解吸及解吸后的氣體擴(kuò)散、煤的物理力學(xué)性質(zhì)共同作用的結(jié)果，所以煤體溫度的變化可以作為預(yù)測煤與瓦斯突出的一個有效參數(shù)。國內(nèi)外一些學(xué)者就多物理場耦合、瓦斯吸附解吸和煤體彈性潛能釋放等方面做了相關(guān)研究。趙陽升等[3]和趙延林等[4]介紹了在鹽礦開采、高溫巖體地?zé)衢_采等方面利用固流熱耦合的模型進(jìn)行數(shù)值模擬；陶云奇[5-6]構(gòu)
中國礦業(yè) 2021年6期2021-06-18
- 基于不同測井曲線的煤體結(jié)構(gòu)識別
——以大同煤田塔山礦為例
16)0 引 言煤體結(jié)構(gòu)是指煤層自形成以來經(jīng)地質(zhì)構(gòu)造破壞后煤的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造保留程度，根據(jù)煤體受地質(zhì)構(gòu)造破壞后的結(jié)構(gòu)特征，煤體結(jié)構(gòu)分為原生結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、碎粒結(jié)構(gòu)和糜棱結(jié)構(gòu)4種類型[1-2]。煤體結(jié)構(gòu)是煤層勘探、開采和煤層氣勘探開發(fā)的關(guān)鍵限制條件之一，因此識別煤體結(jié)構(gòu)對于煤層開采及煤層氣優(yōu)化具有重要意義。地球物理技術(shù)是識別煤體結(jié)構(gòu)的重要方法，包括井徑測井值、聲波時差值、補(bǔ)償中子、補(bǔ)償密度、自然伽馬、三側(cè)向測井和密度測井等技術(shù)，并取得了重要的研究進(jìn)展[3-5]。
- 煤體結(jié)構(gòu)測井評價在煤層氣開發(fā)中的應(yīng)用
深入,很多學(xué)者對煤體結(jié)構(gòu)開展過相關(guān)研究。煤體結(jié)構(gòu)的識別方法主要包括:井下采樣標(biāo)本描述方法、鉆井取心法、地球物理方法(地震方法和測井方法)。測井方法是利用聲、電、核磁及核能測量鉆孔附近地層的屬性變化[1-3],具有連續(xù)性強(qiáng)、成本低、可靠性高的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于煤體結(jié)構(gòu)的識別。通常情況下,煤體結(jié)構(gòu)評價主要為定性評價。不同學(xué)者分別采用電阻率、自然伽馬、聲波時差、密度、井徑中的一條或多條曲線進(jìn)行定性識別。然而,不同煤體結(jié)構(gòu)間測井曲線存在大量重疊,導(dǎo)致定性識別具有多解
測井技術(shù) 2021年2期2021-06-17
- 卸壓煤體緩沖吸能效應(yīng)模擬分析
卸壓鉆孔可以改變煤體的物理力學(xué)性質(zhì), 通過降低煤體破壞極限強(qiáng)度和密度, 降低了煤體的沖擊傾向性,增加了煤體的應(yīng)變率,在一定范圍內(nèi)形成卸壓保護(hù)帶。譚云亮等[12-13]研究了“煤體”自身能量釋放型和“煤體+頂?shù)装濉惫餐芰酷尫判? 類煤巷幫部失穩(wěn)誘沖機(jī)理, 分析了深部煤巷幫部不同破壞類型的能量釋放特征,揭示了深部煤巷幫部“卸-固”協(xié)同控制機(jī)理。對于煤巖體卸壓手段，國內(nèi)外研究學(xué)者分別采取煤層大鉆孔卸壓、煤層注水、煤層爆破卸壓等技術(shù)來研究煤層卸壓對防治沖擊地壓的
煤礦安全 2021年2期2021-03-04
- 煤體解吸甲烷規(guī)律及解吸后微結(jié)構(gòu)特征研究
氣的開發(fā)。瓦斯在煤體中主要以游離態(tài)、吸收態(tài)和吸附態(tài)這三種形式賦存，其中，近90%的瓦斯以吸附態(tài)存在[5，6]。吸附態(tài)的瓦斯只有充分解吸，從煤體中滲出，才能從生產(chǎn)井中抽采出來，故煤體的滲透特性直接關(guān)系到瓦斯抽采的效率和煤層氣產(chǎn)量。煤體內(nèi)部的孔隙和裂隙是流體滲流的通道，其發(fā)育程度決定煤體的滲透特性。原位狀態(tài)下煤體吸附解吸特性的主要影響因素是溫度和孔隙壓力，基于此，本文對溫度和壓力作用下煤體的吸附、解吸特征進(jìn)行系統(tǒng)研究，由此得到煤層氣抽采的最優(yōu)溫度，最后對煤體解
煤炭工程 2021年2期2021-03-04
- 基于測井響應(yīng)的煤體結(jié)構(gòu)識別及開發(fā)效果評價
，原始煤層結(jié)構(gòu)、煤體結(jié)構(gòu)等受到的破壞最為嚴(yán)重，煤層原始的端割理、面割理被破壞，對滲透率的影響較大[3]。目前各地對構(gòu)造影響強(qiáng)烈的煤層進(jìn)行煤層氣開發(fā)的效果不甚理想，而貴州地區(qū)多煤層發(fā)育，在開發(fā)之前，需要對不同煤層的煤體結(jié)構(gòu)及分布規(guī)律進(jìn)行研究，為煤層氣井壓裂改造選層及射孔段選擇提供幫助。針對構(gòu)造煤的煤體結(jié)構(gòu)識別，目前主要依靠井下取樣、地面取心直接觀測和地球物理方法對煤體結(jié)構(gòu)進(jìn)行解釋。井下取樣、地面取心直接觀測方法的主觀性較強(qiáng)，且受取樣片面性和取心局限性的限制，
煤礦安全 2021年1期2021-02-05
- 含瓦斯煤體的沖擊力學(xué)特性研究1)
突出等動力災(zāi)害與煤體的力學(xué)性質(zhì)和失穩(wěn)破壞密切相關(guān)。煤是一種復(fù)雜的多孔介質(zhì)，天然的吸附體，煤體中可吸附大量的瓦斯。含瓦斯煤體的沖擊力學(xué)特性是煤礦安全領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題之一[1-6]。目前，國內(nèi)外學(xué)者對含瓦斯煤體力學(xué)性質(zhì)、沖擊傾向性等的研究已取得了大量成果。梁冰[7]分析了瓦斯對煤體的力學(xué)性質(zhì)及力學(xué)響應(yīng)的影響；王振[8]分析了瓦斯對煤體力學(xué)性質(zhì)的影響以及瓦斯?jié)B流和裂隙擴(kuò)展的規(guī)律；宋真龍等[9]分析了不同瓦斯壓力1 試驗(yàn)系統(tǒng)與方法1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)系統(tǒng)
力學(xué)與實(shí)踐 2020年4期2021-01-08
- 基于地球物理測井的煤體結(jié)構(gòu)識別及對煤層氣開采的影響
065）0 引言煤體結(jié)構(gòu)主要分為原生結(jié)構(gòu)（MJ-I）、碎裂結(jié)構(gòu)（MJ-II）、碎粒結(jié)構(gòu)（MJ-III）、糜棱結(jié)構(gòu)（MJ-IV）4種類型（黃波，2018；張俊杰和趙俊龍，2019）。煤體結(jié)構(gòu)三維空間的非均質(zhì)性控制著煤層滲透率以及煤巖力學(xué)性質(zhì)，是制約煤層氣勘探開發(fā)的關(guān)鍵因素之一（侯世輝，2018），同時煤體結(jié)構(gòu)還是多煤層煤層氣勘探開發(fā)中主力產(chǎn)層優(yōu)選及產(chǎn)層優(yōu)化組合的關(guān)鍵約束條件，因此，精確識別煤體結(jié)構(gòu)顯得尤為重要（侯月華等，2016）。前人研究表明，識別儲層煤體
礦產(chǎn)勘查 2020年10期2020-12-04
- 煤體應(yīng)力對鉆進(jìn)切削力的影響
、煤層注水卸壓、煤體爆破卸壓等。已有研究表明，煤層鉆孔過程會受到井下工程地質(zhì)條件和煤體應(yīng)力的影響，而鉆孔過程中的主要破煤方式為切削煤體，因此，研究鉆孔過程中的切削力與煤體應(yīng)力的關(guān)系顯得尤為重要。針對切削力和巖體應(yīng)力的關(guān)系，學(xué)者們采用理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的方法進(jìn)行了大量研究。馬清明等[1]采用摩擦接觸有限元的分析方法，研究了金剛石復(fù)合片鉆頭(PDC)切削齒的負(fù)前角、切削深度等對切削齒和巖石受力的影響規(guī)律；KAITKAY 等[2]通過實(shí)驗(yàn)測試了圍壓對大
- 循環(huán)加卸載下含瓦斯煤能耗與滲流特性研究
程中，工作面前方煤體處于采前增壓(壓縮)—卸壓(膨脹)—恢復(fù)階段，且隨著工作面推進(jìn)而重復(fù)出現(xiàn)[1]，煤巖體內(nèi)部裂隙孔隙結(jié)構(gòu)及滲流狀態(tài)發(fā)生改變[2]，容易造成瓦斯的不均衡涌出，從而引發(fā)瓦斯事故。ZOU等[3]研究發(fā)現(xiàn)循環(huán)荷載下氣體滑脫效應(yīng)和有效應(yīng)力對于煤體滲透性影響很大，隨著有效應(yīng)力的增加，滲透率減小。許江等[4]研究發(fā)現(xiàn)在加卸載初期煤體滲透率很低，加載至峰值后滲透率急劇增大，滲透率變化隨著應(yīng)變的增大呈現(xiàn)二次項(xiàng)函數(shù)增大。李曉泉等[5]在突出型煤的循環(huán)加卸載試
中國礦業(yè) 2020年10期2020-10-17
- 瓦斯吸附作用下煤體爆破裂隙擴(kuò)展規(guī)律研究
0070）含瓦斯煤體是一種復(fù)雜的力學(xué)介質(zhì)，由具有不規(guī)則、復(fù)雜的原生孔隙和新生裂隙的煤體骨架與瓦斯等固-氣兩相組成，瓦斯以游離態(tài)和物理吸附狀態(tài)貯存于煤體中的孔隙和裂隙之中，并在其中運(yùn)移[1-2]。對于煤體而言，瓦斯壓力的存在會對其產(chǎn)生力學(xué)以及非力學(xué)作用[3]，使得煤體的力學(xué)性質(zhì)隨著瓦斯壓力的改變而發(fā)生相應(yīng)變化。已有研究表明瓦斯氣體對煤體力學(xué)性質(zhì)有一定的影響，煤體的強(qiáng)度、彈性模量以及脆性程度會因?yàn)橥咚沟拇嬖诎l(fā)生改變[4-7]。因此基于含瓦斯煤體力學(xué)性質(zhì)異于普通
煤礦安全 2020年5期2020-06-08
- 注熱井周圍煤體蠕變過程的滲透率變化規(guī)律模擬研究
24)0 引 言煤體中瓦斯的滲流不僅受到了外部條件的影響(應(yīng)力和溫度)，還與其自身孔隙裂隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且這些影響因素又相互耦合，使得對煤體瓦斯?jié)B流的研究變得非常困難。在中國，有三分之二以上煤層的滲透性能都非常低，瓦斯不易被抽采，導(dǎo)致瓦斯成為開采煤礦的重大隱患。目前，提高煤層瓦斯?jié)B透量和滲透速率的方法大多基于以下兩個思路：①通過加熱、加壓和水力割縫的方法改造煤體內(nèi)部的孔隙、裂隙結(jié)構(gòu)，增大煤體的孔隙率，最終使得煤體滲透率變大[1-2]；②通過升溫、外加電磁場促
中國礦業(yè) 2020年5期2020-05-22
- 卸圍壓下煤體損傷的能量演化和滲透特性
不同瓦斯壓力下的煤體滲流、能耗特征，得出煤體滲透特性的變化與耗散能所占比例相關(guān)；蔣長寶等[5]研究了不同含水率條件下的煤體能耗特征；馬振乾等[6]、朱澤奇等[7]研究了不同圍壓下的煤體能耗特征，一致得出圍壓越大，耗散能的轉(zhuǎn)化速率越快，損傷越劇烈；王向宇等[8]、孫光中等[9]研究了循環(huán)加卸載條件下的煤體損傷及滲透特性，得出滲透率的變化與損傷的演變具有一致性。關(guān)于煤體變形過程中的能耗、損傷及滲流特性的研究已有大量報(bào)道，但對于煤體損傷及滲透特性關(guān)系的研究較少，
科學(xué)技術(shù)與工程 2020年9期2020-05-20
- 深部松軟煤層鉆孔孔周煤體變形產(chǎn)渣特征研究
軟煤順層鉆孔孔周煤體的變形規(guī)律與排渣動力特征的基礎(chǔ)理論成果。在不同孔徑、地應(yīng)力、瓦斯壓力作用下，深部高瓦斯軟煤順層鉆孔變形與產(chǎn)渣量變化規(guī)律各異。相關(guān)研究極少涉及到深部軟煤順層孔周煤體的非連續(xù)變形規(guī)律，不能揭示復(fù)合應(yīng)力作用下深部軟煤順層孔周煤體應(yīng)力應(yīng)變動態(tài)響應(yīng)特征[15]。為了揭示井下高瓦斯軟煤順層鉆孔孔周煤體變形破壞失效規(guī)律，獲得順層長鉆孔孔周煤體應(yīng)力應(yīng)變及塌孔孔段分布情況，擬采用FLAC3D數(shù)值模擬技術(shù)，開展不同地應(yīng)力、徑向位移等因素作用下鉆孔變形特征數(shù)
煤炭工程 2020年4期2020-05-14
- 分級恒定荷載作用下的煤體變形及內(nèi)部損傷特性
進(jìn)行了對比分析。煤體作為一種非均勻性介質(zhì)，內(nèi)部含有大量微裂隙。當(dāng)其受到某一恒定荷載作用時，其內(nèi)部原有微裂隙產(chǎn)生擴(kuò)展、出現(xiàn)新裂隙、裂隙之間相互貫通，出現(xiàn)損傷破壞，導(dǎo)致煤體變形逐漸增大。作為一種特殊巖石，礦山井下的煤體的變形在大多情況下表現(xiàn)出蠕變特性。雖然我國對這方面的研究成果也有很多[19-20]，但是對分級加載下煤的蠕變研究較少。筆者通過煤體分級加載蠕變及其聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)，分析煤體蠕變變形規(guī)律和聲發(fā)射特征，建立能夠表現(xiàn)煤體蠕變特征的本構(gòu)模型，得出其本構(gòu)方程，研
黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2020年1期2020-03-24
- 煤體孔隙率和滲透特性研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
煤層中，因此研究煤體與瓦斯之間的關(guān)系是煤炭事業(yè)發(fā)展的重中之重。煤體是一種微孔隙和裂隙的雙重介質(zhì)，而含瓦斯煤層也可看作富含裂隙的固流多相介質(zhì)，由于這些孔隙裂隙的存在，使得煤體與瓦斯之間的關(guān)系更為復(fù)雜，因此探究煤體孔隙特性就顯得尤為重要。瓦斯?jié)B透率通常是衡量瓦斯運(yùn)移規(guī)律的重要指標(biāo)，在煤體實(shí)際賦存環(huán)境下，受多種因素的影響。目前國內(nèi)外對煤體孔隙特性及滲透特性的研究還存在不綜合、不嚴(yán)密的問題，鑒于此，對煤體孔隙特性及滲透特性的研究現(xiàn)狀進(jìn)行整理，并提出適當(dāng)?shù)目偨Y(jié)分析。
價值工程 2020年35期2020-03-02
- CO2驅(qū)替煤層CH4中混合氣體滲流規(guī)律的研究
的吸附解吸會引起煤體變形，對煤體的滲透特性產(chǎn)生影響。研究CH4/CO2混合氣體的滲流特性及相應(yīng)的煤體變形，對于CO2-ECBM過程具有重要的工程指導(dǎo)意義。目前，許多學(xué)者對煤體滲透特性的影響因素已經(jīng)進(jìn)行了大量研究。曹樹剛等[1-6]研究了孔隙壓力、氣體組分、溫度、水分、加卸載以及CO2狀態(tài)等因素對煤體滲透率的影響。氣體在滲流過程中還受到滑脫效應(yīng)的影響。唐巨鵬等[7]從試驗(yàn)角度證明了滑脫效應(yīng)主導(dǎo)作用階段的存在。王登科等[8]在考慮Klingkenberg效應(yīng)的
煤炭學(xué)報(bào) 2019年11期2019-12-16
- 煤體含水量對瓦斯解吸特性影響規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究
045000)對煤體進(jìn)行水力壓裂措施后，大量的水被高壓壓入煤體內(nèi)部，隨著煤體內(nèi)的孔隙被水分侵入，將導(dǎo)致瓦斯解吸特性發(fā)生變化。煤體的瓦斯解吸特性在一定程度上決定了煤層突出風(fēng)險(xiǎn)的大小，對確定瓦斯壓力和突出風(fēng)險(xiǎn)具有重要作用。煤體中裂隙水?dāng)D走煤體中的部分瓦斯，同時阻礙煤體中瓦斯的移動[1]。水在進(jìn)入煤體的過程中有置換效應(yīng)，大約可置換掉煤體中10%的瓦斯含量[2-3]，置換的量和液體性質(zhì)有關(guān)[4]；水在煤體中產(chǎn)生毛細(xì)管力，對瓦斯的移動起到阻礙作用，孔隙壓力使游離態(tài)瓦
煤 2019年11期2019-11-22
- 瓦斯壓力對煤體吸附-解吸變形特征影響試驗(yàn)研究
和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，煤體吸附-解吸氣體會發(fā)生膨脹-收縮變形，進(jìn)而影響含瓦斯煤體孔隙率和滲透率[1-5]。隨著煤礦開采深度增加，瓦斯壓力增大，煤體吸附-解吸變形對煤礦瓦斯災(zāi)害治理影響越加明顯，因此摸清煤體吸附-解吸變形規(guī)律對認(rèn)清深部煤體瓦斯流動規(guī)律具有重要意義。近年來，關(guān)于煤體吸附-解吸瓦斯變形特性方面，國內(nèi)外學(xué)者已開始著手相關(guān)研究工作[6-10]。綜上所述，前人在煤體吸附-解吸瓦斯變形特征取得了一定的研究成果，但還需進(jìn)一步豐富和完善，尤其是殘余變形方面研究目前
煤礦安全 2019年9期2019-09-27
- 不同溫壓作用下煤體對甲烷吸附量及其變形的試驗(yàn)研究
導(dǎo)和應(yīng)用。瓦斯在煤體中的賦存形態(tài)主要為吸附和游離，其中絕大部分的瓦斯是以吸附態(tài)賦存于煤體中的[4，5]，煤體在吸附瓦斯過程中的力學(xué)特征會發(fā)生改變。當(dāng)煤所處的地層條件不同時，煤體所受的壓力和溫度就不同，即在不同地質(zhì)賦存條件下的煤體對甲烷的吸附特性主要受到溫度和壓力的影響，因此，研究不同溫壓下煤體對甲烷的吸附特性對礦井瓦斯防治和瓦斯鉆采技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。但總體上對于煤體吸附甲烷特性的研究還處于定性研究和理論推導(dǎo)階段，基于此，本文進(jìn)行不同溫度和壓力下煤體
煤炭工程 2019年6期2019-06-22
- 正交試驗(yàn)下煤體滲透性影響因素評價
生存在的[2]。煤體內(nèi)部的孔洞和裂隙結(jié)構(gòu)為瓦斯儲存和流動的通道，自然狀態(tài)下煤體內(nèi)部發(fā)育孔洞裂隙較少，滲透性極低，抽采瓦斯的難度較高[3，4]。而增大煤體的滲透性可以減小瓦斯抽采的難度，提高瓦斯抽采的效率。有研究表明[5，6]，對地層中賦存煤體滲透特性起主要影響作用的因素為溫度、靜水壓力和孔隙壓力，但針對各個因素的影響程度還未做過相應(yīng)研究。根據(jù)影響煤體滲透性的最主要因素可以為煤層氣高效開采方案的制定提供依據(jù)，故本文以煤體溫度、靜水壓力以及孔隙壓力為因素，將煤
煤炭工程 2019年4期2019-05-05
- 綜采工作面塑性區(qū)煤體的流變特性分析
綜采工作面塑性區(qū)煤體的流變特性分析李建偉，王創(chuàng)業(yè)，王茜茜(內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)研究院，內(nèi)蒙古 包頭 014010)針對綜采工作面對煤壁片幫防治的安全生產(chǎn)需求，運(yùn)用流變力學(xué)理論，對綜采工作面塑性區(qū)煤體的流變特性進(jìn)行了分析，并以不同受力條件下煤體蠕變變化的動態(tài)類型為依據(jù)，對塑性區(qū)煤體的流變特性進(jìn)行了分區(qū)。研究表明：塑性區(qū)煤體變形過程中，存在的不平衡滑動力是煤體開始失穩(wěn)直至破壞的根本原因；不平衡滑動力與煤體長期強(qiáng)度的大小關(guān)系的不同，造成塑性區(qū)不同區(qū)域煤體蠕變變化
采礦與巖層控制工程學(xué)報(bào) 2017年6期2018-01-03
- 受載煤巖體電磁輻射動態(tài)多重分形特征
前預(yù)警。關(guān)鍵詞:煤體;電磁輻射;多重分形姚精明，董文山，閆永業(yè)，等．受載煤巖體電磁輻射動態(tài)多重分形特征［J］．煤炭學(xué)報(bào)，2016，41(6):1429－1433．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2015．2001Yao Jingming，Dong Wenshan，Yan Yongye，et al．Multi-fractal characteristics of electromagnetic radiation with loaded c
煤炭學(xué)報(bào) 2016年6期2016-07-20
- 綜放面端面注水泄壓技術(shù)應(yīng)用分析
和數(shù)值模擬，研究煤體強(qiáng)度變化對端面穩(wěn)定性影響以及不同含水率煤體對煤壁強(qiáng)度的影響，得出給煤體注水后，能顯著增加煤的抗剪強(qiáng)度，在相同的支護(hù)條件下，注水之后的工作面煤體破壞程度比未注水煤層開采要低很多，可有效防止工作面煤壁的失穩(wěn)破壞，降低工作面煤壁片幫可能性，從而有利于提高工作面煤壁的穩(wěn)定性。一、煤體強(qiáng)度對煤壁與端面穩(wěn)定的機(jī)理分析1.煤體強(qiáng)度變化對支承壓力分布影響的理論分析對于采場前方煤體，其任一點(diǎn)的受力狀態(tài)如圖1所示。由力的平衡方程和極限平衡區(qū)滿足莫爾—庫侖準(zhǔn)
中國煤炭工業(yè) 2016年12期2016-05-18
- 基于空氣環(huán)境下的高壓擊穿電熱致裂煤體實(shí)驗(yàn)研究
高壓擊穿電熱致裂煤體實(shí)驗(yàn)研究林柏泉1,2，閆發(fā)志1,2，朱傳杰1,2，郭暢1,2，周延1(1.中國礦業(yè)大學(xué) 煤礦瓦斯與火災(zāi)防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州221008；2.中國礦業(yè)大學(xué) 煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州221008)摘要:利用搭建的高壓擊穿電熱致裂煤體試驗(yàn)系統(tǒng)，以貴州林華煤礦的無煙煤為研究對象，研究了在空氣環(huán)境下高壓擊穿電熱致裂煤體的可行性，并對高壓擊穿電熱致裂煤體的宏觀和微觀特征進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在針-針電極下，空氣介
煤炭學(xué)報(bào) 2016年1期2016-04-18
- 動載荷作用下構(gòu)造煤體動力響應(yīng)特性研究
炸應(yīng)力波作用下，煤體首先承受壓應(yīng)力，而后承受拉應(yīng)力。常未斌等[11]研究指出掘進(jìn)工作面前方存在構(gòu)造帶時，爆炸應(yīng)力波傳至構(gòu)造帶分界面時的反射加強(qiáng)作用會產(chǎn)生拉伸破壞。金洪偉等[12]指出煤與瓦斯突出中層裂現(xiàn)象的產(chǎn)生受到卸載波反射疊加的影響，瓦斯壓力的間斷性釋放又會產(chǎn)生向深部傳播的卸載波。陳鎣等[13]通過相似模擬試驗(yàn)得出，爆炸應(yīng)力波作用下煤巷的破壞形式表現(xiàn)為首先巷道頂板附近區(qū)域出現(xiàn)裂縫，屬于拉剪破壞。王觀石等[14]指出應(yīng)力波在巖體中傳播是一個傳播和塊體響應(yīng)的
巖土力學(xué) 2015年9期2015-02-17
- 沿空留巷不均衡承載特征探討與應(yīng)用分析
置位于本工作面實(shí)煤體上方，并以給定變形作用于沿空留巷實(shí)煤體幫和巷旁支護(hù)體[1]。受上工作面?zhèn)认蛑С袘?yīng)力的影響，沿空留巷實(shí)煤體幫和巷旁支護(hù)體承載情況迥異，而沿空留巷成敗關(guān)鍵是實(shí)煤體幫和巷旁支護(hù)體支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定[2－3]。因此，有必要對沿空留巷實(shí)煤體幫和巷旁支護(hù)體支撐結(jié)構(gòu)的承載特征進(jìn)行研究。目前，相關(guān)學(xué)者針對沿空留巷圍巖穩(wěn)定性和承載特征進(jìn)行了深入的研究，取得了豐富的成果。文獻(xiàn)[4]和文獻(xiàn)[5]研究了支護(hù)體和頂板的相互作用關(guān)系，據(jù)此確定了不同階段沿空留巷巷旁支護(hù)
巖土力學(xué) 2015年9期2015-02-04
- 力－電－熱多參量監(jiān)測深井動力災(zāi)害的試驗(yàn)分析
式方法，通過監(jiān)測煤體內(nèi)部能量向外輻射的信號，監(jiān)測煤體結(jié)構(gòu)中應(yīng)力的變化和煤體變形破裂;鉆孔法等接觸式方法，通過檢測鉆屑量［7］、鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑瓦斯解吸特征［8］等指標(biāo)，反映煤體力學(xué)性質(zhì)、煤層瓦斯壓力和含量及煤層應(yīng)力等因素;區(qū)域預(yù)測法［9］，綜合區(qū)域地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件對煤層及煤層區(qū)域的動力災(zāi)害危險(xiǎn)性做出判斷。由于單項(xiàng)指標(biāo)本身的局限性，動力災(zāi)害機(jī)理及規(guī)律尚未清晰明確，同時受地質(zhì)條件復(fù)雜性與多樣化等因素的限制，目前的預(yù)測手段準(zhǔn)確率不高，防治措施的有效
中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào) 2014年2期2014-11-21
- 煤與瓦斯突出過程中層裂煤體的結(jié)構(gòu)演化及破壞規(guī)律
得出：突出過程中煤體的破壞是以球蓋狀球殼的形式，快速地形成、擴(kuò)展并失穩(wěn)拋出。尹光志、趙洪寶、許江等以自行研制了大型煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，對不同含水率煤體發(fā)生煤與瓦斯突出時突出強(qiáng)度變化規(guī)律進(jìn)行模擬試驗(yàn)研究[8]。蔡成功按相似理論設(shè)計(jì)了三維煤與瓦斯突出模擬實(shí)驗(yàn)裝置，模擬了不同煤型強(qiáng)度、三向應(yīng)力、瓦斯壓力條件下的煤與瓦斯突出過程[9]。歐建春、王恩元等研制了一套煤與瓦斯突出模擬實(shí)驗(yàn)裝置，通過高速攝像機(jī)對突出全過程進(jìn)行實(shí)時觀測，實(shí)現(xiàn)了對突出過程煤體破裂的演化規(guī)
中國礦業(yè) 2014年9期2014-11-20
- 注入二氧化碳驅(qū)替煤層甲烷模擬實(shí)驗(yàn)研究
果表明，在含瓦斯煤體內(nèi)注入CO2之后CH4氣體的解吸量顯著增加。試驗(yàn)初始階段獲得的主要是游離態(tài)的CH4成分。隨著時間推移，驅(qū)替置換效應(yīng)顯著，先期注入的CH4解吸量大大增高；在CO2和CH4兩種氣體的各自注氣階段的煤體內(nèi)壓力變化速度方面也存在明顯的差別，注入CO2時的煤體壓力變化速度慢比煤吸附CH4氣體時的變化速度快；實(shí)驗(yàn)同時表明，注氣驅(qū)替過程中煤體溫度有了顯著提高，溫度的提高?！娟P(guān)鍵詞】煤體；CH4；CO2驅(qū)替；解吸；競爭吸附煤層氣是一種成分復(fù)雜的混合氣體
科學(xué)時代·下半月 2014年12期2014-10-21
- 煤體恒定加載蠕變損傷實(shí)驗(yàn)的研究
理和微裂隙。在對煤體進(jìn)行加載過程中，煤體內(nèi)部的孔隙被壓密，原有微裂紋受壓閉合。新裂紋的產(chǎn)生及擴(kuò)展都會產(chǎn)生聲發(fā)射信號［10］，因此，可以利用聲發(fā)射設(shè)備監(jiān)測荷載作用下煤體內(nèi)部變化情況。目前，對煤體蠕變研究多采用型煤，少有考慮煤體內(nèi)部含有大量孔隙、節(jié)理及微裂隙的特殊性，與現(xiàn)場實(shí)際存在差距。有些文獻(xiàn)的研究［11－16］，主要是單軸壓縮破壞分析和分級加載蠕變破壞分析，與現(xiàn)場實(shí)際也有一定差距，缺少對原煤恒定加載的分析。筆者利用原煤試樣，充分考慮其內(nèi)部存在大量的孔隙、節(jié)
黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2014年6期2014-08-01
- 基于爆炸應(yīng)力波和構(gòu)造煤帶孕育煤與瓦斯突出危險(xiǎn)狀態(tài)的模型
力降低,進(jìn)而破壞煤體瓦斯原有吸附平衡狀態(tài),大量吸附瓦斯解吸導(dǎo)致煤層瓦斯壓力上升;當(dāng)掘進(jìn)工作面前方煤體一定深度存在構(gòu)造煤帶時,爆炸應(yīng)力波從掘進(jìn)工作面爆源傳至未破壞煤體與構(gòu)造煤帶交界面,由于爆炸應(yīng)力波的反射加強(qiáng)作用使構(gòu)造煤迎波一側(cè)未破壞煤體產(chǎn)生拉伸破壞,而掘進(jìn)工作面前方存在的應(yīng)力集中帶不會引起爆炸應(yīng)力波對煤體產(chǎn)生反射拉伸加強(qiáng)破壞作用;掘進(jìn)工作面向構(gòu)造煤帶推進(jìn)需要周期性的爆破作業(yè),爆炸應(yīng)力波的強(qiáng)度隨著距爆源的距離增加而衰減,產(chǎn)生的爆炸應(yīng)力波對煤體的瓦斯解吸作用和
煤炭學(xué)報(bào) 2014年11期2014-06-07
- 突出煤層掘進(jìn)工作面槽硐突出能量分析
，突出能量主要為煤體中瓦斯內(nèi)能、頂?shù)装鍙椥詽撃芎?span id="5vdz35n" class="hl">煤體彈性潛能，在整個突出過程中，突出能量主要轉(zhuǎn)換為對突出孔洞煤體的破碎做功、噴出破碎煤體的移動功和煤瓦斯流與障礙物摩擦做功等能量。關(guān)于突出能量的計(jì)算，有很多學(xué)者進(jìn)行了討論[1，2]，綜合考慮，本文中突出能量關(guān)系可表達(dá)為：式中，W ——突出噸煤煤體產(chǎn)生能量，kJ/t；W1——突出噸煤煤體彈性潛能，kJ/t；W2——突出噸煤煤體瓦斯內(nèi)能，kJ/t；3 煤體彈性潛能分析煤體彈性潛能在突出過程中的主要作用是破碎煤體和
中國科技信息 2014年9期2014-05-12
- 突出煤層螺旋式水力割煤技術(shù)及應(yīng)用
技術(shù)的工藝流程和煤體消突機(jī)理，建立了FLAC3D數(shù)值模型，模擬分析了螺旋狀縫槽周圍煤體應(yīng)力和位移的變化規(guī)律，并進(jìn)行了現(xiàn)場工業(yè)性試驗(yàn)。結(jié)果表明：螺旋狀縫槽周圍煤體應(yīng)力大大降低，卸壓效果顯著，卸壓半徑約為3 m；煤體擾動范圍和位移量均顯著增大，徑向有效影響范圍可達(dá)4 m。試驗(yàn)現(xiàn)場螺旋式水力割煤技術(shù)與普通打鉆相比，煤體擾動半徑、擾動體積分別增大4倍、30倍左右；瓦斯?jié)舛?、流量亦大大提高，純流量值增加約4倍，瓦斯抽采效果好，達(dá)到煤體消突目的。突出煤層 螺旋式水力割
中國煤炭 2013年2期2013-09-10
- 不同含水率煤體的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究①
消除了開采過程中煤體彈性能的突然釋放;二是煤體吸水后降低煤層瓦斯吸附含量;三是煤體吸水后放散初速度變小;其中注水后煤體物理力學(xué)性質(zhì)的改變對突出的影響最大。因此，研究不同含水率煤體的物理力學(xué)性質(zhì)，對提高煤層注水防治瓦斯突出機(jī)理認(rèn)識，規(guī)范煤層注水工藝技術(shù)，指導(dǎo)煤礦瓦斯防治工作具有重要意義。1 試驗(yàn)裝置根據(jù)試驗(yàn)需要，自行研制并加工了注水加壓模擬實(shí)驗(yàn)裝置，可以完成煤樣不同壓力下的注水試驗(yàn)。裝置主要由承壓筒、加壓泵、水槽、高壓管線、高壓球閥等組成，試驗(yàn)裝置原理見圖1
華北科技學(xué)院學(xué)報(bào) 2013年1期2013-03-19
- 鉆屑溫度測試煤體法向應(yīng)力的試驗(yàn)研究
一個復(fù)雜的系統(tǒng)，煤體法向應(yīng)力的變化是引起其他一系列變化的主導(dǎo)因素，測試煤體法向應(yīng)力的大小對沖擊礦壓等煤巖動力災(zāi)害的防治具有重要意義［1-2］。目前，鉆屑法是一種常用的測試煤體法向應(yīng)力的方法，該方法相對比較準(zhǔn)確可靠且實(shí)施簡單經(jīng)濟(jì)［3］，但其缺點(diǎn)也是很明顯的，例如對于軟弱煤層，以及煤體法向應(yīng)力超過強(qiáng)度破碎后，鉆孔過程中將產(chǎn)生鉆屑量超過極限值的現(xiàn)象，無法判斷煤體法向應(yīng)力。研究表明，使用煤電鉆向煤體中打孔，鉆頭切削煤體，與孔底、孔壁相互作用，使鉆頭、孔底、孔壁、鉆
中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào) 2012年3期2012-07-06
- 煤體中爆炸應(yīng)力波傳播與衰減規(guī)律模擬實(shí)驗(yàn)研究*
3)從本質(zhì)而言，煤體也屬于巖石，煤體和巖體的最大不同在于煤體內(nèi)含有瓦斯氣體。在外部應(yīng)力和瓦斯壓力作用下，煤體變形和破壞在不同的作用階段均受本體和結(jié)構(gòu)有效應(yīng)力的雙重作用。且煤體內(nèi)部裂隙更發(fā)育，強(qiáng)度也遠(yuǎn)低于常規(guī)巖石，因此，不能簡單地將巖石爆破機(jī)理直接應(yīng)用于煤體。而關(guān)于煤體爆破機(jī)理的相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)研究的報(bào)道很少，現(xiàn)有文獻(xiàn)僅初步探討了堅(jiān)硬煤體中爆炸應(yīng)力波傳播和爆炸能量的轉(zhuǎn)化及煤體爆破裂縫擴(kuò)展規(guī)律等煤體爆破的基本特點(diǎn)［1-3］。目前的理論研究還遠(yuǎn)落后于工程實(shí)踐，同時
爆炸與沖擊 2012年2期2012-06-20
- 煤層預(yù)裂爆破應(yīng)力波破壞范圍的探討
和爆生氣體作用于煤體,同時輔以自由面-控制孔,使煤體產(chǎn)生不可愈合的裂縫,從而達(dá)到增大煤層透氣性的目的。炸藥在炮孔內(nèi)爆炸后,將產(chǎn)生強(qiáng)沖擊波和大量高溫高壓爆生氣體,由于爆炸沖擊波的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過煤體介質(zhì)的動態(tài)抗壓強(qiáng)度,使爆破孔附近的煤體被強(qiáng)烈壓縮并粉碎,在爆破近區(qū)產(chǎn)生爆炸空腔和壓縮粉碎區(qū),隨后,沖擊波透射到煤體內(nèi)部并以應(yīng)力波的形式傳播,由于靠近粉碎區(qū)邊界的煤體介質(zhì)產(chǎn)生徑向壓縮和切向拉伸,當(dāng)應(yīng)力波徑向壓力仍然大于煤體介質(zhì)的動態(tài)抗壓強(qiáng)度時,則在應(yīng)力波作用下產(chǎn)生徑向位
中國煤炭 2010年3期2010-12-12