煤體
- 液氮凍結(jié)含水煤體能量耗散動(dòng)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(wú)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(duì)煤體進(jìn)行液氮溶浸不同時(shí)間試驗(yàn)，同時(shí)模擬分析了液氮溶浸不同時(shí)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(guò)溫度測(cè)量和紅外熱成像技術(shù)，得到不同凍結(jié)時(shí)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(guò)程地應(yīng)力誘使煤體初始破壞動(dòng)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(shí)理論分析指出煤體受地應(yīng)力作用發(fā)生初始破壞過(guò)程存在拉伸破壞，在失穩(wěn)過(guò)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(shí)的采動(dòng)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(duì)地應(yīng)力與瓦斯壓力在突出災(zāi)變過(guò)程中的認(rèn)識(shí)不盡相同，但由于災(zāi)變過(guò)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(duì)煤體進(jìn)行增透的研究不斷發(fā)展[6-7]；而近年來(lái)，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(duì)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(duì)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(dòng)對(duì)煤體的影響規(guī)律
同巖漿巖侵蝕程度煤體為研究對(duì)象，從煤質(zhì)、孔隙結(jié)構(gòu)及甲烷吸附解吸特性3個(gè)方面，探究巖漿巖侵入對(duì)煤體的影響，為巖漿巖侵蝕條件下的煤層安全高效開(kāi)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?jī)A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(duì)逆斷層區(qū)域的地應(yīng)力分布造成不同程度影響[7-9]，對(duì)此很多學(xué)者采用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、理論分析和數(shù)值模擬的方法對(duì)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(cè)量裝置，對(duì)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(cè)試，得出斷層等地質(zhì)構(gòu)造會(huì)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(kāi)展松散煤體破壞失穩(wěn)過(guò)程的研究對(duì)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(duì)松散煤體損傷破壞特征開(kāi)展了全面詳細(xì)的研究。伍永平等[4]針對(duì)新疆松散煤樣，通過(guò)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(guò)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(cè)量方法開(kāi)展了單軸壓縮條件下煤體表面形貌觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為孔周徑向、環(huán)向移動(dòng)分別具有上下對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(píng)價(jià)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(kāi)采亟需攻克的難點(diǎn)[6-9]。我國(guó)眾多學(xué)者對(duì)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(gè)煤層開(kāi)采時(shí)相互影響的問(wèn)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(guó)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(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證煤體孔隙對(duì)煤體吸附解析的影響，說(shuō)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(duì)巖石構(gòu)成的影響及重要性。李庶林等[5]通過(guò)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(guò)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(cè)
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(lái)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(duì)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(guò)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(dòng)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(guò)程的認(rèn)識(shí)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(guò)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(guò)程。認(rèn)識(shí)突出的力學(xué)作用過(guò)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(guò)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(guò)程是由一個(gè)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(chǎng)參數(shù)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征及其耦合規(guī)律
的動(dòng)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(guò)程中的多物理場(chǎng)參數(shù)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征及其耦合作用機(jī)理，對(duì)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(kāi)了系列研究。鮮學(xué)福等研究了變形場(chǎng)和外加電場(chǎng)對(duì)瓦斯?jié)B流的影響，獲得了考慮變形場(chǎng)和外加電場(chǎng)耦合作用時(shí)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(guò)程屬于膨脹變形，解吸過(guò)程屬于收縮變形；CONNELL開(kāi)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(dòng)能量判據(jù)研究
斯突出過(guò)程作用于煤體的動(dòng)力和煤體自身的阻力，據(jù)此建立了煤與瓦斯突出簡(jiǎn)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(duì)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(cè)的綜合判據(jù)。楊守國(guó)等[5]研究了煤與瓦斯突出激發(fā)過(guò)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(cè)試計(jì)算，理論分析推導(dǎo)了煤與瓦斯突出過(guò)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)研究表明，煤層瓦斯壓力與采掘附加應(yīng)力呈“雙增”趨勢(shì)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(dòng)應(yīng)力增大先升高后降低；胡祖祥等[4]研究認(rèn)為在采動(dòng)影響下瓦斯壓力峰值與采動(dòng)應(yīng)力變化不同步；張東明[5]、侯芳芳[6]等通過(guò)實(shí)測(cè)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(guò)長(zhǎng)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(chǎng)和瓦斯?jié)B流場(chǎng)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(shí)空演化規(guī)律；宋紅華[4]等基于波速測(cè)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(guò)抗壓、抗剪強(qiáng)度極限時(shí)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(gè)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(duì)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(píng)價(jià)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(shí)間對(duì)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(kāi)采過(guò)后，大量殘余水分通過(guò)裂隙滲入下開(kāi)采煤層中，導(dǎo)致下方煤層長(zhǎng)期處于浸水狀態(tài)，待此煤層開(kāi)采時(shí)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(kāi)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(zhǎng)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(shí)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(dòng)影響，煤體內(nèi)有時(shí)還包含有成組分布的構(gòu)造裂隙[2]。煤炭開(kāi)采過(guò)程中需要掘進(jìn)大量巷道，對(duì)于巷道圍巖而言，開(kāi)挖過(guò)程相當(dāng)于圍壓減小的過(guò)程，而巷道支護(hù)在一定程度上相當(dāng)于圍壓增大的過(guò)程。如果開(kāi)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(huì)對(duì)提高低滲煤層瓦斯抽采效果、縮短瓦斯抽采時(shí)間具有重大的意義。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用理論分析、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等手段對(duì)煤體吸附瓦斯后的變形特征開(kāi)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(cè)煤與瓦斯突出的一個(gè)有效參數(shù)。國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者就多物理場(chǎng)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(yáng)升等[3]和趙延林等[4]介紹了在鹽礦開(kāi)采、高溫巖體地?zé)衢_(kāi)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(guó)礦業(yè) 2021年6期2021-06-18
- 基于不同測(cè)井曲線的煤體結(jié)構(gòu)識(shí)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(lái)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(kāi)采和煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵限制條件之一，因此識(shí)別煤體結(jié)構(gòu)對(duì)于煤層開(kāi)采及煤層氣優(yōu)化具有重要意義。地球物理技術(shù)是識(shí)別煤體結(jié)構(gòu)的重要方法，包括井徑測(cè)井值、聲波時(shí)差值、補(bǔ)償中子、補(bǔ)償密度、自然伽馬、三側(cè)向測(cè)井和密度測(cè)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(cè)井評(píng)價(jià)在煤層氣開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用
深入,很多學(xué)者對(duì)煤體結(jié)構(gòu)開(kāi)展過(guò)相關(guān)研究。煤體結(jié)構(gòu)的識(shí)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(cè)井方法)。測(cè)井方法是利用聲、電、核磁及核能測(cè)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(shí)別。通常情況下,煤體結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)主要為定性評(píng)價(jià)。不同學(xué)者分別采用電阻率、自然伽馬、聲波時(shí)差、密度、井徑中的一條或多條曲線進(jìn)行定性識(shí)別。然而,不同煤體結(jié)構(gòu)間測(cè)井曲線存在大量重疊,導(dǎo)致定性識(shí)別具有多解
測(cè)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(guò)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(duì)于煤巖體卸壓手段，國(guó)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(lái)研究煤層卸壓對(duì)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(kāi)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(lái)，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(duì)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(duì)煤體解
煤炭工程 2021年2期2021-03-04
- 基于測(cè)井響應(yīng)的煤體結(jié)構(gòu)識(shí)別及開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)
，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(duì)滲透率的影響較大[3]。目前各地對(duì)構(gòu)造影響強(qiáng)烈的煤層進(jìn)行煤層氣開(kāi)發(fā)的效果不甚理想，而貴州地區(qū)多煤層發(fā)育，在開(kāi)發(fā)之前，需要對(duì)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(duì)構(gòu)造煤的煤體結(jié)構(gòu)識(shí)別，目前主要依靠井下取樣、地面取心直接觀測(cè)和地球物理方法對(duì)煤體結(jié)構(gòu)進(jìn)行解釋。井下取樣、地面取心直接觀測(cè)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(dòng)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(wèn)題之一[1-6]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)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(duì)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(duì)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(cè)井的煤體結(jié)構(gòu)識(shí)別及對(duì)煤層氣開(kāi)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(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素之一（侯世輝，2018），同時(shí)煤體結(jié)構(gòu)還是多煤層煤層氣勘探開(kāi)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(shí)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(shí)別儲(chǔ)層煤體
礦產(chǎn)勘查 2020年10期2020-12-04
- 煤體應(yīng)力對(duì)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(guò)程會(huì)受到井下工程地質(zhì)條件和煤體應(yīng)力的影響，而鉆孔過(guò)程中的主要破煤方式為切削煤體，因此，研究鉆孔過(guò)程中的切削力與煤體應(yīng)力的關(guān)系顯得尤為重要。針對(duì)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(duì)切削齒和巖石受力的影響規(guī)律；KAITKAY 等[2]通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了圍壓對(duì)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(duì)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(guó)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(duì)于煤體而言，瓦斯壓力的存在會(huì)對(duì)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(duì)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(huì)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(guò)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(duì)煤體瓦斯?jié)B流的研究變得非常困難。在中國(guó)，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(kāi)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(gè)思路：①通過(guò)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(guò)升溫、外加電磁場(chǎng)促
中國(guó)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(zhǎng)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(guò)程中的能耗、損傷及滲流特性的研究已有大量報(bào)道，但對(duì)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(dòng)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(dòng)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(zhǎng)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(kāi)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(jí)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(duì)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(shí)，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(guó)對(duì)這方面的研究成果也有很多[19-20]，但是對(duì)分級(jí)加載下煤的蠕變研究較少。筆者通過(guò)煤體分級(jí)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(shì)
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(guó)內(nèi)外對(duì)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(wèn)題，鑒于此，對(duì)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(jià)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(huì)引起煤體變形，對(duì)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(duì)于CO2-ECBM過(guò)程具有重要的工程指導(dǎo)意義。目前，許多學(xué)者對(duì)煤體滲透特性的影響因素已經(jīng)進(jìn)行了大量研究。曹樹(shù)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(duì)煤體滲透率的影響。氣體在滲流過(guò)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(duì)瓦斯解吸特性影響規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究
045000)對(duì)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(duì)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(shí)阻礙煤體中瓦斯的移動(dòng)[1]。水在進(jìn)入煤體的過(guò)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(duì)瓦斯的移動(dòng)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(duì)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(huì)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(kāi)采深度增加，瓦斯壓力增大，煤體吸附-解吸變形對(duì)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(duì)認(rèn)清深部煤體瓦斯流動(dòng)規(guī)律具有重要意義。近年來(lái)，關(guān)于煤體吸附-解吸瓦斯變形特性方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已開(kāi)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(duì)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(guò)程中的力學(xué)特征會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)煤所處的地層條件不同時(shí)，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(duì)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(duì)甲烷的吸附特性對(duì)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(duì)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(píng)價(jià)
生存在的[2]。煤體內(nèi)部的孔洞和裂隙結(jié)構(gòu)為瓦斯儲(chǔ)存和流動(dòng)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(duì)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(duì)各個(gè)因素的影響程度還未做過(guò)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(kāi)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(duì)綜采工作面對(duì)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(duì)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(dòng)態(tài)類型為依據(jù)，對(duì)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(guò)程中，存在的不平衡滑動(dòng)力是煤體開(kāi)始失穩(wěn)直至破壞的根本原因；不平衡滑動(dòng)力與煤體長(zhǎng)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(dòng)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(dòng)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(duì)端面穩(wěn)定性影響以及不同含水率煤體對(duì)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(kāi)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(duì)煤壁與端面穩(wěn)定的機(jī)理分析1.煤體強(qiáng)度變化對(duì)支承壓力分布影響的理論分析對(duì)于采場(chǎng)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(kù)侖準(zhǔn)
中國(guó)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(guó)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(guó)礦業(yè)大學(xué) 煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)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(wú)煙煤為研究對(duì)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(duì)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(dòng)載荷作用下構(gòu)造煤體動(dòng)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(shí)，爆炸應(yīng)力波傳至構(gòu)造帶分界面時(shí)的反射加強(qiáng)作用會(huì)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(huì)產(chǎn)生向深部傳播的卸載波。陳鎣等[13]通過(guò)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(gè)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(duì)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(duì)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(cè)深井動(dòng)力災(zāi)害的試驗(yàn)分析
式方法，通過(guò)監(jiān)測(cè)煤體內(nèi)部能量向外輻射的信號(hào)，監(jiān)測(cè)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(guò)檢測(cè)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(cè)法［9］，綜合區(qū)域地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件對(duì)煤層及煤層區(qū)域的動(dòng)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(dòng)力災(zāi)害機(jī)理及規(guī)律尚未清晰明確，同時(shí)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(cè)手段準(zhǔn)確率不高，防治措施的有效
- 煤與瓦斯突出過(guò)程中層裂煤體的結(jié)構(gòu)演化及破壞規(guī)律
得出：突出過(guò)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(duì)不同含水率煤體發(fā)生煤與瓦斯突出時(shí)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(guò)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(guò)高速攝像機(jī)對(duì)突出全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)突出過(guò)程煤體破裂的演化規(guī)
中國(guó)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(shí)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(shí)的煤體壓力變化速度慢比煤吸附CH4氣體時(shí)的變化速度快；實(shí)驗(yàn)同時(shí)表明，注氣驅(qū)替過(guò)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(jìng)爭(zhēng)吸附煤層氣是一種成分復(fù)雜的混合氣體
科學(xué)時(shí)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(duì)煤體進(jìn)行加載過(guò)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(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)［10］，因此，可以利用聲發(fā)射設(shè)備監(jiān)測(cè)荷載作用下煤體內(nèi)部變化情況。目前，對(duì)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(chǎng)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(jí)加載蠕變破壞分析，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際也有一定差距，缺少對(duì)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(shí),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(huì)引起爆炸應(yīng)力波對(duì)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(duì)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="syggg00" class="hl">煤體彈性潛能，在整個(gè)突出過(guò)程中，突出能量主要轉(zhuǎn)換為對(duì)突出孔洞煤體的破碎做功、噴出破碎煤體的移動(dòng)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(guò)程中的主要作用是破碎煤體和
中國(guó)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(chǎng)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(dòng)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(chǎng)螺旋式水力割煤技術(shù)與普通打鉆相比，煤體擾動(dòng)半徑、擾動(dòng)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(guó)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(kāi)采過(guò)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(duì)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(duì)提高煤層注水防治瓦斯突出機(jī)理認(rèn)識(shí)，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(jiàn)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(cè)試煤體法向應(yīng)力的試驗(yàn)研究
一個(gè)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(cè)試煤體法向應(yīng)力的大小對(duì)沖擊礦壓等煤巖動(dòng)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(cè)試煤體法向應(yīng)力的方法，該方法相對(duì)比較準(zhǔn)確可靠且實(shí)施簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)［3］，但其缺點(diǎn)也是很明顯的，例如對(duì)于軟弱煤層，以及煤體法向應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度破碎后，鉆孔過(guò)程中將產(chǎn)生鉆屑量超過(guò)極限值的現(xiàn)象，無(wú)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
- 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(jiǎn)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(shí)
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(shí)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(guò)煤體介質(zhì)的動(dòng)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(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度時(shí),則在應(yīng)力波作用下產(chǎn)生徑向位
中國(guó)煤炭 2010年3期2010-12-12