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煤与瓦斯突出发生前后煤层温度演化规律研究 认领
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作者 杨孝波 许江 +3 位作者 周斌 彭守 程亮 杨文健 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2021年第1期206-214,共9页
为研究煤与瓦斯突出发生前后煤层温度演化规律,利用多场耦合煤矿动力灾害物理模拟试验系统,开展了气-固耦合条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验,并监测了突出发生前后的煤层瓦斯压力与温度。研究表明:在突出发生之前,煤层在吸附瓦斯过程... 为研究煤与瓦斯突出发生前后煤层温度演化规律,利用多场耦合煤矿动力灾害物理模拟试验系统,开展了气-固耦合条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验,并监测了突出发生前后的煤层瓦斯压力与温度。研究表明:在突出发生之前,煤层在吸附瓦斯过程中煤体温度随着瓦斯压力的增大而逐渐升高,煤层在达到吸附平衡后,煤体温度上升了2.6℃,位于煤层中心位置处的煤体温度明显高于边缘位置处;突出发生后,距离突出口较近的断面内煤体温度会出现突降现象,断面中心位置处温度下降量明显较大,而在距离突出口较远的断面,温度变化趋势与之相反;突出过程为热力学多变过程,煤体温度降低是由游离瓦斯膨胀做功和吸附瓦斯解吸造成的,煤体温度下降量和瓦斯膨胀能随着瓦斯解吸量的增加而增大。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 煤体温度 吸附 膨胀做功 瓦斯解吸
基于热-流-固体系参数演变的煤与瓦斯突出能量演化 认领 被引量:2
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作者 许江 周斌 +4 位作者 彭守 闫发志 程亮 杨威 杨文健 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期213-222,共10页
基于气固耦合作用条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验结果,分析了突出过程中的温度-气压-应力体系演化过程,从热力系统能量守恒的思想出发,探讨了突出过程中多变指数的实时演化,并根据动态变化的多变指数推导出了多变过程中的瓦斯膨胀能... 基于气固耦合作用条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验结果,分析了突出过程中的温度-气压-应力体系演化过程,从热力系统能量守恒的思想出发,探讨了突出过程中多变指数的实时演化,并根据动态变化的多变指数推导出了多变过程中的瓦斯膨胀能的计算方法,在此基础上讨论了突出过程中的能量释放问题。研究结果表明:煤体不同区域的应力变化在突出过程中共呈现3种类型,即:初始下降—波动升降—平稳回升型、初始上升—小幅下降—平稳回升型和小幅下降—平稳回升型;煤体内瓦斯压力变化过程呈现两种类型,即:初始下降—波动升降—平稳下降型与平稳下降型;煤体温度则在突出过程中表现为单一的持续下降过程。煤体卸压区和应力集中区在突出前期为定温-定压-定熵相互转换的多变过程,突出中期为定温过程,突出后期为定温-定压相互转换多变的过程;应力升高区在突出前期为定温-定压相互转换的多变过程,突出中期至后期主要表现为定温过程;原岩应力区在突出前期为定温-定压相互转换的多变过程,突出中期至后期处于一个定温-定压-定熵相互转换的多变过程。突出过程中煤体的弹性应变能释放主要来自于应力集中区和应力升高区,煤体内各区域的弹性应变能的释放都会经历一个下降随后回升的现象,且该过程中各区域的弹性能不会一次性完全释放。突出过程中越靠近工作面区域释放的瓦斯膨胀能越大,膨胀能的释放并不是一个连续的过程,而是呈现阶段波动式,这种波动在突出后期尤为明显。根据本文的研究,在煤体物理力学性质确定的前提下,单独释放弹性应变能或瓦斯膨胀能都可以达到降低突出发生风险的目的,若同时对两者进行处理,则突出风险降低的概率更大。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 瓦斯膨胀能 应变能 多变过程 能量释放
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基于可视化数据的瓦斯突出多物理场参数演化 认领
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作者 周斌 许江 +4 位作者 彭守 闫发志 杨威 程亮 杨孝波 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1067-1076,共10页
为了充分认识煤与瓦斯突出(简称"突出")的动态演化过程,自主研发了多场耦合煤矿动力灾害物理模拟试验系统,并利用该系统开展了气-固耦合作用下的突出试验.结果表明:突出过程中煤层瓦斯压降速度对最大主应力的响应特性更好,压... 为了充分认识煤与瓦斯突出(简称"突出")的动态演化过程,自主研发了多场耦合煤矿动力灾害物理模拟试验系统,并利用该系统开展了气-固耦合作用下的突出试验.结果表明:突出过程中煤层瓦斯压降速度对最大主应力的响应特性更好,压降区自煤层底部向上扩展.煤层内的温降区自突出孔扩展,与瓦斯压力的下降过程相似.固相煤粉流的运动过程存在二次加速特征.突出前期,巷道内冲击力值较低.随着膨胀波的叠加,在巷道中部出现较强的叠加压缩波.该套试验系统能够真实再现气-固耦合作用下的突出全过程,并获得煤层及巷道内不同断面的多物理场演化云图,从而更直观地揭示突出的演化过程. 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 瓦斯压力 煤层温度 两相流 冲击力
突出过程中煤层及巷道多物理场参数动态响应 认领 被引量:1
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作者 周斌 许江 +4 位作者 彭守 闫发志 杨威 程亮 杨文健 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1385-1397,共13页
为进一步认识煤与瓦斯突出发生机理及致灾机制,运用自主研发的多场耦合煤矿动力灾害大型物理模拟试验系统,针对中国重庆水江煤业(集团)有限责任公司水江煤矿K1煤层回采工作面的实际情况,开展了预定瓦斯压力2.0 MPa下的突出过程中的煤层... 为进一步认识煤与瓦斯突出发生机理及致灾机制,运用自主研发的多场耦合煤矿动力灾害大型物理模拟试验系统,针对中国重庆水江煤业(集团)有限责任公司水江煤矿K1煤层回采工作面的实际情况,开展了预定瓦斯压力2.0 MPa下的突出过程中的煤层及巷道内的动态响应试验研究。分析了突出过程中煤层内的瓦斯压力和温度,巷道内两相流的运动形态、冲击力和温度的变化规律。结果表明:突出过程中图像信息的灰度值变化能够反应煤与瓦斯突出过程中固相煤粉流的运动情况,固相煤粉在突出过程中存在振发特性及二次加速特征;煤粉的二次加速,意味着该处能量的集中,气相曳力增加;煤层瓦斯压力下降过程中存在“壅塞”现象,表现为瓦斯压力下降过程中的阶段性起伏,且该现象是突出振发特性的本质;地应力值越大,瓦斯压力和煤体温度的下降速度越快,且温度的变化与瓦斯压力的变化存在一致性,突出过程中煤体的温度下降量可达8℃;突出启动后,巷道内前期以弱扰动为主,距工作面5044 mm才会出现较强的叠加扰动,随后,扰动呈现周期性升降,直至能量衰减至0;突出后期,虽然瓦斯膨胀能已不足以将煤体抛出孔洞,但是依然有大量瓦斯气体持续解吸,因此,突出的发展阶段还应包括后期的单相瓦斯气体的持续解吸和运移。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 瓦斯压力 煤层温度 两相流 冲击力
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不同瓦斯压力对煤与瓦斯突出两相流传播规律的影响研究 认领 被引量:1
5
作者 程亮 许江 +4 位作者 周斌 彭守 闫发志 杨孝波 杨文健 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2619-2626,共8页
为了进一步认识煤与瓦斯突出气-固两相流冲击致灾机制及其传播规律,利用自主研制的多场耦合煤矿动力灾害大型模拟试验系统,研究了不同瓦斯压力作用条件下突出气-固两相流的冲击力及其运动特征。研究结果表明:突出煤-瓦斯两相流运移过程... 为了进一步认识煤与瓦斯突出气-固两相流冲击致灾机制及其传播规律,利用自主研制的多场耦合煤矿动力灾害大型模拟试验系统,研究了不同瓦斯压力作用条件下突出气-固两相流的冲击力及其运动特征。研究结果表明:突出煤-瓦斯两相流运移过程中,巷道前端的峰值冲击力在20~50k Pa间小范围波动,冲击力大小与瓦斯压力无明显线性关系;巷道中部3944~4944 mm范围内峰值冲击力陡增;巷道末端,即4944 mm以后,峰值冲击力沿巷道呈震荡衰减的变化趋势,其平均衰减系数随瓦斯压力的增高而逐步降低。突出两相流的流型可分为悬浮流、分层流、沙丘流及栓流,煤层瓦斯压力越高,各流型体现的越明显;煤粉流运移过程中可划分为初期加速、中期衰减、后期二次加速等3个阶段;瓦斯压力条件主要影响煤粉流的运移速率以及步入二次加速阶段的运移距离;瓦斯压力越大,煤粉流运移速率越快,其到达二次加速阶段的距离越短。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 突出两相流 冲击力 形态特征 煤粉速度
叠置煤层气系统合采渗透率动态演化特征及其影响因素 认领
6
作者 彭守 贾立 +1 位作者 许江 郭世超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3501-3511,共11页
针对“叠置煤层气系统”这一煤层群地层中普遍发育的煤层气成藏模式,借助重庆大学自主研制的“叠置煤层气系统合采物理模拟实验装置”,设计Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号、Ⅳ号模拟煤层的初始气体压力分别为1.0,1.4,1.8,2.2 MPa,通过叠置含气系统煤... 针对“叠置煤层气系统”这一煤层群地层中普遍发育的煤层气成藏模式,借助重庆大学自主研制的“叠置煤层气系统合采物理模拟实验装置”,设计Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号、Ⅳ号模拟煤层的初始气体压力分别为1.0,1.4,1.8,2.2 MPa,通过叠置含气系统煤层气合采物理模拟实验,分析了合采过程中煤层渗透率动态演化特点及其影响因素。结果表明:①合采过程中模拟煤层渗透率变化曲线可分为两类,一类以渗透率先上升后下降再上升为特征,以Ⅰ号和Ⅱ号煤层为代表;另外一类以先下降后上升为特征,以Ⅲ号和Ⅳ号煤层为代表;②合采初期,渗透率差异系数变化显著,中、后期变化不明显,模拟开采结束时Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ号煤层相对于Ⅳ号煤层的渗透率差异系数分别为37.5%,26.5%和13.6%,表明合采过程中高储层压力煤层的气体倒灌进入了低储层压力煤层,产生了层间干扰,初期干扰显著,中、后期不明显,煤层受干扰程度随初始气体压力差的加大而增大;③煤层有效应力、煤体温度和煤体变形相互耦合,共同影响着模拟煤层渗透率演化规律,使得4个煤层的渗透率演化呈阶段性变化,其中Ⅳ号煤层渗透率变化影响因素在开采初期以效应力占主导地位,煤体温度和煤体应变分别在渗透率比下降至0.87和0.75时才开始对渗透率演化产生作用。 展开更多
关键词 叠置含气系统 煤层气合采 渗透率 有效应力 煤体温度 煤体变形
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基于CGAL的岩石裂隙面三维重构方法研究 认领
7
作者 彭守 吴斌 +3 位作者 许江 施若然 闫发志 吴善康 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期3450-3463,共14页
水力压裂后裂隙的几何学特征决定了裂隙岩体强度、变形行为及渗流特性。为进一步定量分析剪应力–注水压力耦合作用下砂岩裂隙面表面粗糙度、隙宽、产状和分形特征等,提出一种基于计算几何算法库(computational geometry algorithms lib... 水力压裂后裂隙的几何学特征决定了裂隙岩体强度、变形行为及渗流特性。为进一步定量分析剪应力–注水压力耦合作用下砂岩裂隙面表面粗糙度、隙宽、产状和分形特征等,提出一种基于计算几何算法库(computational geometry algorithms library,CGAL)的裂隙面三维重构方法。结合水力压裂试验后含裂隙试件CT扫描图像的灰度分布特征,优化了其预处理方法以保证三维重构的准确性,采用Delaunay细化方法重构了试验后含裂隙试件,并用随机抽样一致算法检测试件表面,实现了自动校正倾斜、统一空间位置,最终通过裁切可单独提取裂隙面,并通过裂缝沟通体积、裂缝沟通面积和分形维数对其进行了量化表征。结果表明,基于CGAL三维重构后的裂隙模型可再现砂岩试样在剪应力–注水压力耦合作用下内部裂隙的发育特征,为岩石裂隙面几何特征的量化表征及裂隙面渗流特性数值模拟研究提供了基础。 展开更多
关键词 岩石力学 CT 裂隙面 三维重构 计算几何算法库 Delaunay细化
突出过程中煤–瓦斯两相流运移的物理模拟研究 认领 被引量:3
8
作者 许江 程亮 +3 位作者 周斌 彭守 杨孝波 杨文 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1945-1953,共9页
为了探讨煤与瓦斯突出过程中的煤–瓦斯两相流冲击破坏动力学行为,利用自主研发的多场耦合煤矿动力灾害大型物理模拟试验系统开展了突出过程中煤–瓦斯两相流运移规律物理模拟试验研究。结果表明:突出煤粉在高速气流作用下自工作面抛出... 为了探讨煤与瓦斯突出过程中的煤–瓦斯两相流冲击破坏动力学行为,利用自主研发的多场耦合煤矿动力灾害大型物理模拟试验系统开展了突出过程中煤–瓦斯两相流运移规律物理模拟试验研究。结果表明:突出煤粉在高速气流作用下自工作面抛出,呈射流状,随着距离的增加,固相流扩散为栓塞流,沉降量随之增大,从而主要聚集在巷道末端;试验相对突出强度为10%,突出煤粉中绝大部分为粒径小于0.150 mm的煤粉,煤体破碎程度较高;突出启动后,高压气流携带大量煤粉从煤层中喷射而出,形成较强的冲击力,近突出口区域冲击力反复升降,表明突出过程具有阵发性;煤–瓦斯两相流运移过程中瓦斯完全膨胀形成冲击力陡增区,冲击力沿巷道呈波动式分布,距突出口4 944 mm处峰值冲击力最大,随后沿巷道呈震荡衰减变化趋势。 展开更多
关键词 岩石力学 煤与瓦斯突出 煤–瓦斯两相流 冲击力 分选特性
钻孔数量对瓦斯抽采量及抽采时间的影响 认领 被引量:5
9
作者 张超林 许江 +2 位作者 彭守 张小蕾 刘晓瑞 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期287-294,共8页
基于自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统升级改造了顺层钻孔瓦斯抽采系统,开展了不同钻孔数量条件下顺层钻孔瓦斯抽采物理模拟试验,探讨了瓦斯抽采量(瞬时流量、累积流量)和抽采时间的演化规律.结果表明:当钻孔数量由1个增加... 基于自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统升级改造了顺层钻孔瓦斯抽采系统,开展了不同钻孔数量条件下顺层钻孔瓦斯抽采物理模拟试验,探讨了瓦斯抽采量(瞬时流量、累积流量)和抽采时间的演化规律.结果表明:当钻孔数量由1个增加到2,3和4个时,单钻孔累积流量约下降至原来的0.60,0.45和0.35倍.不同钻孔数量抽采时,瞬时流量曲线出现交叉现象,即抽采前期钻孔数量越多瞬时流量越大,中后期逐渐变化为钻孔数量越多瞬时流量越小.累积流量随钻孔数量的增加呈对数函数增加,钻孔数量越多,其增加效果越不明显.抽采时间随钻孔数量的增加呈幂函数降低,钻孔数量越多,其下降效果越不明显. 展开更多
关键词 瓦斯抽采 钻孔数量 瞬时流量 累积流量 抽采时间
突出过程中煤层瓦斯压力与温度演化规律研究 认领 被引量:6
10
作者 许江 杨孝波 +3 位作者 周斌 彭守 程亮 闫发志 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1177-1187,共11页
为进一步认识煤与瓦斯突出发生机理,开展了气-固耦合条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验,并监测了突出过程中煤层瓦斯压力与温度.结果表明:突出过程中煤层压降区近似以突出口为中心的圆弧型向煤层深部扩展;突出口附近煤体在地应力作用下... 为进一步认识煤与瓦斯突出发生机理,开展了气-固耦合条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验,并监测了突出过程中煤层瓦斯压力与温度.结果表明:突出过程中煤层压降区近似以突出口为中心的圆弧型向煤层深部扩展;突出口附近煤体在地应力作用下受到拉伸破坏,瓦斯的存在加速了该破坏过程,同时使煤体内瓦斯压力下降速度最快,达1.5 MPa/s;突出过程中煤体温度下降是由瓦斯膨胀做功和解吸造成的,观察期内,煤体温度最大下降量达8.29 K;突出过程是一个热力多变过程,突出过程中瓦斯膨胀做功随着煤体内温度变化量的增加而增大,参与膨胀做功的瓦斯气体量也随之增加. 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 瓦斯压力 煤体温度 膨胀做功 多变过程
不同降雨强度下滑坡表面冲蚀体积试验 认领
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作者 彭守 吴善康 +1 位作者 许江 刘义鑫 《重庆大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期105-112,共8页
在山区,降雨导致的土壤冲蚀是产生堆积物、改变地貌地形的主要因素。其过程复杂并且受如降雨强度、地表粗糙度等多种因素影响。为研究不同降雨强度条件下降雨对滑坡表面冲蚀的体积指标特性,采用实验室模拟降雨试验平台进行实验,Golden S... 在山区,降雨导致的土壤冲蚀是产生堆积物、改变地貌地形的主要因素。其过程复杂并且受如降雨强度、地表粗糙度等多种因素影响。为研究不同降雨强度条件下降雨对滑坡表面冲蚀的体积指标特性,采用实验室模拟降雨试验平台进行实验,Golden Surfer软件直接读取堆积体体积、3D模拟模型研究降雨与输出数量关系等方法,再现了以体积量直接输出的堆积物与降雨之间的关系。结果表明:降雨过程中,坡体深部土壤体积含水率变化较小,浅层土壤孔隙水压与含水率变化较大;降雨初期,降雨入渗有效提高表层孔隙水压力,地表径流小,带沙能力弱;随降雨时间增加,地表径流强度增加是提高水流冲刷力的主要因素,累计冲蚀堆积体体积随降雨强度增加而增大,但是增速减小,其主要原因是降雨后期,地表形成冲刷沟壑,累计冲蚀堆积体体积受地表粗糙程度限制;通过对降雨时间、降雨强度以及冲蚀堆积体体积进行三维拟合,发现三者幂函数曲线的拟合较好。 展开更多
关键词 降雨强度 体积含水率 孔隙水压力 冲蚀堆积体 三维模拟 模型试验
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采动诱导应力集中对顺层钻孔瓦斯抽采影响的试验研究 认领
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作者 彭守 郭世超 +3 位作者 许江 郭臣业 张超林 贾立 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期99-108,共10页
利用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,开展受采动影响导致工作面前方不同应力分布条件下的顺层钻孔瓦斯抽采物理模拟试验,对抽采过程中卸压区、应力集中区和原始应力区的煤层瓦斯压力、钻孔抽采流量、应力敏感系数和无因... 利用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,开展受采动影响导致工作面前方不同应力分布条件下的顺层钻孔瓦斯抽采物理模拟试验,对抽采过程中卸压区、应力集中区和原始应力区的煤层瓦斯压力、钻孔抽采流量、应力敏感系数和无因次渗透率等参数演化规律进行分析。试验结果表明,(1)在瓦斯抽采过程中钻孔周围瓦斯压力下降速率先快后慢,越靠近钻孔的瓦斯压力等压线越为密集,瓦斯流速越大,钻孔周围瓦斯压力梯度先增大后减小;(2)随着采动应力集中系数增大,煤层渗透率降低,瓦斯抽采流量减小,其中采动应力水平最大的应力集中1区瓦斯抽采流量最小,而应力水平最小的卸压区抽采流量最大;(3)应力集中区的应力敏感系数高于卸压区和原始应力区,而该区域无因次渗透率下降速率最慢。 展开更多
关键词 煤层 瓦斯抽采(CBM) 采动应力 瓦斯压力 抽采流量
水力冲孔卸压增透物理模拟试验及效果评价 认领 被引量:9
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作者 陶云奇 张超林 +2 位作者 许江 彭守 冯丹 《重庆大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期69-77,共9页
水力冲孔技术是应用最广泛的卸压增透措施之一,在松软低透气性煤层取得较好效果。利用自主研发的水力冲孔试验装置开展了水力冲孔试验研究,同时在水力冲孔前后分别进行一次瓦斯抽采试验,基于瓦斯抽采情况评价水力冲孔增透效果。研究结... 水力冲孔技术是应用最广泛的卸压增透措施之一,在松软低透气性煤层取得较好效果。利用自主研发的水力冲孔试验装置开展了水力冲孔试验研究,同时在水力冲孔前后分别进行一次瓦斯抽采试验,基于瓦斯抽采情况评价水力冲孔增透效果。研究结果表明:同一位置的气体压力在水力冲孔后下降更快,靠近冲孔位置的区域受影响较大,而远处区域受影响较小,且增透效果在抽采一段时间后才会显现;为了定量评价水力冲孔的增透效果,基于瓦斯压力定义并推导了等效抽采半径和有效抽采时间两个参数,通过计算得出:通过水力冲孔技术,等效抽采半径增加至原来的1.7倍,而有效抽采时间降低为原来的56%,说明水力冲孔能有效增大煤层透气性,并提高抽采效率。同时发现水力冲孔后气体压力梯度较小,说明水力冲孔是通过促进冲孔附近煤层孔裂隙发育进而降低瓦斯运移阻力从而实现增透效果,因此如何持续、高效地提高煤层孔裂隙发育是水力冲孔技术的关键所在。 展开更多
关键词 水力冲孔 瓦斯抽采 等效抽采半径 有效抽采时间 煤层
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煤与瓦斯突出脉动式发展过程的试验研究 认领 被引量:6
14
作者 许江 耿加波 +3 位作者 彭守 袁梅 张超林 罗小航 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期145-154,共10页
为进一步认识煤与瓦斯突出发展机理,开展了不同应力集中系数条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验,并监测了突出过程两相流冲击力、突出孔洞内气压及煤体声发射信号.结果表明:突出发展过程存在主要脉动及伴生脉动现象,单次突出过程前者会... 为进一步认识煤与瓦斯突出发展机理,开展了不同应力集中系数条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验,并监测了突出过程两相流冲击力、突出孔洞内气压及煤体声发射信号.结果表明:突出发展过程存在主要脉动及伴生脉动现象,单次突出过程前者会发生5~6次,每一主要脉动后又会发生2~3次伴生脉动现象.随突出发展进程增加,各主要脉动阶段内的气压变化量和冲击力均值呈减小趋势,煤体声发射累计能量则在减小后有所回升,回升量最大可达60%左右.试验中,瓦斯突出的发展过程始终伴随了煤体的粉化破坏和层裂破坏,前者持续发生,后者具有间歇性. 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 脉动式 冲击力 声发射
多层叠置煤层气系统合采方式及其优化 认领 被引量:7
15
作者 许江 张超林 +3 位作者 彭守 贾立 郭世超 李奇贤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1677-1686,共10页
针对"多层叠置煤层气系统"这一特殊煤层气成藏模式,自主研发了多层叠置煤层气系统合采试验装置,并取得:(1)开展了储层气压分别为1.0,1.4,1.8和2.2 MPa条件下4层叠置煤层气系统常规合采试验,发现在合采过程中,气体由高气压煤层通过... 针对"多层叠置煤层气系统"这一特殊煤层气成藏模式,自主研发了多层叠置煤层气系统合采试验装置,并取得:(1)开展了储层气压分别为1.0,1.4,1.8和2.2 MPa条件下4层叠置煤层气系统常规合采试验,发现在合采过程中,气体由高气压煤层通过合采井筒流向低气压煤层,抑制了低气压煤层气体的产出,不利于煤层气的合采;(2)通过优化不同煤层产气时间开展了递进合采试验,有效避免不同煤层之间发生气体倒灌现象,使得最低储层气压煤层采收率和整体采收率分别提高了6.5%和1.3%;(3)递进合采能降低高储层气压煤层产能贡献率同时提高低储层气压煤层产能贡献率,使得产能分配更加合理;(4)叠置煤层整体差异系数呈先升后降的变化趋势,表明优化前后两种合采方式差异随着合采的进行处于动态变化之中,在合采中期达到最大,在合采后期略有下降。 展开更多
关键词 多层叠置煤层气系统 合采 产能贡献率 采收率 差异系数
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顶板虚拟储层水力压裂物理模拟试验 认领 被引量:2
16
作者 马耕 冯丹 +2 位作者 陶云奇 许江 彭守 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第2期1-4,共4页
针对单一低渗松软煤层,采取顶板虚拟储层水力压裂的方式可实现煤层增透。利用多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,开展了顶板虚拟储层水力压裂物理模拟试验。试验结果表明:通过在顶板及煤层中布置压力传感器,可以较好地监测水力压裂... 针对单一低渗松软煤层,采取顶板虚拟储层水力压裂的方式可实现煤层增透。利用多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,开展了顶板虚拟储层水力压裂物理模拟试验。试验结果表明:通过在顶板及煤层中布置压力传感器,可以较好地监测水力压裂过程中煤层及顶板虚拟储层中裂缝的开裂扩展演化过程;顶板虚拟储层水力压裂一方面对煤层产生卸压作用,另一方面压裂裂缝沿钻孔向煤层方向扩展并形成裂隙缝网,煤层瓦斯可通过裂隙缝网扩展至顶板虚拟储层钻孔,增加了瓦斯渗流通道,有效提高了煤层瓦斯抽采效率。 展开更多
关键词 顶板 虚拟储层 水力压裂 裂缝 物理模拟 煤层增透 瓦斯渗流
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基于Matlab的煤与瓦斯突出过程气压可视化研究 认领 被引量:1
17
作者 许江 罗小航 +2 位作者 张超林 彭守 耿加波 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第6期1-4,共4页
为了实现煤与瓦斯突出过程中气压可视化分析,利用自主研发的多场耦合煤矿动力灾害大型模拟试验系统开展了煤与瓦斯突出物理模拟试验研究,同时编写Matlab数据可视化程序,得到突出过程中断面内轴线及断面气压时空分布形态,分析结果如下:... 为了实现煤与瓦斯突出过程中气压可视化分析,利用自主研发的多场耦合煤矿动力灾害大型模拟试验系统开展了煤与瓦斯突出物理模拟试验研究,同时编写Matlab数据可视化程序,得到突出过程中断面内轴线及断面气压时空分布形态,分析结果如下:突出发生后,靠近突出口附近煤体内气压最先开始下降,远处煤体内气压下降时间依次滞后;不同断面内横纵轴线气压随着突出的发展均呈现对称分布,且突出口中轴线位置对应气压下降速率快于两侧气压下降速率;断面内气压近似呈漏斗状分布,对应投影气压云图呈圆环形分布,在一定程度上验证了突出的"球壳失稳"假说。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 MATLAB 气压 可视化 物理模拟
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煤与瓦斯突出物理模拟实验研究进展及展望 认领 被引量:6
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作者 张超林 许江 +1 位作者 彭守 耿加波 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期28-34,共7页
煤与瓦斯突出严重威胁着煤矿的安全生产,由于现场煤与瓦斯突出具有突发性和危险性,因此物理模拟实验手段引起世界各主要产煤国的关注。查阅相关文献,对我国近三十年来煤与瓦斯突出物理模拟实验研究进展进行梳理,发现突出实验研究由一维... 煤与瓦斯突出严重威胁着煤矿的安全生产,由于现场煤与瓦斯突出具有突发性和危险性,因此物理模拟实验手段引起世界各主要产煤国的关注。查阅相关文献,对我国近三十年来煤与瓦斯突出物理模拟实验研究进展进行梳理,发现突出实验研究由一维受力、单一场、小尺度向多维多场多尺度过渡,实验装置整体性能得到极大提高。然而目前对于突出机理的认识仍然停留在定性解释的假说阶段,针对目前突出实验特点及其不足提出若干建议,以期通过突出实验探究其物理本质,从而形成突出危险性定量评价体系和突出理论判据,为现场煤与瓦斯突出的预测与防治奠定坚实的理论基础。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 物理模拟 实验研究 多尺度 地应力
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重庆市CO2捕集利用与封存技术发展路线图 认领
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作者 张超林 许江 彭守 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期331-335,共5页
重庆作为中国西南地区唯一直辖市,同时也是第一批低碳试点省市,在高速发展经济的同时面临着巨大的减排压力,能源消费总量由2000年的2 411万t标准煤增加到2014年的7 694万t标准煤,15年内年均增长率为8.64%。通过调查发现:重庆市2014年不... 重庆作为中国西南地区唯一直辖市,同时也是第一批低碳试点省市,在高速发展经济的同时面临着巨大的减排压力,能源消费总量由2000年的2 411万t标准煤增加到2014年的7 694万t标准煤,15年内年均增长率为8.64%。通过调查发现:重庆市2014年不同行业CO2年排放量大于0.1 Mt的集中排放源共41个,年排放总量为57.27 Mt,其中水泥行业排放量比重最大,为56.6%,这也是重庆的特色所在;重庆市CCUS减排潜力总量为17.74亿t,其中枯竭气田封存潜力最大,达9.38亿t。综合重庆市目前的碳排放及CO2封存容量情况,初步制定重庆市CCUS技术发展路线图,总体愿景是到2030年,实现水泥、火电行业排放CO2在天然气田的商业化应用,为重庆应对气候变化提供技术可行和经济可承受的技术选择。 展开更多
关键词 重庆市 碳排放 能源 二氧化碳捕集利用与封存 路线图
不同围压下岩石广义应力松弛特性试验研究 认领 被引量:2
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作者 许江 马天宇 +4 位作者 大久保诚介 彭守 汤杨 陈灿灿 王哲 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2017年第S2期57-66,共10页
实际工程中有些岩体发生的流变性既不是纯蠕变又不是纯应力松弛,表现为应力和应变同时发生变化。利用可视化三轴压缩伺服控制试验系统,研究了不同围压条件下岩石的广义应力松弛特性,试验结果表明,岩石存在应变及应力同时增大、应变增大... 实际工程中有些岩体发生的流变性既不是纯蠕变又不是纯应力松弛,表现为应力和应变同时发生变化。利用可视化三轴压缩伺服控制试验系统,研究了不同围压条件下岩石的广义应力松弛特性,试验结果表明,岩石存在应变及应力同时增大、应变增大而应力减小、应变及应力都减小的情况,岩石蠕变和应力松弛行为属于岩石广义应力松弛现象的特例;在不同情况下的广义应力松弛过程中围压对岩石广义应力松弛特性的影响不甚相同,岩石轴向应变增大时围压越高岩石试件轴向变形越困难,岩石应变减小时围压越高岩石试件变形越明显。采用广义应力松弛试验方法,开展单轴及三轴压缩荷载作用下岩石广义应力松弛试验研究,对不同情况下岩石广义应力松弛特性的围压效应进行对比分析,以期对后期开展更深入的三轴广义应力松弛试验研究具有一定的指导和借鉴意义。 展开更多
关键词 田下凝灰岩 广义应力松弛 三轴试验 围压效应
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