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温度和应力对砂岩渗透率影响规律研究 预览
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作者 李学成 冯增朝 +3 位作者 郭纪哲 梁源凯 白骏 王辰 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期96-100,共5页
岩石的渗透率反映了其通过流体的能力,为了解决砂岩气、页岩气等油气藏开采过程中储层岩石渗透率低,资源开采量少的问题,在太原理工大学自主研发的高温高压真三轴试验机上,模拟研究了页岩气藏储层砂岩在地下深部实际高压状态,探究了真... 岩石的渗透率反映了其通过流体的能力,为了解决砂岩气、页岩气等油气藏开采过程中储层岩石渗透率低,资源开采量少的问题,在太原理工大学自主研发的高温高压真三轴试验机上,模拟研究了页岩气藏储层砂岩在地下深部实际高压状态,探究了真三轴试验状态下砂岩在100~400 ℃下的渗透率演化规律。研究结果表明:砂岩的渗透率在100~280 ℃内的渗透率变化为缓慢下降,渗透率为10 -16 ~10 -17 m^2 数量级,渗透率在阈值温度280 ℃后,砂岩渗透率增大数倍到数10倍,最高增幅达46倍,在温度340 ℃后渗透率趋于平稳,处于10 -15 m ^2 数量级。同时也表明岩石的应力状态对渗透率有直接的影响,相同围压条件下的砂岩,最大主应力大多试件其最大主应力方向上的渗透率在阈值温度前后的增幅越大。 展开更多
关键词 渗透率 砂岩 高温真三轴 热破裂
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深井沿空掘巷护巷煤柱相似模拟实验研究
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作者 孙淼 孙泽东 《煤炭技术》 CAS 2019年第8期24-26,共3页
针对潞安集团余吾煤业S2106工作面沿空护巷煤柱,其注浆前后的效果对巷道围岩稳定性的影响,采用相似模拟原理和方法,对注浆前后的煤柱进行相似模拟研究。通过对煤柱的整体形态及巷道围岩稳定性等特征对比分析,实验表明,注浆加固后的煤柱... 针对潞安集团余吾煤业S2106工作面沿空护巷煤柱,其注浆前后的效果对巷道围岩稳定性的影响,采用相似模拟原理和方法,对注浆前后的煤柱进行相似模拟研究。通过对煤柱的整体形态及巷道围岩稳定性等特征对比分析,实验表明,注浆加固后的煤柱对巷道围岩变形控制效果明显,能够满足工作面回采要求。 展开更多
关键词 相似模拟 沿空护巷煤柱 注浆加固 围岩变形
煤岩流体电动力学研究进展
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作者 郭俊庆 康天合 +4 位作者 康健婷 张惠轩 柴肇云 张彬 张晓雨 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期511-526,共16页
煤岩流体电动作用在地下资源开采中的工程应用逐渐增多,如强化油气采收、井巷软岩加固和矿山导流增注等。但是工程设计与参数选取的盲目性折射出该方面理论的滞后。从介质运移特性、宏观物性和结构变化3个方面综述煤岩流体电动作用的研... 煤岩流体电动作用在地下资源开采中的工程应用逐渐增多,如强化油气采收、井巷软岩加固和矿山导流增注等。但是工程设计与参数选取的盲目性折射出该方面理论的滞后。从介质运移特性、宏观物性和结构变化3个方面综述煤岩流体电动作用的研究进展,指出新形势下存在的主要问题:介质传输过程不清晰、多场耦合规律未开展、宏观物性的微结构响应机制不明确、表面吸附流体的界面调控理念未形成,阐明煤岩流体电动作用的理论基础——双电层理论。在此基础上,提出煤岩流体电动力学的概念,即煤岩气液离子等多相介质在电场作用下的运动规律及其与外界的相互作用,构建以双电层理论为核心、以'电渗、电泳与电迁移'等电动特性为内含、以外界物化场为环境的理论框架,凝练煤岩流体电动力学理论的5个主要研究方向,阐述4个关键技术。该理论适用于比表面积较大的煤岩多孔介质,如煤、页岩、泥岩等,为地下尤其是深部资源开采中涉及固液气运移的问题解决(如煤层注水困难、煤粉堵塞伤害、瓦斯解吸缓慢、膨胀软岩支护困难、胶体充填排水缓慢、煤矸石重金属污染等)提供了一种新的行之有效的方法和科学指导,也为深部地电场作用下煤岩流体动力灾害的发生机制揭示提供了新的思路。 展开更多
关键词 岩石力学 煤岩流体电动力学 地电场 电渗 电泳 电迁移 深部开采
滑脱系数动态变化对煤层气运移的影响
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作者 李立功 康天合 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第5期1-6,共6页
煤层气在低渗透性煤层渗流时受滑脱效应影响显著,目前的煤层气渗流模型大都将滑脱系数视为常数,然而在煤层气抽采时受有效应力和煤基质收缩效应影响,滑脱系数是动态变化的。据此,建立考虑动态滑脱系数的煤层气渗流模型,并采用有限元数... 煤层气在低渗透性煤层渗流时受滑脱效应影响显著,目前的煤层气渗流模型大都将滑脱系数视为常数,然而在煤层气抽采时受有效应力和煤基质收缩效应影响,滑脱系数是动态变化的。据此,建立考虑动态滑脱系数的煤层气渗流模型,并采用有限元数值软件进行模拟分析;研究考虑动态滑脱效应后煤储层渗透率和滑脱系数随抽采时间变化规律;比较考虑动态滑脱系数与固定初始滑脱系数时,煤储层孔隙压力变化差异。研究结果表明:随着抽采时间的增加,滑脱系数先增大后减小,渗透率先减小后增大;考虑动态滑脱效应时,抽采30 d后煤储层各处的孔隙压力降低幅度较不考虑时均有所减小,且初始渗透率越低两者的差距越大。 展开更多
关键词 煤层气 动态滑脱系数 孔隙压力 渗流模型 数值模拟
超临界CO2驱替瓦斯的试验研究
5
作者 张琦 陈新国 姚振东 《煤炭技术》 2018年第1期160-162,共3页
对常规CO2和超临界CO2驱替瓦斯的效率进行了试验研究,得到了不同温度下CO2驱替效率的变化特征。研究表明CO2驱替瓦斯的效率随温度升高呈对数关系增长,当温度超过60qc时,常规CO2的驱替效率才会超过50%;而同样温度下,超临界CO2的驱... 对常规CO2和超临界CO2驱替瓦斯的效率进行了试验研究,得到了不同温度下CO2驱替效率的变化特征。研究表明CO2驱替瓦斯的效率随温度升高呈对数关系增长,当温度超过60qc时,常规CO2的驱替效率才会超过50%;而同样温度下,超临界CO2的驱替效率要提高20%以上,由此充分证明了超临界CO2驱替瓦斯的可行性和高效性,从而为我国煤层气行业的发展和产业的创新提供一定的经济基础。 展开更多
关键词 驱替 超临界CO2 对数关系 煤层气
不同温度应力下煤体蠕变中的渗流规律研究
6
作者 蔡婷婷 冯增朝 +3 位作者 姜玉龙 赵东 周动 张小强 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第A02期3898-3904,共7页
煤层渗透性是决定煤层气开采效果的关键因素。在煤层气开采周期中,长期温度场及应力场作用使得煤体内渗流通道也不断发生演化。对不同温度应力下煤体蠕变过程中的渗流演化规律展开研究,结果表明,不同温度下分级蠕变过程中,各试样的渗流... 煤层渗透性是决定煤层气开采效果的关键因素。在煤层气开采周期中,长期温度场及应力场作用使得煤体内渗流通道也不断发生演化。对不同温度应力下煤体蠕变过程中的渗流演化规律展开研究,结果表明,不同温度下分级蠕变过程中,各试样的渗流演化基本经历3个蠕变变形阶段:蠕变起始应力阈值前的压密硬化阶段、体积压缩的蠕变变形阶段和体积膨胀的蠕变变形阶段;试样渗透率表现为先逐渐降低再增加的趋势,且试样渗透率演化与体积时效变形存在较好一致性。温度升高,有助于煤体蠕变变形的发生,煤体蠕变的起始应力阈值减小,极限破坏强度降低,煤体渗透率由降低到升高的转折点应力值减小。温度较高时,煤体蠕变对渗透率降低的影响较大,煤体渗透率损失最大可达40.35%。研究结果可为煤层气的有效开采提供理论支持。 展开更多
关键词 岩石力学 温度 应力 蠕变 渗流
工作面长度对覆岩空间结构演化及大采高采场矿压规律的影响 被引量:4
7
作者 刘畅 刘正和 +3 位作者 张俊文 杨增强 蔡震川 李玉琳 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第2期691-698,共8页
工作面长度的增加是导致采场矿压强度增加的原因之一。通过相似模拟试验证明了覆岩能破断成梯形台形态,并指出了梯形台形成机制及梯形台的参数计算原理。利用梯形台分析了工作面长度对覆岩破断规律的影响,指出了梯形台与关键层理论的... 工作面长度的增加是导致采场矿压强度增加的原因之一。通过相似模拟试验证明了覆岩能破断成梯形台形态,并指出了梯形台形成机制及梯形台的参数计算原理。利用梯形台分析了工作面长度对覆岩破断规律的影响,指出了梯形台与关键层理论的关系。基于薄板理论推导了岩层破断步距的计算公式,分析了工作面长度对梯形台空间结构演化及采场矿压显现特征的影响。结果表明:由于覆岩按梯形台破断,工作面长度较短时,加载层厚度较小,来压强度小。对比研究了赵庄2号井1305大采高工作面(工作面长度为85 m)和1302大采高工作面(工作面长度为180 m)矿压特征。结果表明:1305工作面基于梯形台和薄板理论进行选型计算,支架计算工作阻力为4 738 kN,现场选用额定阻力5 500 kN能够满足顶板控制的要求;1302工作面基于梁理论进行选型计算,支架计算工作阻力为7 623 kN,现场需选用额定阻力7 800 kN才能满足顶板控制的要求。 展开更多
关键词 工作面长度 薄板理论 空间结构 支架工作阻力
粉煤灰膏体充填材料水化动力过程与水化机制
8
作者 尹博 康天合 +2 位作者 康健婷 陈月娟 毋林林 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第A02期4384-4394,共11页
明确粉煤灰膏体充填材料的水化动力学特性及胶结过程演变机制,有助于剖析充填材料早期强度低、变形量大及泌水严重等缺陷存在的原因,进而为科学调控充填材料结构形成过程和合理制定充填工艺参数提供指导。本文采用TAMAir等温微量热仪测... 明确粉煤灰膏体充填材料的水化动力学特性及胶结过程演变机制,有助于剖析充填材料早期强度低、变形量大及泌水严重等缺陷存在的原因,进而为科学调控充填材料结构形成过程和合理制定充填工艺参数提供指导。本文采用TAMAir等温微量热仪测定充填材料的水化放热速率和放热量,基于Krstulovic-Dabic水化动力学模型,计算充填材料的水化动力学参数,对水化动力过程各阶段的变化特征进行分析。利用水泥水化建模软件模拟了充填材料在不同水化程度下的水化过程,并对水化机制作进一步解释。结果表明:充填材料水化动力过程可通过结晶成核与晶体成长(NG)、相边界反应(I)和扩散(D)进行描述。水化初期NG过程控制水化反应的进程,随着水化程度的提高逐渐转变为由I过程和D过程控制。与纯水泥水化动力过程变化特征相比,充填材料水化动力过程的转变则需要更高的水化反应程度。水化过程模拟结果为描述和探讨粉煤灰充填材料的水化特征与微结构演变提供了有益参考。通过对粉煤灰膏体充填材料水化机制的研究,揭示了充填材料结构及其形成过程的一般规律。 展开更多
关键词 采矿工程 粉煤灰膏体充填材料 水化放热速率 水化动力学 水化机制
基于液气相变吸热的深井掘进工作面降温数值模拟
9
作者 张连昆 康天合 +3 位作者 谢耀社 王月芳 董宏斌 董再田 《煤矿安全》 北大核心 2018年第3期182-186,共5页
在总结国内外矿井热害控制研究的基础上,针对深部高温矿井掘进工作面范围小、人员少、需冷量少,但热害严重的特点,提出了方便可行的液气相变吸热降温方法。运用数值模拟软件ANSYS FLUENT进行了液气相变吸热控制掘进面温度的数值模拟研... 在总结国内外矿井热害控制研究的基础上,针对深部高温矿井掘进工作面范围小、人员少、需冷量少,但热害严重的特点,提出了方便可行的液气相变吸热降温方法。运用数值模拟软件ANSYS FLUENT进行了液气相变吸热控制掘进面温度的数值模拟研究。结果表明:掘进工作面温度T随喷射时间t的增加呈负对数规律T=-aln(t)+b降低,随喷射液滴直径d的减小呈对数规律T=aln(d)+b降低,随喷射流量Q的增大呈线性规律T=-a Q+b降低。 展开更多
关键词 深井 掘进工作面 降温 液气相变 数值模拟
磁控溅射制备的Au-TiO2纳米棒阵列的光降解研究 被引量:1
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作者 孔少奇 宋选民 +2 位作者 孙泽东 张纯旺 严国超 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2018年第4期1113-1118,共6页
通过磁控溅射制备了对齐的Au-TiO2纳米棒阵列,Au-TiO2纳米棒的制备通过直流反应磁控溅射法在室温中进行,之后在500℃的空气中热处理2 h,热处理导致Au-TiO2纳米棒的Au纳米粒子嵌入到锐钛矿相TiO2纳米棒中,与传统方法制备的纯TiO2纳米棒相... 通过磁控溅射制备了对齐的Au-TiO2纳米棒阵列,Au-TiO2纳米棒的制备通过直流反应磁控溅射法在室温中进行,之后在500℃的空气中热处理2 h,热处理导致Au-TiO2纳米棒的Au纳米粒子嵌入到锐钛矿相TiO2纳米棒中,与传统方法制备的纯TiO2纳米棒相比,这些Au-TiO2纳米棒表现出较低的光致发光强度和较高的光吸收性,并且对可见光反应强烈。TiO2纳米棒中的Au纳米颗粒能够抑制电荷复合。 展开更多
关键词 Au-TiO2纳米棒 光降解 磁控溅射 光致发光强度
综放工作面端面顶板稳定性控制研究
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作者 牟秀超 张百胜 +3 位作者 杨永康 王夏南 金力波 康立勋 《煤矿安全》 北大核心 2018年第7期43-47,共5页
针对综放工作面过地质破碎带时极易出现煤壁片帮、架前冒落等生产难题,结合某矿实际地质条件,根据顶板特点构建了端面顶板冒落拱结构力学模型和"梁"结构力学分析模型,得到端面顶板最大冒落高度和注浆加固顶板厚度h的计算公式。通过UDE... 针对综放工作面过地质破碎带时极易出现煤壁片帮、架前冒落等生产难题,结合某矿实际地质条件,根据顶板特点构建了端面顶板冒落拱结构力学模型和"梁"结构力学分析模型,得到端面顶板最大冒落高度和注浆加固顶板厚度h的计算公式。通过UDEC数值模拟研究,地质破碎带发育至煤层时,单纯考虑加固顶板不能有效控制端面顶板稳定。可通过煤壁注浆加固提高煤壁的强度,煤壁注浆后强度不宜低于1.5 MPa;顶板注浆加固厚度不宜小于2 m。 展开更多
关键词 综放工作面 地质破碎带 片帮 冒顶 注浆加固
基于硬化-损伤机制的贫煤蠕变本构模型研究
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作者 蔡婷婷 冯增朝 +1 位作者 赵东 姜玉龙 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第S1期61-68,共8页
岩石蠕变是其内部硬化效应和损伤效应共同作用演化的结果。通过分级加载下贫煤单轴压缩蠕变试验,基于试验中瞬时弹性模量增大和黏滞系数减小的现象,分析贫煤蠕变中的硬化-损伤机制。结果表明,较低应力下煤样的变形仅为瞬时应变,煤样仅... 岩石蠕变是其内部硬化效应和损伤效应共同作用演化的结果。通过分级加载下贫煤单轴压缩蠕变试验,基于试验中瞬时弹性模量增大和黏滞系数减小的现象,分析贫煤蠕变中的硬化-损伤机制。结果表明,较低应力下煤样的变形仅为瞬时应变,煤样仅有硬化效应;当应力达到蠕变起始应力阈值时煤样逐渐出现损伤,次生裂纹出现并扩展,硬化效应与损伤效应共同作用下煤样表现出衰减蠕变和稳定蠕变特征。长期蠕变过程中煤样强度经历先硬化再弱化的过程,最终因累计损伤过大而失稳破坏,依据各级应力下煤样的变形特征,构建了符合其变形规律的黏弹塑性组合模型,并引入了硬化函数和损伤函数,推导得到其蠕变本构方程。采用该模型描述分级加载下贫煤单轴压缩蠕变变形曲线,试验曲线和模型曲线吻合良好。该模型元件简单,物理意义明确,能很好地反映贫煤单轴压缩下的硬化–损伤蠕变特性。 展开更多
关键词 蠕变 硬化 损伤 本构模型
冲沟地貌间隔式煤柱下采动应力传播规律研究
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作者 朱德福 屠世浩 +2 位作者 屠洪盛 李向阳 梁宁宁 《采矿与安全工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期701-707,共7页
以陕西南梁煤矿2^-2煤层间隔式采空区下回采3^-1煤层为工程背景,现场调研总结间隔式回采工作面地表沉降情况,结合数值计算方法判断间隔式煤柱、采空区状态,确定间隔式煤柱上覆载荷大小及分布规律与冲沟参数之间的函数关系。采用弹性力... 以陕西南梁煤矿2^-2煤层间隔式采空区下回采3^-1煤层为工程背景,现场调研总结间隔式回采工作面地表沉降情况,结合数值计算方法判断间隔式煤柱、采空区状态,确定间隔式煤柱上覆载荷大小及分布规律与冲沟参数之间的函数关系。采用弹性力学半平面无限体理论结合间隔式煤柱上覆载荷、岩性、回采工艺等参数推导单一间隔式煤柱下方应力分布函数,通过坐标系转换得组合煤柱下方集中应力传播规律,利用数学软件绘制各应力分量等值线分布图。分析应力分布规律:垂直方向集中应力在底板中分布变化趋势与冲沟坡向一致;随深度增加,集中应力减小,等值线倾斜程度增大。分析下组煤层背沟过间隔式煤柱工作面顶板压力变化规律:"沟底→煤柱Ⅰ→煤柱Ⅲ"顶板压力先增大后减小,以间隔式煤柱下30107工作面为例验证理论并分析其矿压规律。此研究为冲沟地貌间隔式采空区、房柱式、刀柱式采空区下煤层开采顶板控制提供理论支持。 展开更多
关键词 冲沟地貌 间隔式煤柱 半平面体 应力传播
急剧冷却后花岗岩物理力学及渗透性质试验研究 被引量:2
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作者 靳佩桦 胡耀青 +3 位作者 邵继喜 赵国凯 朱小舟 李春 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期2556-2564,共9页
急剧冷却作用下花岗岩物理力学及渗透性的研究,对深入认识干热岩开发中储层的改造及演化具有重要意义。以20℃-600℃急剧冷却处理后花岗岩为研究对象,开展不同温度急剧冷却后物理力学性质的测试,采用压力脉冲衰减法测试圆柱体试样的渗... 急剧冷却作用下花岗岩物理力学及渗透性的研究,对深入认识干热岩开发中储层的改造及演化具有重要意义。以20℃-600℃急剧冷却处理后花岗岩为研究对象,开展不同温度急剧冷却后物理力学性质的测试,采用压力脉冲衰减法测试圆柱体试样的渗透率。得到以下结论:(1)随着经历温度的升高,急剧冷却后试样的密度、纵波速度、抗压强度、弹性模量及抗拉强度均单调下降,渗透率先缓慢后急剧增加。这是由于缓慢升温及保温阶段,花岗岩由于矿物颗粒的热膨胀不匹配和热膨胀各向异性,产生热破裂;急剧冷却时,沿试件径向产生的温度梯度应力诱发了更多的裂纹,最终导致花岗岩物理力学性质的劣化及渗透性的增强。(2)急剧冷却条件下,花岗岩的脆延性转化温度为500℃-600℃,低于此温度,花岗岩主要表现为脆性破坏;高于此温度,花岗岩向延性转化。(3)自由状态缓慢升温急剧冷却条件下,花岗岩渗透率变化的阈值温度为400℃。(4)基于弹性模量的损伤因子能较准确地反应花岗岩力学性质的劣化,而基于纵波速度的损伤因子会夸大力学性质的劣化程度。 展开更多
关键词 岩石力学 急剧冷却 热开裂 力学性质 渗透率
温度和层理对油页岩断裂韧度影响的试验研究 被引量:1
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作者 毕井龙 梁卫国 +2 位作者 耿毅德 曹孟涛 黎力 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期1007-1015,共9页
为了研究油页岩受不同温度影响的正交各向异性力学特征,以抚顺油页岩为研究对象,参照ISRM提出的半圆形弯曲试件测试脆性岩石Ⅰ型断裂韧度KIC的方法,利用万能材料试验机测试不同温度作用下的3种不同层理方向的油页岩试件的载荷和位移,计... 为了研究油页岩受不同温度影响的正交各向异性力学特征,以抚顺油页岩为研究对象,参照ISRM提出的半圆形弯曲试件测试脆性岩石Ⅰ型断裂韧度KIC的方法,利用万能材料试验机测试不同温度作用下的3种不同层理方向的油页岩试件的载荷和位移,计算得出KIC的变化规律。结果表明:在500℃以下,油页岩断裂表现出明显的脆性特征,在线弹性阶段,载荷-位移曲线的斜率与温度大致呈负相关;油页岩正交方向的断裂韧度存在各向异性;在150℃前,crack-arrester方位的断裂韧度大于crack-divider方位的断裂韧度,在200℃左右发生逆转,400℃以后二者趋于一致;常温下crack-splitter方位的值只有crack-arrester与crack-divider方位的1%~2%;不同层理方向的断裂韧度存在不同的"门槛"温度Tc,断裂韧度在Tc前后均呈现先增大后急剧减小的趋势。 展开更多
关键词 油页岩 正交各向异性 层理 I型断裂韧度 门槛温度
煤体结构与甲烷吸附/解吸规律相关性实验研究及启示 预览 被引量:2
16
作者 康志勤 李翔 +1 位作者 李伟 赵静 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期1400-1407,共8页
甲烷(CH4)在煤体中的流动包含"渗流—扩散—吸附/解吸"3个环节,相比粉状煤,采用块状煤体进行CH4吸附/解吸实验能够更有效地表征煤层中气体的流动状态。为此,依托渭北煤田韩城矿区煤样,利用自行设计的块煤吸附/解吸实验装置,研究了... 甲烷(CH4)在煤体中的流动包含"渗流—扩散—吸附/解吸"3个环节,相比粉状煤,采用块状煤体进行CH4吸附/解吸实验能够更有效地表征煤层中气体的流动状态。为此,依托渭北煤田韩城矿区煤样,利用自行设计的块煤吸附/解吸实验装置,研究了低压下块状同体积原生结构煤、碎裂煤和糜棱煤的CH4等温吸附/解吸特性;采用显微CT和扫描电镜分析了3种煤样的孔裂隙结构和显微构造,探讨了煤体结构对CH4吸附/解吸的影响。结果表明:不同煤体结构煤的CH4吸附/解吸特性有显著差异。结构致密的原生结构煤,孔隙度较低,导致CH4吸附/解吸平衡时间长,吸附量低,解吸率低;相比原生结构煤,脆性变形碎裂煤张裂隙发育且相互贯通,孔隙度变大,连通性好,导致CH4吸附/解吸平衡时间变短,吸附量升高,解吸率增大;韧性变形糜棱煤孔隙数量虽增多,但裂隙被揉皱闭合,形成孤立分布的孔隙结构,渗透性变差,导致CH4吸附/解吸平衡时间最短,解吸速率最快,说明大多数CH4仅吸附在块煤内构造变形作用下形成的粒间孔隙中。可知,碎裂煤储层是煤层气开发的有利区域;而致密原生结构煤和糜棱煤储层可尝试通过多尺度压裂、注热等技术手段实施储层改造以增加煤体裂隙通道,达到气井增产增效的目的。 展开更多
关键词 煤体结构 构造煤 吸附/解吸 显微CT 扫描电镜
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ICP-OES分析低钙粉煤灰在NaOH溶液中离子浸出规律 预览
17
作者 尹博 康天合 +1 位作者 康健婷 陈月娟 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第9期2943-2950,共8页
低钙粉煤灰潜在的火山灰活性释放缓慢限制了其大规模利用,通过碱激发提高粉煤灰中Si 4+,Al^3+和Ca^2+等离子浸出率对于加快低钙粉煤灰活性释放具有积极作用。采用电感耦合等离子体发射光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和扫描电子... 低钙粉煤灰潜在的火山灰活性释放缓慢限制了其大规模利用,通过碱激发提高粉煤灰中Si 4+,Al^3+和Ca^2+等离子浸出率对于加快低钙粉煤灰活性释放具有积极作用。采用电感耦合等离子体发射光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和扫描电子显微镜分别测试和分析了5种浓度NaOH溶液对低钙粉煤灰激发过程中Si^4+,Al^3+和Ca^2+的浸出规律、化学基团变化、水化产物生成及微观形貌演化。结果表明:碱激发作用显著提高了低钙粉煤灰中Si^4+,Al^3+和Ca^2+浸出率,三种离子浸出率大小为:Si^4+>Al^3+>Ca^2+,其中Si^4+和Al 3+浸出率随NaOH浓度增加而增加,随浸出时间延长呈对数规律升高;Ca^2+由于在NaOH溶液中生成Ca(OH)2沉淀,其浸出率大小表现为在水中高,在NaOH溶液中低。红外光谱清晰地表征出低钙粉煤灰受碱激发作用后化学基团在指纹区(波数1 300 cm^-1以下)的变化,且随碱激发时间的延长和碱浓度的增加变化愈加明显。水化产物和微观形貌的结果显示出粉煤灰颗粒表面受到碱侵蚀发生解聚,在OH-催化下,硅铝单体分子重新排列形成硅酸盐和铝酸盐低聚络合物,通过亲核取代反应形成铝硅酸盐的低聚态溶胶,并进一步与碱金属阳离子通过配位键或静电键的作用缩聚形成水化凝胶类产物。采用ICP-OES测试粉煤灰中离子浸出率可作为评价粉煤灰火山灰活性的一种快速和准确的方法。 展开更多
关键词 ICP-OES 低钙粉煤灰 氢氧化钠溶液 离子浸出率
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砂岩轴向预制裂缝的起裂和扩展规律试验研究
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作者 冯帆 杨录胜 +1 位作者 刘正和 申凯 《煤矿安全》 北大核心 2018年第9期18-21,共4页
针对坚硬顶板难垮带来的冲击灾害,提出沿钻孔轴向预制裂缝定向压裂技术。采用300mm×300 mm×300 mm红砂岩试样,进行了真三轴水力压裂物理模拟试验,研究不同预制裂缝方位角对裂缝的起裂与扩展规律的影响。结果表明:不同预制裂... 针对坚硬顶板难垮带来的冲击灾害,提出沿钻孔轴向预制裂缝定向压裂技术。采用300mm×300 mm×300 mm红砂岩试样,进行了真三轴水力压裂物理模拟试验,研究不同预制裂缝方位角对裂缝的起裂与扩展规律的影响。结果表明:不同预制裂缝方位角时,压裂裂缝均沿预制裂缝的尖端起裂,并形成单一裂缝。随着预制裂缝方位角的增大,起裂压力逐渐增大;达到相同偏转角时,裂缝延伸长度逐渐减小并在45°时取得最小值,45°之后,裂缝延伸长度先增大后减小。 展开更多
关键词 坚硬顶板 钻孔轴向预制裂缝 裂缝扩展规律 冲击灾害 方位角
油页岩原位热解孔隙结构演化的低温氮吸附分析 预览 被引量:2
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作者 刘志军 杨栋 +1 位作者 胡耀青 邵继喜 《西安科技大学学报》 北大核心 2018年第5期737-742,共6页
孔隙结构是油页岩的一个重要特征,直接影响油页岩内的传热效率与油气流动行为。为分析油页岩孔隙结构在热解过程中的演化规律,采用热重分析与低温氮气吸附(LTNA)手段,定量分析了压力及不同热解终温下油页岩孔隙结构特征。结果表明:抚顺... 孔隙结构是油页岩的一个重要特征,直接影响油页岩内的传热效率与油气流动行为。为分析油页岩孔隙结构在热解过程中的演化规律,采用热重分析与低温氮气吸附(LTNA)手段,定量分析了压力及不同热解终温下油页岩孔隙结构特征。结果表明:抚顺油页岩的有机质降解阶段为350~540℃,干酪根分解与沥青的二次分解在同一温度区间完成,没有明显的两阶段过程。以有机质热解起始温度350℃为界,孔隙结构与类型发生重大改变。低于该温度时以墨水瓶型孔为主,高于该温度时以狭缝型孔为主,有机质热解对油页岩孔隙类型的变化起控制作用。油页岩孔隙结构演化涉及复杂的物化过程,是有机质、热解产物与无机矿物共同作用的结果,有机质的热解使比表面积与孔体积产生大幅增加,研究结果可作为油页岩原位开采的有益参考。 展开更多
关键词 矿业工程 油页岩 原位热解 孔径分布 低温氮吸附
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水平应力差对砂岩起裂破坏规律的声发射试验研究
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作者 邓琼伟 杨录胜 +1 位作者 刘正和 冯 帆 《矿业研究与开发》 北大核心 2018年第12期72-76,共5页
煤矿坚硬顶板的压裂对防止冲击矿压以及保证矿井的安全开采具有重大的意义。对于深部矿井而言,坚硬顶板预制裂缝定向压裂技术的研究尤为重要。通过声发射试验研究不同预制裂缝方位角条件下水平应力差对裂缝起裂以及扩展的影响规律。实... 煤矿坚硬顶板的压裂对防止冲击矿压以及保证矿井的安全开采具有重大的意义。对于深部矿井而言,坚硬顶板预制裂缝定向压裂技术的研究尤为重要。通过声发射试验研究不同预制裂缝方位角条件下水平应力差对裂缝起裂以及扩展的影响规律。实验结果表明:在裂缝开裂扩展过程中,岩石的强度和完整性逐步降低,裂缝开裂所需要的能量和压力不断减小;随着水平应力差的增加,砂岩从稳定到破坏所需的能量愈大;当水平应力差固定时,预制裂缝方位角为60°时,砂岩发生破坏所需的能量要高于裂缝方位角为30°时砂岩发生破坏所需的能量;随着RA和AF之间的比例的增大,剪切破坏所占比例不断提高。 展开更多
关键词 预制裂缝砂岩 水平应力差 能量率 累积能量 RA和AF
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