煤巖
- 靜載下含預制裂隙煤巖力學特性及破壞特征試驗研究*
的構造應力環境使煤巖力學性質發生極大的變化,同時開采技術的成熟使煤礦趨于高強度的集約化生產,造成巷道圍巖所處應力狀態復雜化,煤礦發生沖擊地壓的強度和頻率顯著增加(潘一山等,2003; 姜耀東等,2014)。沖擊地壓是指煤巖在達到極限強度后,受采動等影響積聚在煤巖內部的大量彈性能劇烈釋放的過程,通常伴隨著瓦斯突出、瓦斯爆炸等次生災害(謝和平等,2015)。目前,針對沖擊地壓發生機理已經進行了大量的研究工作,劉少虹等(2013,2014)采用霍布金森桿試驗系統
工程地質學報 2023年6期2024-01-11
- 層理煤巖浸水前后力學性質研究
層理結構容易引起煤巖體層間滑移、強度降低等問題，對煤巖力學性質影響較大[1-2]，導致煤巖具有較強的非均質性和各向異性[3-5]。煤巖浸水會產生礦物顆粒脫落、結構松散等問題，從而降低煤巖強度。目前，以“導儲用”為特征的煤礦采空區儲水理念被提出并已付諸實施[6-8]，地下空區預留煤柱成為地下水庫的重要組成部分，地下水庫蓄水期間煤柱同時受到層理和浸水兩個方面的作用，對水庫的安全穩定產生顯著影響，因此有必要針對浸水層理煤巖的力學性質進行研究。在層理煤巖力學特征及
煤炭科學技術 2023年10期2023-11-23
- 探地雷達在煤巖界面識別中的應用
有重大意義。發展煤巖識別技術是實現采煤工作面生產過程自動化的關鍵，更是礦山智能化發展的必經之路。目前，煤巖識別技術主要有放射性探測技術（γ背散射法、天然γ射線法）、振動監測技術（拾振點位于采煤機上、拾振點位于頂板上）、電磁測試技術（雷達探測技術、電子自旋共振技術）、圖像識別技術（紅外圖像識別、高光譜遙感法）等。美國礦業局（1991）[1-3]最早將探地雷達用于煤巖界面的研究，但因當時條件有限，可測的煤層厚度較低，所以沒有推廣開來?，F在探地雷達技術經過不斷發
山西大同大學學報(自然科學版) 2023年5期2023-11-10
- 動靜組合加載下沖擊傾向性煤聲發射特性試驗研究
）深部開采區域的煤巖在開采前處于高靜應力狀態，當開采施工等外界因素對煤巖進行擾動時，煤巖處于動載+靜載的組合受力狀態[1]，極易發生失穩破壞甚至誘發沖擊地壓，對井內工作人員的人身安全及開采工作造成重大的安全隱患[2-6]，因此研究深埋煤巖發生沖擊地壓的變形破壞機理已成為分析煤巖巷道穩定性的重要依據。國內外學者對煤巖的破裂特征開展了大量研究。TAO 等[7]分析了巖石試樣在不同初始靜應力和動態載荷耦合作用下的破壞過程，結果表明高靜應力與動載荷耦合作用下巖石預
煤礦安全 2023年9期2023-10-07
- 循環沖擊層理煤巖動力學行為及破壞規律研究*
-11]；最后，煤巖作為典型的沉積巖，其內部存在許多薄弱結構面，如微裂縫和層理，導致其力學性能復雜[12-14]。隨著開采深度的不斷深入，深部煤巖地層情況愈加復雜，相關資源的開采難度也與之俱增。因此，研究含層理角度煤巖的動態力學響應成為當前煤層氣高效開采的關鍵科學問題之一。眾多學者已對煤巖的力學性質進行了大量的研究。如Zhao 等[15]、Kong 等[16]、Hao 等[17]和Liu 等[18]研究了煤巖的靜態和動態力學行為，雖然前者已對煤巖的靜、動態
爆炸與沖擊 2023年4期2023-04-18
- 吐哈油田揚“煤”吐“氣”
了解放地層深處的煤巖氣，吐哈油田勘探開發工作者正在全力攻關。這是一塊煤，一塊你很可能從來沒有見過的煤。2022年10月28日，在中國石油吐哈油田的巖芯庫里，記者第一次見到這塊特殊的煤——嚴格地講，應該是煤巖巖芯。在地質研究人員眼里，這是一塊具有煤光澤的巖芯樣本。天然氣勘探新領域巖石，人們并不陌生。吐哈油田企業技術專家陳旋介紹說，雖然巖石的面貌千變萬化，但根據成因可以分成沉積巖、巖漿巖和變質巖三大類。煤巖是沉積巖中的一種，主要由有機物質等碎屑物質在常溫常壓下
中國石油石化 2023年1期2023-02-07
- 深部煤層進行低能耗開采的工藝效果分析
應力的存在提高了煤巖的強度，降低了采煤截割的效率。對于深部煤層的開采，對高強度煤巖的破巖形式進行改進，從而形成誘導煤巖損傷的形式進行采煤，可以提高截割的效率，并且降低采煤過程中的能耗[2]。針對深部煤層的低能耗開采，采用仿真模擬的形式對工藝效果進行評價分析，從而優化深部煤層的開采形式，提高采煤的效率，并降低能耗，提高煤礦的經濟效益。1 深部煤層低能耗開采工藝深部煤層的埋存深度較大，由于巖層地應力的存在，深部煤層受到的地應力作用較大，并且在較大應力的作用下形
山西化工 2022年4期2022-09-23
- 基于LS-DYNA的瓦斯預抽鉆孔煤巖破碎規律有限元顯示動力學數值分析*
頭成孔鉆進過程中煤巖破碎規律以優化鉆頭參數及提高成孔質量對降低瓦斯災害發生率具有重要意義[1]。但由于在實驗室內開展煤巖破碎規律研究，需進行PDC鉆頭破煤鉆進成孔實驗，消耗大量試件煤塊，且大量重復實驗使得研究周期過長，而采用LS-DYNA的顯示動力學有限元分析軟件建立針對PDC切削鉆頭成孔鉆進過程的有限元分析多體模型[2]，進行模擬計算分析，實現瓦斯預抽鉆孔過程可視化，可節約實驗成本，縮短研究周期，且結論可靠。本文針對西南地區動力煤開采所常用的ZDY-75
現代機械 2022年4期2022-09-05
- 融合近紅外光譜的煤巖界面分布感知研究
技術成果，但在以煤巖界面識別為主要代表的開采環境智能精準感知方面缺乏新原理和新技術的突破[1-3]。目前煤巖識別主要依據煤巖多種理化性狀進行識別區分，相關研究成果為綜采工作面煤壁煤巖界面探測關鍵工程應用奠定了重要基礎。文獻[1]針對現有煤巖界面探測識別技術研究現狀進行了深入分析，歸納出采前透視、采中觸覺、采后視覺三大類具有重要應用指導意義的分類方法。為解決煤巖界面識別這一行業難題，亟需從應用層面上探索綜采工作面煤巖界面分布感知的新方法。受地物高光譜遙感和巖
工礦自動化 2022年7期2022-08-13
- 煤巖抗壓強度和彈性模量對不同煤階區煤層氣開發的影響
[1-2]，也是煤巖三維應力狀態分析、壓裂效果模擬和壓裂施工優化設計必要的原始參數。此外，煤巖抗壓強度(彈性模量)也對煤層氣排采過程中煤儲層滲透率動態變化起到一定控制作用[3]，因而深入分析煤巖的抗壓強度和彈性模量及其規律性，能夠為煤儲層壓裂和煤層氣井排采工作制度的制定提供依據和支撐。前人研究已表明，與常規油氣儲層(主要為砂巖和碳酸鹽巖)相比，煤巖力學性質表現為低抗壓強度和低彈性模量[2,4]。目前，國內外學者針對煤巖力學性質影響因素已開展大量研究工作，筆
煤炭科學技術 2022年6期2022-08-09
- 基于損傷力學的碟盤刀具振動截割煤巖徑向載荷
心要素，刀具截割煤巖的載荷譜反映其綜合性能，對機構的研制具有重要的意義。國內外學者對巖石破碎理論模型進行了諸多研究，Krajcinovic等[1]結合斷裂力學和統計強度理論，建立了脆性材料的損傷力學本構模型。Huang等[2]基于損傷演化理論與動態裂紋擴展，建立了巖石單軸壓縮損傷模型。Salari等[3]考慮了巖石的拉伸損傷性質，建立了巖石彈塑性三軸本構模型。Shao等[4]構建了一種脆性巖石各向異性損傷和蠕變本構模型。許江等[5]假設巖石服從Drucke
黑龍江科技大學學報 2022年3期2022-06-09
- 無煙煤各向異性吸附膨脹動態響應實驗研究
大量關于注CO2煤巖膨脹變形的研究工作，主要關注煤階、CO2壓力、含水量和地應力的影響。Reucroft 和Sethurman 研究了褐煤、亞煙煤和煙煤的CO2吸附膨脹變形，發現煤巖吸附膨脹應變和碳含量成反比[8]；Hol 和Spiers 認為在20 MPa之內，CO2注入壓力的增大顯著提高煤巖的膨脹應變[9]；Kiyama 等對比干燥和飽水煤巖中注CO2的膨脹應變，發現水分減少了煤對CO2的吸附，降低了煤吸附膨脹[10]；Majewska 等發現受限條件
煤礦安全 2022年4期2022-04-22
- 基于測井參數宏觀煤巖類型預測及三維地質建模
果和排采管控等，煤巖特征通過對煤層含氣性、可改造性和滲流條件等因素的控制作用進而影響著產氣效果[1]。近年來，一些學者開展了煤巖特征對煤層氣產能影響機理、基于測井參數的宏觀煤巖類型識別方法等工作。許浩等[2]闡明煤巖制約下的儲層有效孔滲空間發育特征、層內(間)本構關系變化及煤層氣開發過程儲層物性響應成為亟待探索的科學問題；趙石虎等[3]利用多元線性回歸方法，建立了柿莊地區3號煤層宏觀煤巖類型測井解釋模型，并劃分了該煤層宏觀煤巖類型；邵先杰等[4]在巖電關系
中國地質調查 2022年1期2022-03-10
- 靜動組合三軸加載煤巖強度劣化試驗研究
儲存大量彈性能，煤巖巷道長期處于高地應力環境[2]。當有施工或者地質構造引起的動荷載擾動巷道煤體時，極易引發圍巖失穩、巷道破壞，嚴重時可誘發沖擊地壓[3]，對井下工作人員的人身安全及開采施工問題造成極大安全隱患[4]。研究在深埋條件下煤巖巷道的變形破壞機理已成為分析巷道穩定性的重要參考[5]。國內外學者對于煤巖變形破壞規律研究采用三軸靜載試驗、霍普金森動載試驗、CT掃描及聲發射檢測等試驗手段，對沖擊地壓作用下煤巖的強度變化規律進行了大量的研究工作，取得了豐
煤炭科學技術 2021年11期2021-11-30
- 不同煤厚煤巖組合體破裂過程聲發射特征研究
砂巖和不同煤厚的煤巖組合體開展相關研究。國內外學者已對煤巖組合體開展了大量的相關研究。C.H.Sondergeld等［9］和A.C.Mpalaskas等［10］用聲發射參數描述巖石破裂過程中的損傷特征；M.Naderlooa等［11］利用聲發射監測技術對脆性材料的損傷過程進行了研究；CHEN Y L等［12］采用室內試驗和數值模擬方法對煤巖組合體的變形破壞特征進行了研究；WANG K等［13-14］在三軸壓縮和卸壓下研究了煤巖組合體的力學特征及滲透率演化規
河南理工大學學報(自然科學版) 2021年5期2021-10-25
- 玉華礦4-2煤裂隙煤巖三軸壓縮破壞機理研究
理力學性質與完整煤巖體有顯著的差異。早在20世紀中期，已經有學者注意到巖石的裂隙在很大程度上影響著巖石的強度[1]。目前，對裂隙巖石的裂紋擴展規律及貫通破壞模式、力學機制方面已取得較多的研究成果，豐文清等[2]定量描述了裂隙大小的方法和指標，并引用損傷力學的觀點和巖石強度理論對該關系式進行了理論分析。肖桃李等[3]進行了預制單裂隙類巖樣三軸壓縮試驗，得出來圍壓是試樣宏觀破裂模式的主要影響因素。黃彥華等[4-5]進行了裂隙類砂巖試樣三軸壓縮試驗,得到了裂隙巖
煤礦安全 2021年9期2021-10-17
- 碟盤刀具復合振動切削煤巖的損傷力學模型
言高性能的截割煤巖刀具是煤礦機械裝備的基礎，刀具截割煤巖力學模型是設計高性能刀具的關鍵。目前，國內外學者對刀具破碎不同強度的煤巖進行了諸多研究，如Nishimatsu[1]指出刀具破碎煤巖時，煤巖破碎面服從Mohr-Coulomb準則。梁宇等[2]通過煤巖剪切強度率效應力學特性實驗，得出在不同剪切速率下煤巖的力學特性。劉曉輝等[3]根據煤巖的單軸與三軸壓縮實驗，研究不同圍壓下煤巖的強度及變形特征。Tiryaki[4]指出截齒截割比能耗與巖石抗拉強度存在線
黑龍江科技大學學報 2021年5期2021-09-26
- 深部煤巖組合體破壞行為與非線性模型研究進展
擊地壓通常表現為煤巖體中所積聚的彈性能突然劇烈釋放，其發生的突然性和劇烈性對礦山安全構成很大的威脅。沖擊地壓災害發生的頻率和強度隨著礦井開采深度的增加和開采范圍的擴大而顯著增加。大量研究成果表明[4?7]：在淺部環境下，煤巖體的破壞主要受其自身裂隙結構面的影響；而在深部環境下，煤巖體的破壞不僅受自身裂隙結構面的影響，更重要的是受到煤巖組合體結構的影響，再加上深部高應力環境，很多沖擊地壓災害實質上就是工程地質強烈擾動下“煤體?巖體”組合體系統發生整體破壞失穩
中南大學學報（自然科學版） 2021年8期2021-09-26
- 煤巖識別算法及“自學習”模型研究
發展的最高形式，煤巖識別是實現無人化綜采工作面重要的核心技術之一，隨著民用圖像處理識別技術的飛速發展，應用于煤巖邊界精準識別成為研究熱點，但是距離將該項技術轉化為成熟的煤巖識別解決方案，并實際應用于智能開采中，還有很多需要突破的技術瓶頸，其中煤巖圖像處理的算法及模型就是技術瓶頸之一[1]。國內外多位學者應用不同的技術研究煤巖識別，通過雷達探測、煤巖反射識別煤巖分類[2]特性，在20世紀90年代可實現將部分煤巖粗放型分類識別，但煤及巖石種類繁多，不同介質反射
煤礦安全 2021年8期2021-08-23
- 采煤機截齒截割角度不同對煤巖破碎率的影響分析
中，截割部是進行煤巖截割作業的機構，截齒作為直接的接觸零件，其工作環境惡劣，截齒與煤巖接觸時的楔入截割角度的不同，對于煤巖造成的破壞作用不同，從而影響到采煤作業的破碎率不同?；陔x散元分析的方式，對不同楔入截割角度的截齒工作過程進行模擬，探尋截割角度對破碎率的影響規律，從而選擇最優的截割角度參數，提高采煤機的作業效率[2]。1 截齒不同截割角度截割模型的建立在截齒進行煤巖截割的過程中，楔入截割角度的不同影響到截割阻力的不同。截齒不同的楔入截割角如圖1所示，
機械管理開發 2021年6期2021-07-28
- 掘進機截齒截割煤巖破壞過程模擬分析
采設備，可以進行煤巖巷道的快速掘進，具有較好的機動性和靈活性[1]。在掘進機進行煤巖截割的過程中，針對截割過程進行研究，不僅可以分析不同煤巖構造對掘進機的載荷作用，還可以進行截齒參數及截割運動參數的優化，實現掘進機高效快速的掘進，提高礦井開采的效率[2]。1 截齒截割離散元模型的建立離散元法是采用分子動力學原理進行數值分析的方法，是進行復雜機械系統分析的有力工具，針對巖石等非連續介質的力學行為進行分析。在煤礦開采中，煤巖的破碎過程是掘進機設計和優化的基礎，
機械管理開發 2021年4期2021-06-05
- 煤巖顯微圖像劃痕檢測與去除方法
用圖像處理方法對煤巖顯微組分進行分析。然而，在煤光片的磨片或使用過程中常伴隨煤巖劃痕的產生，影響煤巖參數測定的準確性[4]。利用計算機視覺方法檢測和去除煤巖顯微圖像中的煤巖劃痕可有效提高煤光片利用率，是實現煤巖參數自動化測定不可缺少的圖像預處理環節。鑒于煤巖劃痕多為直線，一些學者提出采用直線檢測算法對其進行檢測，并生成掩膜圖像，然后基于圖像修復算法去除圖像中的煤巖劃痕。例如，文獻[5]利用霍夫變換算法定位煤巖劃痕位置并生成相應的掩膜圖像，在基于快速行進的圖
工礦自動化 2021年5期2021-06-02
- 不同應變率下煤巖破壞特征及其本構模型*
程[1]，該過程煤巖的動態力學特性、變形破壞特征不僅呈現出顯著的應變率效應，而且其破壞過程導致的沖擊地壓、瓦斯突出等更是典型的動力災害。因此，研究動態應變率下煤巖的變形破壞特征及其本構關系能夠為安全、高效進行煤礦開采提供強有力的科學依據。目前，許多學者通過霍普金森壓桿試驗[2-5]、數值模擬[6]等方法對沖擊荷載作用下煤巖的力學特性及破壞特征展開了研究，發現煤巖的強度、變形特征參數具有明顯的應變率相關性，煤巖的變形破壞形態隨應變率變化差異顯著，且不同煤巖或
爆炸與沖擊 2021年5期2021-05-27
- 沖擊傾向性煤巖動靜載下破壞機理及聲發射特性研究
條件下，深埋地層煤巖體處于高應力環境，節理裂隙發育，抗壓強度較低。 具有沖擊傾向性的煤巖受到施工及地震等動載擾動，內部儲存彈性能增加到自身強度極限時會瞬間釋放，其沖擊動能造成圍巖崩落及巷道急劇變形，甚至引發沖擊地壓。 因此對深埋巷道在動載影響下的具有沖擊傾向性煤巖的破壞機理研究及如何應用于巷道圍巖穩定性分析已經成為亟待解決的難題。目前國內對于煤巖變形及破壞規律的研究已取得較大進展：國內學者通過煤巖單軸［1-2］試驗，研究其層理特性及非均質性破壞特征；通過常
煤炭科學技術 2021年3期2021-05-14
- 鉆井液濾失對煤巖井壁穩定性的影響
1-2]，但對于煤巖地層來說，由于割理、裂隙等缺陷發育[3-4]，當提高鉆井液密度時，若鉆井液封堵性能不佳，鉆井液很容易侵入井眼周圍的煤巖，從而改變井眼圍巖的地層孔隙壓力，繼而改變圍巖應力場，影響井壁穩定性[5-7]。國內外學者Thomas Gentzis 等，通過實驗測試了含有FLC 2000TM 和Q-stop 添加劑的聚合物鉆井液，該體系能夠快速形成泥餅，防止鉆井液濾失，使用該鉆井液的阿爾伯特兩口煤層氣水平井施工時未發生井壁失穩，表明鉆井液濾失對煤巖
煤礦安全 2021年4期2021-05-10
- 煤巖孔裂隙結構分形特征及滲透率模型研究
存和遷移通道。 煤巖孔裂隙網絡具有典型的分形特征［2］，其孔隙表面的變形、孔隙率及其大多物理性質均具有分形特征。 目前應用分形理論與煤巖的物性研究結合，可獲得煤巖孔裂隙發育程度及其分布情況的定量信息。 高尚等［3］將液氮吸附法和壓汞法相結合研究煤巖孔隙結構特征，并分別計算其分形維數。 鄒俊鵬等［4］利用電子掃描數字圖像對低階煤的礦物含量、微裂隙發育情況及其形態特征進行了研究。 LIU 等［5］分析SEM 圖像研究孔裂隙結構，發現多孔介質孔隙度與分形維數和滲
煤炭科學技術 2021年2期2021-04-17
- 難采煤巖的高效破碎方法研究
統開采方法在難采煤巖條件下已無法取得理想效果，制約了開采效率，成為近年來我國煤炭年產量世界占比逐漸下降的主要原因之一。難采煤巖條件下傳統方法的開采效率降低是由多重因素造成的。 由于難采煤巖的特殊賦存條件往往并不單一，如硬質薄煤層、夾矸薄煤層、高瓦斯硬質煤層等，甚至類似于高瓦斯硬質夾矸薄煤層等極惡劣賦存條件也是較為常見的。 這些情況下通過改變截割機構大小與截割功率很難取得良好效果，因為大多難采煤層與優質煤層相比，其內部構造決定了力學性質的不同，通常具有硬度更
煤炭科學技術 2021年2期2021-04-17
- 煤的厚度對煤巖組合體物理力學特征的影響規律分析
。國內外學者針對煤巖組合體開展了大量的研究。目前在研究煤巖組合體的力學特征、變形特征等時主要采用數值模擬和室內試驗兩種方法[3-6]。圍壓大小和卸載方式對煤巖組合體的力學特征和滲透特性有一定的影響[7]。不僅加載條件對煤巖組合體力學特征有影響，其組合方式也對煤巖組合體的力學特征有顯著的影響，有關科研人員通過研究發現煤巖組合體的組合方式對其破裂過程中的電荷演化特征、微震信號強度、力學特征及沖擊傾向性等都有顯著的影響[8-12]；煤巖組合體對其破裂過程中的能量
礦業安全與環保 2020年6期2020-12-31
- 海德拉刀齒安裝角度對截割載荷的影響
截齒是采煤機截割煤巖刀具類型之一，國內外學者對截齒的力學機制和截割機理進行諸多研究。胡德禮等[1]通過截齒旋轉截割煤巖實驗，得出截齒破碎煤巖是由拉、壓、剪切三種破壞形式引起的，適當增大采煤機的牽引速度可以提高采煤機的生產率。宋楊等[2]在相似理論的基礎上，運用有限元軟件數值模擬了截齒截割煤巖的動態過程，分析得到適宜的安裝角，使截齒受力更加平穩，采煤的效率更高。張見全[3]根據截齒截割煤巖的過程，建立動力學模型，通過對截齒在截煤過程的靜力學分析，找出截齒結構
黑龍江科技大學學報 2020年5期2020-11-20
- 碟盤刀具振動切削煤巖的理論力學模型與載荷特性
)機械刀具破碎硬煤巖是實現煤礦安全綠色開采的重要途徑，研制高效破碎硬煤巖的刀具是基礎，而刀具破碎煤巖機理是設計高性能刀具的基礎。EVANS[1]認為煤巖的斷裂是由于拉應力造成的。ROXBOROUTH等[2-3]考慮截齒與巖石之間的摩擦，改進了EVANS 的截割力模型。BILGIN等[4]在巖石直線截割試驗的基礎上，利用試驗得出的數據和巖石強度、截割厚度等參數建立了其理論計算模型。BAO等[5]考慮截齒侵入巖石過程中的能量耗散，基于斷裂力學建立了力學模型。趙
煤炭學報 2020年8期2020-09-16
- 沖擊荷載作用下煤巖動力特性試驗研究
沖擊地壓是常見的煤巖動力災害，且均在極短時間內發生，這類安全隱患嚴重制約著煤礦安全高效開采[1-2]。爆破是煤礦開采中必備的動力破巖手段，爆破過程中產生高應變率的沖擊荷載是煤與瓦斯突出和沖擊地壓發生的誘因之一。因此，研究煤巖沖擊荷載作用下的動態特性對于預防煤礦動力災害事故具有重要的意義。Costantino[3]和Kleplaczko[4]分別對準靜態和沖擊載荷作用下煤巖體的力學特性進行了研究；尹土兵等[5]研究了在沖擊荷載作用下不同溫度處理后的煤巖物理力
煤礦安全 2020年8期2020-08-21
- 基于室內試驗與數值模擬的煤巖圍壓效應研究
高地應力狀態下的煤巖，其相互作用關系勢必增強，上層巖體的開挖擾動所引起的巖層擾動問題更加復雜，巖層突出災害現象更為頻繁，歸根結底是由于煤巖的力學響應機理發生了變化[1-2]。因此，研究不同圍壓下煤巖的變形破壞特征，對安全、高效開采地下煤炭資源具有重要科學意義和現實價值。目前對巖石力學特性的研究主要有兩種方法。一種是基于室內試驗的三軸壓縮試驗，試驗時分別在試件的軸向和橫向施加荷載從而模擬巖石在不同賦存條件下的應力狀態。再者就是基于數值模擬方法，通過給定細觀力
水資源與水工程學報 2020年3期2020-08-06
- 高溫預損傷下煤巖蠕變聲發射及分形特征
宏財高溫預損傷下煤巖蠕變聲發射及分形特征史宏財(湖北工業大學 土木工程與環境學院，湖北 武漢 430068)為了研究高溫條件下煤巖微裂縫發展及破壞規律，對煤樣進行不同溫度預損傷和三軸蠕變聲發射實驗，探討煤巖在經歷高溫預損傷過后的力學行為特征。研究結果表明：隨著溫度升高，煤巖預損傷呈冪函數型遞增；較低溫(≤200℃)預損傷下，煤巖呈脆性破壞特征，加速蠕變特征不明顯；較高溫(＞200℃)預損傷下，煤巖呈韌–脆性破壞特征，且加速蠕變特征較明顯；穩態蠕變速率s的對
煤田地質與勘探 2020年2期2020-06-05
- 層理和裂隙對鎬型截齒破煤的影響
033300)煤巖特性對煤巖開采具有顯著的影響，因此深入研究煤巖中廣泛存在的層理和裂隙、使采煤機故障率增加的包裹體和小斷層等特性，建立與采煤機破煤過程相符的含煤巖特性的煤巖三維模型，使用動力學仿真軟件模擬鎬型截齒破煤過程，分析鎬型截齒在截割含不同特性的煤巖時截割力的變化[1-4]。在煤巖開采機械化和煤巖開采向著大規模、高效率發展的當下，本課題的研究對預測和控制采煤作業中鎬型截齒截割力的波動范圍、降低采煤機故障率、提高采煤機工作的可靠性、增加煤礦企業的經濟
煤炭工程 2020年3期2020-03-30
- 活性水壓裂液對高煤階煤巖力學性質的影響
需要研究壓裂液對煤巖力學性質及其對重復壓裂及水平井穩定性的影響。通過煤巖樣品單軸壓縮試驗和三軸壓縮試驗，研究了壓裂液對煤巖抗壓強度、彈性模量及變形特征的影響，并探討了其對重復壓裂和水平井井眼穩定性的影響。結果表明：煤巖彈性模量和抗壓強度隨壓裂液浸泡時間增加而持續降低，塑性特征更加明顯，重復壓裂容易形成短寬縫，壓裂效果較差，因此需要快速返排壓裂液;浸泡后煤巖的彈性模量隨圍壓的增加先增加后降低，圍壓6 MPa左右時，煤巖彈性模量最大，因此埋深700～800 m
當代化工 2019年6期2019-12-03
- 煤巖破壞裂紋演化特征及本構模型研究
度的不斷提高，與煤巖失穩破壞相關的礦井動力災害事故日趨嚴重。煤巖是由多種大小、形狀各不相同的礦物顆粒組成，并由一定的膠結物質黏結在一起。在外部荷載作用下，煤巖內部的原生裂隙不斷演化，新生裂隙不斷萌生和發展，煤巖內部不斷產生損傷，導致巖體宏觀破裂失穩。因此有必要研究煤巖體的失穩機制，這對于礦井沖擊地壓、煤與瓦斯突出等動力災害預防控制具有重要意義。對于煤巖體失穩破壞機理的研究，多數學者集中于分析煤巖的強度、聲發射、能量演化特征規律[1]，但很少有研究煤巖的裂紋
山東煤炭科技 2019年10期2019-11-01
- 基于應變測量的煤吸水膨脹變形特征實驗研究
因[5]。因此，煤巖和水的相互作用的研究引起了科技工作者的高度關注。為了更好、更合理的解釋水與煤巖相互作用過程，國內外學者從水-煤巖化學效應[6-7]、力學效應[8]及煤巖遇水軟化機制[9]等方面進行了大量的工作。在國內外的研究中，煤巖的吸水測試所采用的方法主要是煤巖吸水法。煤巖吸水膨脹性實驗包括自由膨脹率[10]、側向約束膨脹率[11]、飽和吸水率[12]、膨脹壓力實驗[13]。自由膨脹率測量方法是將試件放入膨脹測定儀內，上下放置透水板，上部和四側對稱安
煤礦安全 2019年2期2019-03-20
- 滇東黔西松軟煤巖三軸壓縮力學特性及能量演化特征*
015)0 引言煤巖的物理力學性質是煤巖體的基本屬性，反映煤巖體的物理狀態和承受外界作用的能力[1]，準確認識煤巖巖石力學特性對防治煤炭開采過程中可能發生的煤與瓦斯突出事故[2-4]及煤層氣井鉆井過程中可能發生的井壁坍塌事件至關重要[5]。國內外學者針對煤巖巖石力學特性開展了大量研究，其中，弱結構面對煤巖力學特性的影響受到了很多關注，裂隙幾何形態、裂隙產狀、張開度、起伏度等因素都會對煤巖巖石力學特性產生一定的影響[6]；部分學者從不同圍壓[7]、不同加載速
中國安全生產科學技術 2019年2期2019-03-05
- 鎬型截齒對含不同分布夾矸層煤巖的截割過程研究
含不同分布夾矸層煤巖的截割過程研究，對提高鎬型截齒的使用壽命、降低鎬型截齒損耗以及鎬型截齒的選型設計均具有重要意義。關于鎬型截齒截割性能的研究，目前諸多學者已采用理論分析、試驗及模擬仿真的方法做了大量研究。Evans[4]基于拉碎理論，認為煤巖破碎是由鎬型截齒楔入煤巖時的拉應力超過煤的抗拉強度所造成，建立了鎬型截齒截割力模型。G?ktan等[5-6]對Evans截割力公式中，當鎬型截齒半錐角為0°時的截割力進行了修正。劉晉霞等[7]基于Evans理論及采煤
山東科技大學學報(自然科學版) 2018年5期2018-09-19
- 不同粒度型煤煤樣瓦斯吸附-解吸變形特征實驗研究*
引言礦井瓦斯是煤巖體的主要賦存環境因素之一，基于煤巖材料多孔介質的屬性，其表現出對瓦斯的極強吸附能力，國內外學者從煤巖瓦斯的吸附機理、煤巖吸附瓦斯后的力學特征等方面開展了大量研究。聶百勝等[1]利用表面物理化學的相關理論揭示了煤巖體吸附瓦斯的本質；張力等[2]從煤巖細觀結構入手闡述了煤吸附瓦斯的過程；何學秋[3]、游木潤等[4]研究了煤吸附瓦斯后的變形、變形力及煤的力學特征；王佑安[5]、盧平等[6]研究了煤巖吸附變形與吸附變形力；文獻[7-14]通過實
中國安全生產科學技術 2018年6期2018-07-04
- 甲烷氣滲流作用對煤巖強度的影響
甲烷氣滲流作用對煤巖強度的影響王力中聯煤層氣有限責任公司煤層氣井在排采生產階段，由于甲烷的不斷脫附、滲流，煤層孔隙壓力和有效應力逐漸發生變化，煤巖力學強度減弱，進而對儲層孔隙度、滲透率，甚至井壁穩定性均有一定影響。對煤層氣在煤層間的滲流過程與煤巖的力學性質間的耦合關系進行了室內實驗，為煤層氣井完井、開發等方案制定提供了理論支持。聲波發射實驗和單軸/三軸抗壓實驗結果表明，隨著CH4流經煤巖巖心時間的延長，煤巖彈性模量逐漸降低，表明煤巖力學強度下降。單軸/三軸
石油鉆采工藝 2017年2期2017-06-05
- 煤巖力學參數對斷層型沖擊地壓影響的數值模擬分析
400044)?煤巖力學參數對斷層型沖擊地壓影響的數值模擬分析賈 騰1雷瑞德2(1. 貴州安和礦業科技工程股份有限公司，貴州省貴陽市，550001； 2. 重慶大學資源及環境科學學院，重慶市沙坪壩區，400044)為了研究煤巖力學參數影響下斷層附近應力演化規律，基于FLAC3D數值模擬軟件，分析煤層彈性模量、煤巖埋深以及頂板巖性等不同條件下斷層附近應力峰值與彈性應變能的演化規律。結果表明，工作面煤壁前方斷層附近應力集中程度與彈性模量呈負相關，與煤巖埋深以及
中國煤炭 2017年3期2017-05-12
- 煤巖裂縫導流能力影響因素分析
要：建立了考慮煤巖彈性模量的裂縫導流能力計算模型，并對不同煤巖彈性模量下的裂縫導流能力進行分析，研究結果表明：隨著煤巖彈性模量的增加，裂縫導流能力逐漸增加，但增加的幅度逐漸減??；支撐劑直徑越大，裂縫閉合壓力越高的煤層，煤巖彈性模量對裂縫導流能力的損害程度越大。關 鍵 詞：裂縫導流能力；煤巖彈性模量；支撐劑直徑；裂縫閉合壓力中圖分類號：TE 357 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）07-1632-02Influencing Fa
當代化工 2015年7期2015-10-21
- 基于模糊神經網絡信息融合的采煤機煤巖識別系統
信息融合的采煤機煤巖識別系統王冷（吉林工程職業學院，吉林四平136001）研究基于信息融合技術的采煤機煤巖識別技術，使用多個傳感器代替傳統單個傳感器建立煤巖識別系統，并以模糊神經網絡算法作為系統的核心算法，從而提高采煤機煤巖識別的穩定性、抗干擾能力以及準確性等。使用采煤機滾筒截割煤壁時振動、阻力矩以及電機電流等進行監測，并采集數據提取特征值，通過模糊神經網絡算法進行網絡訓練，最終得到基于神經網絡信息融合的采煤機煤巖識別模型，通過實驗驗證研究的煤巖識別模型的
現代電子技術 2015年23期2015-03-06
- 沖擊加載下煤巖破碎塊度與能耗關系的試驗研究＊
，610065)煤巖破碎是煤礦開采過程中最基本的過程，是爆炸沖擊波與應力波和爆生氣體共同作用的結果。不同開采速度、開采方式下，煤巖的破碎塊度、吸收和釋放能量的多少，對于評價破巖方法、研究破巖機理、決定開采方案以及選礦、采礦是至關重要的，它將直接影響礦產開采的生產效率。加之煤巖在破碎過程中，動、靜態破碎機理有所不同，所產生的破壞形態、破裂特征也存在差異?？紤]到在深部開采工程領域中，煤巖1～102s-1應變率段的動力特性的重要性，本文故采用大直徑霍普金森壓桿(
中國煤炭 2014年6期2014-11-26
- 煤巖模擬材料的力學特性
)0 引 言由于煤巖力學性質具有不確定性，較難捕獲其全部特征，所以，它的材料組分和配比皆會不同程度地影響其力學性質，據此，國內外學者對煤巖單軸實驗及其材料配比進行了大量研究與分析。Dhaels 等探討了煤巖試樣高度對其抗壓強度的影響變化［1］。A M．Hirt 等針對同一礦區的不同煤層開展單軸實驗研究，給出不同性質煤巖抗壓強度間的內在關聯［2］。T．P．Medhurst 對四種不同尺寸的大煤樣開展單軸壓縮實驗，研究煤巖抗壓強度與尺寸關系［3］。劉寶深利用回
黑龍江科技大學學報 2014年6期2014-08-01
- 煤巖不同應力水平的蠕變及破壞特性
長期的過程，儲層煤巖的蠕變特性會對煤層氣井的穩定性以及儲層的物理性質造成影響，進而影響煤層氣的排采。對煤巖或其他材料的蠕變特性，國內外學者進行了諸多研究。通過蠕變試驗，明確巖石的蠕變規律并測定蠕變參數，進而確定巖石蠕變模型是煤巖蠕變特性研究的一般方法［1-4］，也可以基于流變理論，導出巖石與其他材料的蠕變方程［5-7］，再通過試驗確定其中的參數并驗證其正確性。三軸壓縮蠕變試驗中巖石試件的軸向應變或軸向應變率受到蠕變應力與圍壓的影響［8-10］。一般地，巖石
中國石油大學學報（自然科學版） 2013年4期2013-10-24
- 煤巖力學性質及其影響因素分析
715400）煤巖力學性質及其影響因素分析和志浩1，王洪雨2，張 蓉3，衣麗偉4（1.西南石油大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室，四川成都 610500；2.中石化西南石油局湖南鉆井公司，湖南長沙410000；3.中石化中原油田分公司，河南濮陽 457001；4.中石油煤層氣有限責任公司韓城分公司，陜西韓城 715400）煤巖力學性質及影響因素對煤層氣井井壁穩定及井深結構設計都有十分重要的意義，通過調研發現煤巖力學性質主要受到煤巖微觀孔隙結構、飽和介
石油化工應用 2012年9期2012-11-14
- 鉆井液對煤層氣井壁穩定性影響實驗研究
有著密切的關系。煤巖是孔隙、裂縫多重介質，且節理微裂縫發育，當鉆開煤層時，鉆井液濾液很容易沿裂縫進入，與巖石發生物理化學作用，從而改變巖石的強度。山西沁水煤層氣水平井鉆井過程中，為避免和減少沖洗液中固相顆粒對煤層的污染，水平井段使用清水鉆進。由于清水和地層水在化學組成、總礦化度等方面的差異，當鉆井液侵入地層后很有可能改變巖石力學性質及受力狀況，使井壁穩定性受到影響。本文以山西沁水樊莊煤層氣儲層為例，通過對煤巖力學性質及理化性能測試實驗，研究了鉆井液對煤層井
石油鉆采工藝 2011年3期2011-01-11