检索结果-南通市图书馆

热力耦合作用下有机类岩石渗透率演化规律及机理

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煤炭学报 2024年第9期49卷 3798-3809页

作者：冯增朝石建行太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024

在原位改性流体化采矿中,利用高温对矿床进行处理是一种有效方法。探明原位条件下有机类矿层的热解特性、细观结构、渗透率、变形等随温度的演化规律对资源的高效开采具有重要意义。利用高温高压三轴试验机结合含应力显微CT扫描技术,研... 详细信息

在原位改性流体化采矿中,利用高温对矿床进行处理是一种有效方法。探明原位条件下有机类矿层的热解特性、细观结构、渗透率、变形等随温度的演化规律对资源的高效开采具有重要意义。利用高温高压三轴试验机结合含应力显微CT扫描技术,研究了热力耦合作用下3种有机类岩石(油页岩、烟煤及页岩)的渗透率、热解产气、细观结构及轴向变形随温度(≥300℃)的演化规律,同时结合热解产气、轴向变形及细观结构对渗透率演化机理进行了探究。结果表明:热力耦合作用下,有机类岩石的渗透率演化存在阈值温度,在轴压10 MPa,围压7 MPa的应力条件下,油页岩、烟煤及页岩的阈值温度分别为400、450及500℃;当热解温度小于阈值温度时,有机类岩石的渗透率由岩石强度主导,孔裂隙随温度的升高而闭合,渗透率与温度呈负相关变化;当热解温度大于阈值温度时,有机类岩石的渗透率由岩石的热解程度主导,孔裂隙随温度的升高逐渐发育并沟通,渗透率与温度呈正相关变化;进行阈值温度前后特性比较,油页岩热解程度与岩石强度在3种岩石中提升幅度最大,有机质热解并排出促进了孔裂隙的新生及连通,岩石强度的增大减弱了应力对岩石孔裂隙的压缩闭合作用,油页岩的渗透率呈现大幅度的提升。

关键词：有机类岩石渗透率细观结构高温高压岩石强度热解程度显微CT扫描

褐煤煤层自燃火灾发展进程中孔隙结构演化特征

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煤炭学报 2010年第9期35卷 1490-1495页

作者：王毅赵阳升冯增朝太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024

为深入研究煤层自燃火灾发展进程中热解干馏区煤孔隙结构的演化对自燃火灾发展和蔓延的影响,以褐煤为研究对象,应用压汞法分别对300～600℃常规热解和600℃高温蒸气热解条件下热解固体产物的孔隙结构参数进行了测定和分析,计算不同热解... 详细信息

为深入研究煤层自燃火灾发展进程中热解干馏区煤孔隙结构的演化对自燃火灾发展和蔓延的影响,以褐煤为研究对象,应用压汞法分别对300～600℃常规热解和600℃高温蒸气热解条件下热解固体产物的孔隙结构参数进行了测定和分析,计算不同热解温度下的孔隙分形维数,比较了两种不同的热解方式下固体产物的孔隙特性。研究结果表明:①常规热解过程中,褐煤的总孔隙体积和孔隙率的变化严格受热解温度的控制,而且孔隙结构始终是向着有利于改善煤体渗透性能的方向发展的,进而促进自燃火灾的发展;②常规热解条件下,随着热解温度的升高,褐煤孔隙比表面积明显下降,对热解气体的吸附性能降低,使这些气体更容易沿着孔裂隙通道离开热解干馏区而到达自燃火源位置;③对于水分含量比较高的褐煤,煤体温度的升高使煤中水分蒸发而形成高温蒸气热解的条件,与常规热解相比,煤体孔隙率更大,渗透性能更强;④经过高温蒸气热解后,褐煤孔隙拓扑结构较常规热解变得更加均匀化,孔隙表面也更加光滑,更有利于热解气体的流动。

关键词：褐煤煤层自燃孔隙结构热解

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基于表面位移的岩石失稳前兆识别研究

岩石力学与工程学报 2021年第S02期40卷 3024-3032页

作者：冯增朝沈永星太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024

预测岩石破坏或失稳是岩石力学研究的重要内容,采用非均质岩石破裂的数值模拟和岩石单轴压缩的物理试验,研究岩石单轴加载过程中试件表面测点的位移变化规律,提出岩石表面多测点的位移增量拟变异系数计算公式,分析位移增量拟变异系数与... 详细信息

预测岩石破坏或失稳是岩石力学研究的重要内容,采用非均质岩石破裂的数值模拟和岩石单轴压缩的物理试验,研究岩石单轴加载过程中试件表面测点的位移变化规律,提出岩石表面多测点的位移增量拟变异系数计算公式,分析位移增量拟变异系数与应力曲线的对应关系。研究结果表明:多测点的平均位移增量拟变异系数与岩石失稳紧密相关。在线弹性阶段及非线性塑性阶段,位移增量的拟变异系数变化平稳,趋于定值:在岩石失稳时,刻,位移增量的变异系数骤增。因此,能够利用位移增量的拟变异系数变化趋势预测岩石发生失稳的时刻,或者预判岩石达到应力峰值程度。

关键词：岩石力学非均质位移增量变异系数应力峰值变形破坏

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岩石非均质性与冲击倾向的相关规律研究

岩石力学与工程学报 2003年第11期22卷 1863-1865页

作者：冯增朝赵阳升太原理工大学采矿工艺研究所太原030024

岩石冲击倾向指标E/l值是反映岩石发生冲击地压难易程度、冲击类型与强度的重要参数,通过对细观非均质岩石的全过程应力-应变曲线的大量数值实验进行分析,揭示出冲击倾向指标E/l与非均质参数m遵循负指数关系且E/l随m增大而减小。

关键词：岩石力学岩爆非均质冲击倾向抗拉强度

基于吸附动力学理论分析水分对煤体吸附特性的影响

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煤炭学报 2014年第3期39卷 518-523页

作者：赵东冯增朝赵阳升太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024

为了研究块裂煤体在不同储水状态下的吸附特性差异,选用潞安余吾煤矿的贫煤和阳煤开元煤矿的无烟煤并加工成Φ100 mm×150 mm的大块圆柱体煤样,保留了煤体原有的裂隙,基于吸附动力学理论,采用自主研制的吸附-注水成套实验系统,针对两煤... 详细信息

为了研究块裂煤体在不同储水状态下的吸附特性差异,选用潞安余吾煤矿的贫煤和阳煤开元煤矿的无烟煤并加工成Φ100 mm×150 mm的大块圆柱体煤样,保留了煤体原有的裂隙,基于吸附动力学理论,采用自主研制的吸附-注水成套实验系统,针对两煤种设计了6种不同含水率下的瓦斯吸附特性实验,并对同等初始条件下的定容吸附速率进行了研究。结果表明:水分作用下,对于相同初始压力下的定容吸附,1号和2号煤样干燥时的吸附速率分别是饱和含水时的16倍和22倍,吸附量分别是饱和含水时的5倍和32倍,通过孔隙测定结果,证实1号煤样具有更为发育的孔隙裂隙通道;关于终态吸附量随含水率的增加而降低的趋势,1号煤样是非线性的,但2号煤样呈现较好的线性衰减。

关键词：块裂煤体吸附特征水分吸附动力学理论煤层气开采

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岩体裂隙尺度对其变形与破坏的控制作用

岩石力学与工程学报 2008年第1期27卷 78-83页

作者：冯增朝赵阳升太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024

岩体是一种含有大量缺陷的天然材料,其中的断层、裂缝和裂隙称为高层次缺陷,微裂隙、孔隙等称为低层次缺陷。首先分析包含宏观和微观裂隙的岩石裂隙数量与尺度之间的分形关系,并按照裂隙尺度进行分级。然后采用数值试验方法,通过逐级增... 详细信息

岩体是一种含有大量缺陷的天然材料,其中的断层、裂缝和裂隙称为高层次缺陷,微裂隙、孔隙等称为低层次缺陷。首先分析包含宏观和微观裂隙的岩石裂隙数量与尺度之间的分形关系,并按照裂隙尺度进行分级。然后采用数值试验方法,通过逐级增加裂隙,研究岩体裂隙尺度对其变形与破坏的控制作用。研究结果表明,当裂缝、裂隙、微裂隙、孔隙等不同尺度、不同层次缺陷并存时,高层次缺陷对岩体的变形、稳定、破坏起着主导控制作用。

关键词：岩石力学缺陷层次裂隙分形变形与破坏控制作用

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煤表面非均匀势阱吸附甲烷特性数值模拟

煤炭学报 2016年第8期41卷 1968-1975页

作者：周动冯增朝赵东蔡婷婷王辰太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

利用蒙特卡洛方法建立了煤与甲烷吸附动力学的数值模型,并对两种非均匀势阱煤样模型的吸附甲烷过程进行计算,分析其在不同温度与吸附压力下吸附甲烷特性以及吸附热的变化规律。研究表明:非均匀势阱煤样模型等温吸附过程与理想朗格缪尔... 详细信息

利用蒙特卡洛方法建立了煤与甲烷吸附动力学的数值模型,并对两种非均匀势阱煤样模型的吸附甲烷过程进行计算,分析其在不同温度与吸附压力下吸附甲烷特性以及吸附热的变化规律。研究表明:非均匀势阱煤样模型等温吸附过程与理想朗格缪尔曲线有明显不同,等压吸附过程可利用负指数规律精确描述。煤样模型势阱深度分布的非均匀特征对煤与甲烷吸附热,以及吸附量对于温度和压力的敏感性均有一定影响。通过对不同吸附压力下吸附速率参数b的拟合计算,推导出非均匀势阱等温吸附方程,物理实验验证表明该方程对真实煤样吸附解吸甲烷过程的描述比理想朗格缪尔方程更加精确。

关键词：吸附势阱非均匀吸附压力温度吸附热

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结合孔隙结构分析注水对煤体瓦斯解吸的影响

岩石力学与工程学报 2011年第4期30卷 686-692页

作者：赵东赵阳升冯增朝太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024

为了研究煤体瓦斯的解吸特性受高压注水影响的机制,结合压汞试验测定的煤的沟通孔隙率和孔径分布规律以及煤样注水后水残留在煤样中的质量,对不同煤种一定吸附瓦斯压力在注入不同压力水的条件下,煤体瓦斯解吸规律的差异进行分析。结果表... 详细信息

为了研究煤体瓦斯的解吸特性受高压注水影响的机制,结合压汞试验测定的煤的沟通孔隙率和孔径分布规律以及煤样注水后水残留在煤样中的质量,对不同煤种一定吸附瓦斯压力在注入不同压力水的条件下,煤体瓦斯解吸规律的差异进行分析。结果表明:(1)不同煤种在同等吸附瓦斯压力条件下,沟通孔隙率越大,煤体瓦斯解吸能力越强;(2)相同煤种煤体瓦斯的解吸能力与吸附瓦斯压力大小有关,吸附压力越大,解吸能力越强;(3)根据煤的孔径分布规律和注水后煤中水的含量,计算出不同注水压力下水进入到煤体的临界孔隙尺度,该值直接影响煤体瓦斯的解吸能力,即临界孔隙尺度越小,解吸率越低;(4)通过数据拟合得出煤体瓦斯的解吸率与水进入到煤体的临界孔隙尺度符合Langmuir型规律的函数关系式。

关键词：采矿工程煤孔隙结构瓦斯解吸注水临界孔隙尺度

岩石的细胞元特性及其非均质分布对岩石全曲线性态的影响

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岩石力学与工程学报 2004年第11期23卷 1819-1823页

作者：冯增朝赵阳升段康廉太原理工大学采矿研究所中国矿业大学采矿系徐州221008

采用非均质数值试验方法,研究了在无限大刚度的试验机条件下,岩石的细胞元特性及其非均质分布对岩石单轴压缩全程曲线性态的影响。结果表明,当岩石的非均质参数m≥6时,细胞元的非均质参数m是决定岩石单轴压缩全程曲线性态的主要因素;当... 详细信息

采用非均质数值试验方法,研究了在无限大刚度的试验机条件下,岩石的细胞元特性及其非均质分布对岩石单轴压缩全程曲线性态的影响。结果表明,当岩石的非均质参数m≥6时,细胞元的非均质参数m是决定岩石单轴压缩全程曲线性态的主要因素;当m<6时,岩石的细胞元特性是决定岩石单轴压缩全程曲线性态的主要因素。

关键词：岩石力学非均质分布细胞元特性随机分布单轴压缩全程曲线