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考虑裂隙粗糙度的煤岩滑脱效应及渗透率演化机制研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：曾星艺李波波李建华段淑蕾丁云娜杨竣淞贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州大学矿业学院

为探究煤岩裂隙表面粗糙度对煤岩渗透特性的影响，选取贵州省六盘水地区煤样，首先开展了扫描电镜和低温氮气吸附试验联合表征煤岩孔裂隙结构，通过Hurst理论初步分析煤岩表面粗糙度；在此基础上，利用分形理论进一步定量表征煤岩裂隙... 详细信息

为探究煤岩裂隙表面粗糙度对煤岩渗透特性的影响，选取贵州省六盘水地区煤样，首先开展了扫描电镜和低温氮气吸附试验联合表征煤岩孔裂隙结构，通过Hurst理论初步分析煤岩表面粗糙度；在此基础上，利用分形理论进一步定量表征煤岩裂隙表面相对粗糙度，建立综合考虑应力、滑脱效应及裂隙表面相对粗糙度的煤岩表观渗透率理论模型，并探讨了裂隙表面相对粗糙度对气体滑脱因子的影响，通过煤岩渗透率的实验室测试结果进行验证和分析。研究结果表明：（1）通过扫描电镜试验观测到孔裂隙结构表面存在粗糙微元，同时低温氮气吸附试验结果表明，煤岩孔裂隙结构发育，存在分形特征且非均质性较强。（2）煤岩裂隙表面相对粗糙度随粗糙微元分形维数的增大而增大。当粗糙微元分形维数恒定时，裂隙表面相对粗糙度随粗糙微元的尺度比例ε的增大而减小，煤岩裂隙开度b越小，裂隙表面相对粗糙度对裂隙开度越敏感。（3）随着裂隙表面相对粗糙度的增大，滑脱效应增强。（4）在初始滑脱因子相同时，随着孔隙压力的增大，煤岩表观渗透率逐步降低而趋向平缓。滑脱效应对煤岩渗透起促进作用，滑脱系数越大，其作用效应越强。

关键词：六盘水煤矿吸附模型粗糙度滑脱效应渗透率模型

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考虑虚拟边界与应力耦合的页岩渗透率模型

大庆石油地质与开发 2024年第5期 166-174页

作者：叶平平李波波吴学海宋浩晟段淑蕾成巧耘贵州大学矿业学院喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室

为探讨页岩气开采过程中页岩渗透率的变化情况，基于毛细管层序模型，采用虚拟边界与应力耦合相结合的方法，按照一定权重系数将应力推导黏性流动和克努森扩散相加，建立了页岩纳米孔体相气体传输模型。结果表明：新建渗透率模型计算曲... 详细信息

为探讨页岩气开采过程中页岩渗透率的变化情况，基于毛细管层序模型，采用虚拟边界与应力耦合相结合的方法，按照一定权重系数将应力推导黏性流动和克努森扩散相加，建立了页岩纳米孔体相气体传输模型。结果表明：新建渗透率模型计算曲线与试验实测值吻合较好，可以较好揭示页岩纳米孔体相气体流动情况；与Lu模型和S&D模型相比，新建模型考虑虚拟边界与应力的耦合，表观渗透率模型计算曲线与试验结果更为吻合，且能很好地反映实测值与孔隙压力所呈现的变化规律，具有较好的优越性；页岩力学参数（弹性模量、泊松比）、Langmuir应变常数及裂隙压缩系数对页岩渗透率起抑制作用，主要表现为其值越大，页岩渗透率越小；初始渗透率对页岩渗透率起促进作用，表现为其值越大，页岩渗透率越大。研究成果可为页岩气开发提供理论支撑。

关键词：页岩气开采渗透率虚拟边界层序模型应力/应变黏性流动克努森扩散

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孔裂隙几何形态与受载含水煤体的渗透率响应机制研究

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孔裂隙几何形态与受载含水煤体的渗透率响应机制研究

作者：段淑蕾贵州大学

学位级别：硕士

煤层气是煤炭的伴生资源,也是一种低碳清洁能源。加强煤层气开采能有效缓解能源危机,并为优化能源结构、助力“双碳”目标添砖加瓦。为满足日益增长的能源需求,煤炭开采逐步向深部进军,深部煤体孔裂隙结构复杂致密、分布情况非均质性强... 详细信息

煤层气是煤炭的伴生资源,也是一种低碳清洁能源。加强煤层气开采能有效缓解能源危机,并为优化能源结构、助力“双碳”目标添砖加瓦。为满足日益增长的能源需求,煤炭开采逐步向深部进军,深部煤体孔裂隙结构复杂致密、分布情况非均质性强。此外,深部煤储层高地应力、高岩溶水压特征导致煤体低渗特征明显,而高地温、强开采扰动特征加剧低渗煤层瓦斯灾害的不确定性。因此,探究孔隙结构特征、应力及水分等多因素共同作用下煤体渗透率演化机制,有利于煤储层安全、高效、可持续抽采以及准确评估煤储层开发经济效益。本文以资料搜集的地质特征与煤储层物性特征为研究背景,针对山西赵庄矿原煤煤样,开展不同含水率条件下受载煤体渗流试验,采用理论与试验相结合的研究方法,探究多因素对不同几何形态孔裂隙表观渗透率的影响,揭示孔隙结构参数与煤体渗透率间的响应机制。主要取得如下研究进展:(1)开展不同含水率下受载煤体渗流试验,同一有效应力条件下,煤体渗透率随含水率升高呈线性降低趋势。同一含水率条件下,煤体渗透率随应力加载亦逐渐减小。故而,有效应力及水分均抑制气体在孔裂隙通道内高速运移。(2)考虑应力变形、吸水/吸气膨胀效应、动态水膜及滑脱效应,修正狭缝状裂隙及毛细管孔隙的表观渗透率模型,运用试验数据验证模型可靠性,分析应力、吸水/吸气膨胀效应、动态水膜及滑脱效应对煤体渗透特性的影响,探究不同几何形态孔隙表观渗透率的演化机理。结果表明:圆形、正方形、正三角形孔隙内水膜厚度依次减小。而不同几何形态孔隙内煤体渗透率与水膜厚度排序相反,同时圆形孔隙内滑脱因子较含角孔隙更大,且两者差异明显,而正方形与正三角形孔隙内滑脱因子间差异较小。(3)煤储层真实环境内各因素交错耦合,引入孔隙压缩性系数及动态含水饱和度以表征应力与水分相互响应程度。基于此,量化力-水耦合作用下孔隙动态展布特征,建立煤体分形表观渗透率模型,运用不同含水饱和度受载煤体渗透率试验数据验证所建模型,揭示临界孔径、动态分形维数等结构参数与煤体渗透率的响应机制。结果表明:孔径分形维数或水分主导下迂曲度分形维数与煤体渗透率呈正相关关系。而应力主导下迂曲度分形维数与临界孔径与煤体渗透率呈负相关关系。特定分形维数与动态分形维数对表观渗透率的影响一致,但对滑脱因子的影响截然相反,为理解煤体渗透率演化机理提供新的分析角度。

关键词：煤体渗透率孔裂隙几何形态展布规律滑脱效应水分

应力作用下含水煤岩渗透率及水膜动态演化机制

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煤炭科学技术 2023年第6期51卷 91-100页

作者：段淑蕾李波波成巧耘宋浩晟贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州贵阳550025 贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州贵阳550025

为探究应力−吸附−水与滑脱效应多因素综合作用下煤岩渗透率演化机制,考虑应力−吸附诱导煤岩变形的影响,修正水膜厚度表达式,并分析煤岩孔隙的动态变化。基于此,进一步量化含水煤岩气体滑脱效应的强度,建立考虑应力−吸附−水与滑脱效应多... 详细信息

为探究应力−吸附−水与滑脱效应多因素综合作用下煤岩渗透率演化机制,考虑应力−吸附诱导煤岩变形的影响,修正水膜厚度表达式,并分析煤岩孔隙的动态变化。基于此,进一步量化含水煤岩气体滑脱效应的强度,建立考虑应力−吸附−水与滑脱效应多因素综合作用的煤岩渗透率模型。此外,结合煤岩渗透率试验研究,通过试验数据验证渗透率模型的可靠性,以揭示应力−吸附−水多因素综合作用下煤岩渗透率、动态水膜及滑脱因子的演化机制。研究结果表明:同一含水饱和度条件下,煤岩渗透率随有效应力增大先急剧减小后趋于平缓;同一有效应力条件下,煤岩渗透率随含水饱和度增大逐渐减小。水膜厚度在应力−吸附−水作用下动态变化,水膜厚度与应力、吸附呈负相关趋势,而与含水饱和度呈正相关趋势;随含水饱和度增大,滑脱因子逐渐增大,但在低应力条件下,增大趋势平缓,高应力条件下增大趋势急剧。此外,基于气−液−固表面分离压,推导应力−吸附作用下正方形、正三角形内动态水膜表达式,并分析不同几何形态孔隙的煤岩渗透率、动态水膜及滑脱因子演化机制的差异。其中,因角孔存在,不同几何形态孔隙内水膜厚度从大至小排序为圆形、正方形、正三角形,煤岩渗透率排序与其相反;圆形孔隙内滑脱因子较含角孔隙更大,而正方形与正三角形孔隙内滑脱因子差异较小。

关键词：煤岩动态水膜渗透率模型滑脱效应孔隙几何形态

考虑动态滑脱的页岩微裂隙表观渗透率演化机制

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煤炭科学技术 2023年第11期51卷 129-138页

作者：丁云娜李波波成巧耘段淑蕾宋浩晟贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州贵阳550025 贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州贵阳550025

为研究页岩气开采过程中有效应力、气体吸附及滑脱效应作用下微裂隙表观渗透率的演化机制,利用分形理论表征微裂隙气体总流量,并基于Hagen-Poiseuille二阶滑脱方程建立微裂隙变形和滑脱效应综合作用的表观渗透率模型。同时,结合滑脱系... 详细信息

为研究页岩气开采过程中有效应力、气体吸附及滑脱效应作用下微裂隙表观渗透率的演化机制,利用分形理论表征微裂隙气体总流量,并基于Hagen-Poiseuille二阶滑脱方程建立微裂隙变形和滑脱效应综合作用的表观渗透率模型。同时,结合滑脱系数与固有渗透率间的函数关系,量化有效应力和气体吸附等因素对滑脱系数的影响,探讨页岩气渗流过程中滑脱系数动态演变过程,并验证模型可靠性。此外,结合敏感性分析,探讨微裂隙压缩性系数、分形维数、内膨胀系数对滑脱系数的影响。结果表明:(1)恒定外应力和恒定有效应力条件下,随孔隙压力逐渐增大,受气体吸附与滑脱效应的耦合影响,表观渗透率呈减小趋势;(2)当外应力恒定时,气体分子平均自由程随孔隙压力增大而减小,滑脱效应减弱,一阶、二阶滑脱系数C_(1)、C_(2)减小,整体滑脱系数B增大;当有效应力恒定时,页岩气渗流通道受制于气体吸附的影响而逐渐减小,C_(1)、C_(2)和B逐渐增大;(3)基于模型敏感性分析,探讨微裂隙压缩性系数、分形维数、内膨胀系数与滑脱系数之间的互馈机制,其中微裂隙压缩性系数、分形维数导致固有渗透率增大,而C_(1)、C_(2)、B减小;内膨胀系数的增大导致固有渗透率减小,C_(1)、C_(2)、B增大。研究所得结论将为页岩气开采提供一定的理论支撑。

关键词：页岩气开采有效应力气体吸附滑脱系数表观渗透率分形理论

含水煤岩渗透率演化规律及动态滑脱效应的作用机制

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岩石力学与工程学报 2022年第4期41卷 798-808页

作者：段淑蕾李波波李建华高政成巧耘许江贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州贵阳550025 贵州大学贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州贵阳550025 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

为探究含水煤岩在有效应力与动态滑脱效应综合作用下的渗透率演化规律,采用含瓦斯煤热-流-固三轴伺服渗流装置,分别测量不同含水率下有效应力增大过程中的煤岩渗透率。在此基础上,建立考虑有效应力、水分与动态滑脱效应综合作用的煤岩... 详细信息

为探究含水煤岩在有效应力与动态滑脱效应综合作用下的渗透率演化规律,采用含瓦斯煤热-流-固三轴伺服渗流装置,分别测量不同含水率下有效应力增大过程中的煤岩渗透率。在此基础上,建立考虑有效应力、水分与动态滑脱效应综合作用的煤岩渗透率模型,并进一步量化分析不同有效应力和含水率下的煤岩渗流特性和动态滑脱效应及其相互间的联动机制。研究结果表明:(1)含水率恒定时,有效应力增大过程中,煤岩渗透率呈指数形式减小。有效应力恒定时,含水率越大,煤岩渗透率越小。(2)构建随有效应力、含水率变化的动态滑脱因子模型。在各含水率条件下,随有效应力增大,煤岩裂隙通道逐渐闭合,滑脱因子则呈增大趋势。此外,本试验条件下,同一有效应力下的滑脱因子在含水率1.80%以内缓慢增大,超过1.80%后出现激增。(3)构建含水煤岩渗透率模型并验证其可靠性,量化滑脱效应对渗透率的贡献情况。(4)考虑到实际储层中裂缝形态的差异,提出考虑不同裂缝形态的煤岩气测渗透率模型。其中,圆形裂缝对应的煤岩渗透率最小,方形次之,正三角形最大。探讨多因素综合作用下煤层气在储层中的运移规律,以期对提高煤层气采收率具有重要指导意义。

关键词：岩石力学煤岩含水率滑脱效应渗透率模型有效应力

控股股东股权质押对其股份增持的影响研究 ——基于控制权转移风险的视角

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控股股东股权质押对其股份增持的影响研究 ——基于控制权转移风...

作者：范淑蕾山东财经大学

学位级别：硕士

近年来,我国A股市场形成了近乎“无股不押”的局面。尽管股权质押能够使得控股股东较为便捷地获得金融贷款,并且仍能保持对公司的控制权,但股权质押风险不容小觑,一旦股价触及平仓线,质权方有权抛售股票,股价将面临着极大的崩盘风险,控... 详细信息

近年来,我国A股市场形成了近乎“无股不押”的局面。尽管股权质押能够使得控股股东较为便捷地获得金融贷款,并且仍能保持对公司的控制权,但股权质押风险不容小觑,一旦股价触及平仓线,质权方有权抛售股票,股价将面临着极大的崩盘风险,控股股东也将面临随之而来的控制权转移风险。大规模的股权质押也给金融市场的稳定运行带来冲击,股市整体走势下行时,出质股权被强行平仓的概率加大,这会加剧投资者的恐慌情绪,造成股市“踩踏”。2014年,国务院发布了《关于进一步促进资本市场健康发展的若干意见》,提出“鼓励上市公司建立市值管理制度”,党的二十大报告中也进一步强调要“牢牢守住不发生系统性风险底线”。学术界对控股股东在股权质押后的市值管理行为进行了许多探索,股份增持作为一种“利益共享、风险共担”的行为,具有灵活、成本可控、见效快的优势,是控股股东很可能用来缓解控制权转移风险的手段。因此,本文以2013-2021年中国沪深A股公司为样本,研究控股股东在股权质押后是否会进行股份增持来管控质押风险,股份增持又能否够发挥应有的作用。文章首先通过Logit模型检验控股股东股权质押对其股份增持的影响,随后基于股市行情、股价崩盘风险、质押新规、市场化程度进行异质性分析。在进一步分析中,本文探讨了股权质押平仓压力对控股股东股份增持的影响,同时运用事件研究法考察控股股东增持的短期市场反应,并通过中介机制检验控股股东增持是否通过给予投资者持股信心对公司股价产生影响。研究结果表明:(1)控股股东股权质押对其股份增持具有显著的正向影响,并且股权质押比例越高,控股股东越容易增持股份;(2)相比于控制权转移风险较小的牛市、低股价崩盘风险、质押新规发布后以及低市场化程度的中西部地区,控股股东股权质押对其股份增持的正向影响在熊市、高股价崩盘风险、质押新规发布前以及高市场化程度的东部地区更加明显;(3)当公司股价跌至质押平仓线时,控股股东更可能进行股份增持,而当公司股价高于平仓线且低于质押警戒线时,控股股东并不会因此增持股份,这说明股份增持是控股股东的应急措施,也间接证实了股份增持可以及时、有效地稳定和提升股价,缓解控制权转移风险;(4)控股股东增持产生了正向的市场反应,发挥了降低控制权转移风险的作用,投资者情绪在控股股东增持对公司股价影响中具有部分中介效应。本文厘清了控股股东股权质押对其股份增持的影响,对于控股股东管控控制权转移风险、监管机构和投资者理解控股股东增持的动机具有重要启示意义。

关键词：控股股东股权质押控制权转移风险控股股东增持

幼儿园区域活动质量的个案研究 ——基于《保育教育质量评估指南》的视角

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幼儿园区域活动质量的个案研究 ——基于《保育教育质量评估指南...

作者：高淑蕾洛阳师范学院

学位级别：硕士

在学前教育发展进程中,提高学前教育质量是学前教育的必由之路。《保育教育评估指南》(以下简称《评估指南》)的出台,为幼儿园教育质量的提升制定了具体指标,也为研究幼儿园区域活动质量提供了政策依据。区域活动是幼儿园教育活动中不... 详细信息

在学前教育发展进程中,提高学前教育质量是学前教育的必由之路。《保育教育评估指南》(以下简称《评估指南》)的出台,为幼儿园教育质量的提升制定了具体指标,也为研究幼儿园区域活动质量提供了政策依据。区域活动是幼儿园教育活动中不可或缺的形式,有助于促进儿童在认知、情感、社会性和身体等多个方面的发展。尽管区域活动的重要性已得到了广泛认可,但当前关于幼儿园区域活动的开展与质量研究现状并不尽如人意。洛阳市S幼儿园作为一所公办省级优质示范园,已连续开展三年区域活动教研,有了较为成熟的实践经验,在该地区拥有显著的代表性和教育影响力,本论文以S幼儿园为研究对象,采用定性和定量相结合的研究方法,深入探究该幼儿园区域活动质量。在全面了解S幼儿园区域活动现状的基础上,分析影响活动质量的因素,并在此基础上提出针对性的提升策略。论文首先分析了《评估指南》对幼儿园区域活动实施的要求,包括评价的规范化和标准化、注重过程评估、聚焦班级观察等,将理论指导与实践评价紧密结合。其次从空间环境,区域材料的投放,活动材料的安全、存放与更换,区域活动的观察与指导四个项目进行分析,得出如下结论:样本幼儿园在空间环境和活动材料的安全性、存放与更换管理方面表现出良好水平,而在区域材料的投放和活动观察与指导方面则处于一般水平;样本幼儿园区域活动环境总体较好,但区域位置安排不适宜;活动材料结构性较为合理,但层次性有待加强;幼儿活动意愿得以保障,但活动互动水平不高;活动总结经验较少,幼儿主体地位缺失。最后通过分析S幼儿园区域活动的实践经验与现存问题,并结合相关文献及既往研究成果,对提高S幼儿园区域活动质量提出了以下具有指导性的策略:树立整体发展观念,加强区域活动的课程关联性;基于儿童立场,鼓励幼儿参与区域活动创设;重视有效活动观察,为幼儿发展提供支架;实现多元化互动,推动幼儿社会能力发展;师幼共同总结探讨,延伸区域活动价值。论文通过对S对幼儿园区域活动质量的个案研究,以期提升幼儿园区域活动质量,更好地在本地发挥示范引领作用。

关键词：区域活动《保育教育质量评估指南》质量研究

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钢铁行业钙基半干法脱硫灰渣资源化利用进展

工程科学学报 2024年第3期46卷 567-579页

作者：钱大益王艳叶凯航邢奕苏伟段淑雅伊犁师范大学化学与环境科学学院污染物化学与环境治理重点实验室伊宁835000 北京科技大学能源与环境工程学院北京100083

对首钢和唐钢循环流化床(CFB)、密相塔(DFA)烟气脱硫灰氧化改性进行了深入研究,脱硫灰分的矿物相组成主要包括CaSO_(3)·0.5H_(2)O、CaSO_(4)、CaCO_(3)、Ca(OH)_(2),平均粒径为7.252μm、中位粒径(D_(50))为4.521μm、80%的粒子粒径处... 详细信息

对首钢和唐钢循环流化床(CFB)、密相塔(DFA)烟气脱硫灰氧化改性进行了深入研究,脱硫灰分的矿物相组成主要包括CaSO_(3)·0.5H_(2)O、CaSO_(4)、CaCO_(3)、Ca(OH)_(2),平均粒径为7.252μm、中位粒径(D_(50))为4.521μm、80%的粒子粒径处于1.039~16.162μm、比表面积为2.25 m^(2)·g^(–1),比表面积相对较大,且喷雾干燥(SDA)法脱硫灰粒径明显大于CFB与DFA法;脱硫灰含水率0.02%~0.36%,体积密度0.85~1.0 t·m^(–3),容积密度0.55~1.0 t·m^(–3),真密度2.25~2.69 t·m^(–3),压实密度为1.4 t·m^(–3);脱硫灰粒大小不一,形状多为不规则的小类球体且孔道直径在0.1~0.2μm.结合半干法脱硫灰理化性质系统表征、改性与工业化应用等成果,系统分析目前钢铁企业及其他半干法脱硫灰资源化利用研究的主要方向和进展情况,提出利用半干法脱硫灰制备多种新型材料实现半干法脱硫灰资源化利用.

关键词：烧结球团钙基半干法脱硫灰渣资源化利用