检索结果-南通市图书馆

瓦斯脱附扩散迟滞压力及双重孔隙煤体窜流函数

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2022年第2期47卷 870-882页

作者：刘清泉褚鹏黄文怡吕彪王亮张保勇刘嫄嫄中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150022

煤中瓦斯运移要经过脱附-扩散-渗流等贯序环节才能进入钻孔或巷道。大量有关残存瓦斯含量、煤的瓦斯吸附解吸残余变形及吸附解吸迟滞的研究显示,煤中瓦斯脱附扩散过程较吸附扩散过程存在不可忽略的附加阻力,其大小由扩散路径长度及复杂... 详细信息

煤中瓦斯运移要经过脱附-扩散-渗流等贯序环节才能进入钻孔或巷道。大量有关残存瓦斯含量、煤的瓦斯吸附解吸残余变形及吸附解吸迟滞的研究显示,煤中瓦斯脱附扩散过程较吸附扩散过程存在不可忽略的附加阻力,其大小由扩散路径长度及复杂度所控制。脱附扩散附加阻力影响基质系统与裂隙系统间的质量交换,但当前被广泛使用的双重孔隙煤体瓦斯运移模型并未考虑其影响,用于瓦斯抽采流场特性的理论分析时将使瓦斯含量被低估。基质系统与裂隙系统间的质量交换也被称为窜流,窜流函数是计算基质系统与裂隙系统间质量交换量/速率的关键函数。为了修正煤层瓦斯运移模型,开展了以煤粒(煤柱)吸附解吸等温测试模拟裂隙压力恒定的窜流试验,提出了瓦斯脱附扩散迟滞压力用于定量评价附加阻力,修正了双重孔隙煤体窜流函数,并同试验结果进行了对比验证。获得如下成果:明确了瓦斯脱附扩散迟滞压力的概念与物理意义;当最大吸附平衡压力相同时,降压过程中瓦斯脱附扩散迟滞压力随粒径增大而增大,对于同一样品,瓦斯脱附扩散迟滞压力随压降值的增大而减小;使用修正模型模拟煤柱瓦斯解吸过程与试验获得的等温解吸数据匹配度较好,R;可达98.2%。随着开采深度增加,地应力增大,煤的基质尺度将大幅增大,脱附扩散迟滞压力对于煤层瓦斯运移的影响将更加显著,通过技术手段减小脱附扩散迟滞压力应成为深部煤层瓦斯治理或煤层气开发需深入研究的问题之一。

关键词：瓦斯运移孔隙-裂隙二重介质脱附扩散迟滞压力窜流函数

原位保压取心气体组分对煤层瓦斯压力测算的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤田地质与勘探 2023年第8期51卷 79-87页

作者：褚鹏尚德磊李建华马少明朱国栋崔鹏飞深圳大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室广东省深地科学与地热能开发利用重点实验室深地科学与绿色能源研究院广东深圳518060 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

基于保压取心工艺测定煤层瓦斯压力和含量,是实现瓦斯参数快速精准测定的有效方法。瓦斯是一种以甲烷为主的多组分混合气体,煤对于不同气体的吸附能力不同,混合气体中各组分气体分压也存在差异,不同气体组分占比将影响煤层瓦斯含量和压... 详细信息

基于保压取心工艺测定煤层瓦斯压力和含量,是实现瓦斯参数快速精准测定的有效方法。瓦斯是一种以甲烷为主的多组分混合气体,煤对于不同气体的吸附能力不同,混合气体中各组分气体分压也存在差异,不同气体组分占比将影响煤层瓦斯含量和压力的测算结果。为实现保压取心煤层原位瓦斯压力的精准测算,采用数值模拟和理论计算相结合,研究气体组分对瓦斯压力测算的影响。通过分析取心器内煤心瓦斯压力演化过程,将多组分气体吸附模型引入瓦斯运移理论,建立考虑多组分气体的双重介质瓦斯压力演化方程,并应用于数值仿真。模拟结果显示,煤心进入岩心筒后裂隙瓦斯压力初始先迅速下降而后逐渐上升,基质瓦斯压力一直缓慢下降,岩心筒内自由空间的瓦斯压力由初始0.1 MPa缓慢上升,数小时后3个压力平衡,平衡压力远小于煤心原始瓦斯压力;CO_(2)组分对平衡瓦斯压力值的影响最大,当气体为纯CH_(4)时平衡压力最小。同时,推导了考虑多组分气体的保压取心煤层原位瓦斯压力计算公式,根据设定的平衡压力反算煤层瓦斯压力,理论计算煤层瓦斯压力值与数值模拟数据的对比结果吻合较好,Pearson相关系数为99.89%;利用取心器平衡压力反算煤层瓦斯压力时,计算结果随CO_(2)、CH_(4)组分增加和N_(2)组分减少而减小,气体为纯CH_(4)时反算的煤层瓦斯压力值最小。利用保压取心测算煤层原位瓦斯压力时,若不考虑气体组分而以纯CH_(4)计算,可能会低估煤层瓦斯压力值,尤其是煤层瓦斯压力较大且CO_(2)气体组分占比高时,误差更大,为准确测算煤层瓦斯压力,应考虑瓦斯气体组分的影响。

关键词：保压取心气体组分煤层瓦斯压力瓦斯运移

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤层纳米孔隙结构对瓦斯运移特性的影响研究

采矿与安全工程学报 2022年第6期39卷 1256-1264,1271页

作者：赵洪宝秦逢缘李作泉程辉王伊阔中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 甘肃靖远煤电股份有限公司甘肃白银730913

为探讨煤层纳米级孔隙结构对瓦斯运移特性影响机理,选取霍尔辛赫煤矿3号煤层煤样进行小角X射线散射试验,得出该煤层煤体纳米范围内孔隙结构参数及分布特征。基于试验所取得参数,并结合实际地温和储层压力条件进行数值模拟,引入运移通道... 详细信息

为探讨煤层纳米级孔隙结构对瓦斯运移特性影响机理,选取霍尔辛赫煤矿3号煤层煤样进行小角X射线散射试验,得出该煤层煤体纳米范围内孔隙结构参数及分布特征。基于试验所取得参数,并结合实际地温和储层压力条件进行数值模拟,引入运移通道可达性系数和运移时间定量表征瓦斯输运效率。结果表明:煤样纳米孔隙中瓦斯的主要运移方式为过渡流。孔隙通道内各初始条件对瓦斯运移特性影响不同,孔隙通道可达性系数随孔隙直径的增加而增加。受气体滑脱效应影响,15nm以下通道运移时间随尺度增大急剧衰减。通道内瓦斯运移受启动压力和浓度梯度共同作用,启动压力克服阻力,浓度梯度决定后续运移,运移时间受浓度增益和碰撞阻力效果共同作用。微孔内,运移通道变窄时,可达性系数及运移时间均与窄通道直径正相关;运移通道变宽时,可达性系数受窄通道长度与宽通道直径共同作用,运移时间与可达性系数存在最大差值区域。微孔内,可达性系数与通道几何参数有关,通过数据拟合,并引入太沙基有效应力得出煤层受应力作用下微孔通道瓦斯输运效率的表征公式,拟合效果良好。

关键词：孔隙结构瓦斯运移可达性系数运移时间

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

特长瓦斯隧道多作业面施工通风流场研究

现代隧道技术 2022年第5期59卷 118-124页

作者：李冰叶爱军崔鹏杰赵树磊郭春中国铁建昆仑投资集团有限公司成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031

针对特长瓦斯隧道多工作面施工通风流场问题,以阳宗隧道为依托工程,采用数值模拟软件Fluent对隧道左右洞、横通道及平导处通风流场及瓦斯运移规律进行分析,并结合现场实测数据进行验证。结果表明:通风流场在通风10 min后处于稳定状态,... 详细信息

针对特长瓦斯隧道多工作面施工通风流场问题,以阳宗隧道为依托工程,采用数值模拟软件Fluent对隧道左右洞、横通道及平导处通风流场及瓦斯运移规律进行分析,并结合现场实测数据进行验证。结果表明:通风流场在通风10 min后处于稳定状态,稳定流场状态下的隧道右洞通风流场分为冲击射流区、涡流区及回流区,而由于隧道左洞风筒距离隧道壁面相对较远,在风筒近壁面侧也会形成涡流区,施工过程中,风筒应紧贴隧道壁面;稳定后的隧道内左右洞、横通道及平导处风速均大于0.5 m/s,满足隧道现场施工要求;通风初期,瓦斯主要集中在掌子面区域,掌子面处风筒对侧拱顶瓦斯浓度明显高于其他区域;隧道左右洞掌子面处瓦斯浓度变化趋势为先缓慢上升,而后骤降,掌子面区域瓦斯浓度变化主要求取决于掌子面瓦斯浓度涌出强度。

关键词：特长隧道瓦斯隧道多作业面通风流场瓦斯运移

基于采空区孔隙率动态演化模型的卸压瓦斯运移规律研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

矿业安全与环保 2023年第2期50卷 1-6页

作者：张永涛朱鹏飞李庆钊窦成义杜豪豪陕西彬长大佛寺矿业有限公司陕西咸阳712000 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

为了获得工作面推进过程中采空区卸压瓦斯的运移规律,以大佛寺煤矿40118工作面为研究对象,基于煤岩层的物理力学参数,建立了基于采空区应力分布特征的采空区孔隙率动态演化模型,采用数值模拟的方法获得了工作面不同通风量、高位钻孔不... 详细信息

为了获得工作面推进过程中采空区卸压瓦斯的运移规律,以大佛寺煤矿40118工作面为研究对象,基于煤岩层的物理力学参数,建立了基于采空区应力分布特征的采空区孔隙率动态演化模型,采用数值模拟的方法获得了工作面不同通风量、高位钻孔不同抽采负压,以及不同瓦斯涌出量条件下的采空区瓦斯运移规律。研究结果表明:采空区孔隙率动态演化模型可以较好地适应该矿的地层条件,其随着工作面推进而动态变化;在高位钻孔抽采条件下,随着工作面通风量和抽采负压的增大,采空区瓦斯浓度(甲烷体积分数)逐渐减小,但浓度值处于爆炸界限内的区域却有所增加,这在一定程度上增大了发生瓦斯爆炸风险的范围;随着采空区瓦斯涌出量的增加,采空区内甲烷体积分数整体上升,但瓦斯爆炸风险有所降低。

关键词：采空区孔隙率数值模拟覆岩裂隙高位钻孔瓦斯运移

瓦斯隧道爆破方案优化及掌子面处瓦斯运移规律研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

爆破 2024年

作者：王贺田成林王清标孙永刘忠磊魏元津梁龙毕元甲山东科技大学安全与环境工程学院山东科技大学资源学院中铁十四局集团隧道工程有限公司中铁十四局集团有限公司中铁十四局集团第四工程有限公司

为研究高瓦斯隧道在开挖爆破后的瓦斯扩散运移规律及通风对瓦斯浓度的影响，以我国在建某瓦斯隧道为研究对象，对瓦斯条件下的隧道爆破方案进行了优化并在此基础上研究了在通风和未通风两种工况下的掌子面附近瓦斯扩散运移特征，获得了... 详细信息

为研究高瓦斯隧道在开挖爆破后的瓦斯扩散运移规律及通风对瓦斯浓度的影响，以我国在建某瓦斯隧道为研究对象，对瓦斯条件下的隧道爆破方案进行了优化并在此基础上研究了在通风和未通风两种工况下的掌子面附近瓦斯扩散运移特征，获得了掌子面附近的瓦斯扩散运移规律。研究表明：当爆破预计进尺为1.2m，不耦合系数设定为0.76时，炮孔残留率和炮孔利用率均在90%以上，超挖控制效果较好；数值模拟表明，未通风条件下，隧道掌子面处拱顶和拱腰附近瓦斯积聚现象严重，瓦斯浓度接近30%，瓦斯状态稳定后距离掌子面7m范围内瓦斯浓度较高，7m以外的区域瓦斯浓度变化梯度较小；在通风30s左右瓦斯浓度均可降到安全范围内，但风筒异侧的拱脚和拱腰处容易发生瓦斯积聚现象，尤其是拱脚处的瓦斯积聚现较明显，瓦斯浓度接近20%，风筒同侧的拱脚处存在通风盲区，瓦斯小范围积聚，浓度在5%左右，应该加强对上述区域的监测和防治；现场实测瓦斯浓度分布及瓦斯影响范围与模拟结果较为一致，研究结果可为类似瓦斯隧道爆破施工及通风优化提供参考依据。

关键词：瓦斯隧道爆破优化数值模拟瓦斯运移通风效果

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

小断层影响下的采空区瓦斯运移规律研究

煤炭科学技术 2023年

作者：张学博王攀王豪河南理工大学安全科学与工程学院煤炭安全生产河南省协同创新中心河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室河南神火煤电股份有限公司

在煤矿开采过程中，小断层会导致采空区瓦斯聚集形成瓦斯富集区，对生产安全具有很大威胁，因此有必要研究小断层影响下的采空区瓦斯运移规律。通过UDEC数值模拟采空区上覆岩层破坏过程，从而计算小断层影响下采空区上覆岩层的空隙率，... 详细信息

在煤矿开采过程中，小断层会导致采空区瓦斯聚集形成瓦斯富集区，对生产安全具有很大威胁，因此有必要研究小断层影响下的采空区瓦斯运移规律。通过UDEC数值模拟采空区上覆岩层破坏过程，从而计算小断层影响下采空区上覆岩层的空隙率，并利用FLUENT软件数值模拟开采过程中考虑小断层影响的采空区瓦斯运移规律。研究表明：（1）工作面距离小断层20 m远处，小断层从顶部首先出现滑移现象，采空区上覆岩层的位移开始受到断层的影响；工作面到达断层时，由于断层滑移，上盘岩体在断层面滑移产生回转现象，支撑着采空区岩层，覆岩垮落位移量出现大幅度减小，并且岩层垮落出现滞后现象；小断层的影响范围有限，工作面过小断层60 m之后，采空区上覆岩层位移规律逐渐恢复正常。（2）通过分析含小断层采空区上覆岩层位移特征，得到了采空区上覆岩层位移及其拟合公式，计算得到了三维空隙率分布规律：①冒落带范围内，覆岩空隙率在四个隅角位置最大，并且断层靠近进回风巷的位置也出现了空隙率增高；②裂隙带范围内，除断层靠近进回风巷的位置空隙率较大，其他位置空隙率相对较低且变化不明显。（3）获得了小断层影响下的采空区瓦斯运移规律：①在工作面距离断层50 m远处，采空区瓦斯运移几乎不受断层的影响；②在工作面推进至断层时，瓦斯沿着断层及其附近的高空隙率覆岩产生的优势逃逸通道向采空区深部运移，同时上盘的瓦斯也向深部转移导致大量瓦斯积聚在断层下盘，可能导致瓦斯随漏风流入工作面及回风巷；③在工作面过断层50 m时，采空区瓦斯继续向上隅角附近转移；④工作面过断层100 m时，采空区上覆岩层瓦斯运移出现回转现象，上隅角和下盘冒落带瓦斯浓度高。

关键词：小断层瓦斯运移覆岩移动数值模拟

大型物理三维模拟实验中传感器布置优化方法研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤矿安全 2022年第3期53卷 132-139页

作者：郝昱宇李树刚西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054

针对煤与瓦斯安全共采大型物理三维模拟实验中传感器布置问题,通过数值模拟、理论分析找寻瓦斯运移及压应力变化关键信息点,优化传感器布置参数,提高模拟实验相似性与采集效率;首先通过数值模拟建立瓦斯及压应力分布图谱,通过分析该分... 详细信息

针对煤与瓦斯安全共采大型物理三维模拟实验中传感器布置问题,通过数值模拟、理论分析找寻瓦斯运移及压应力变化关键信息点,优化传感器布置参数,提高模拟实验相似性与采集效率;首先通过数值模拟建立瓦斯及压应力分布图谱,通过分析该分布规律中变化关键点信息;再次根据该位置点信息建立分时段、选择性数据采集方案,自主设计分布式通讯采集板卡,实现了单位时间下动态区域数据采集系统,降低了单位时间下数据采集量;最终通过差值算法对采样数据进行处理,获得了不同风速对瓦斯运移影响,并对开采至60 m处瓦斯富集区域进行了推断,与此同时,建立了沿煤层走向各个阶段下垂直应力分布图谱。通过将数据与微震监测结果进行比较,其结果互相吻合。

关键词：传感器布置优化分布式通讯三维物理相似模拟实验瓦斯运移压应力分布

沿空留巷工作面“一进两回”通风方式下采空区漏风规律研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

矿业安全与环保 2022年第6期49卷 46-51页

作者：郭艳飞郝殿李学臣易书钢焦作煤业(集团)有限责任公司科学技术研究所河南焦作454002

为了正确判断“一进两回”通风方式下工作面采空区风流流动方向,指导矿井加强采空区瓦斯管理,以古汉山矿1604综采放顶煤工作面为研究对象,通过在工作面开切眼下部煤壁及运输巷沿空留巷外段分别释放SF_(6)气体,考察确定工作面漏风及瓦斯... 详细信息

为了正确判断“一进两回”通风方式下工作面采空区风流流动方向,指导矿井加强采空区瓦斯管理,以古汉山矿1604综采放顶煤工作面为研究对象,通过在工作面开切眼下部煤壁及运输巷沿空留巷外段分别释放SF_(6)气体,考察确定工作面漏风及瓦斯运移规律,并结合通风阻力变化及风量测定结果,分析采空区漏风随工作面推进的动态变化过程。研究结果表明:工作面风流分别自沿空留巷上帮及开切眼下部漏入采空区,并由开切眼上部涌入工作面,留巷初期总漏风量约占进风量的15%;沿空留巷漏风加大了采空区瓦斯涌出量及涌出范围,工作面检修期间采空区瓦斯涌出量占工作面总瓦斯涌出量的75%;沿空留巷段漏风通道随工作面推进整体呈增大趋势,但漏风量在留巷阶段初次来压前达到峰值,而后受巷道风流阻力变化影响,留巷段分风量、漏风量均呈缓慢下降趋势。

关键词：沿空留巷 Y型通风采空区示踪气体漏风瓦斯运移动态变化