一种新型煤与瓦斯突出物理模拟系统研制与应用

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作者 刘永茜 霍中刚 +5 位作者 李宏艳 舒龙勇 孙中学 汪东 刘学 史兴旺 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期327-339,共13页

物理力学实验模拟是研究煤与瓦斯突出机理和发育规律的重要技术方法之一。研发一种新型煤与瓦斯突出模拟系统,旨在借助现有先进监测技术和装备,结合具体瓦斯地质模拟条件,开发出先进的实验设计方案,实现复杂场景下的煤与瓦斯突出现象模... 物理力学实验模拟是研究煤与瓦斯突出机理和发育规律的重要技术方法之一。研发一种新型煤与瓦斯突出模拟系统,旨在借助现有先进监测技术和装备,结合具体瓦斯地质模拟条件,开发出先进的实验设计方案,实现复杂场景下的煤与瓦斯突出现象模拟,助推煤与瓦斯突出机理研究。本模拟系统由应力加载子系统、实验箱体子系统、动力牵引子系统、气压控制子系统、诱突装备子系统、模拟巷道子系统和测控子系统7部分构成,在各个子系统设计过程中都不同程度地实现了技术方法提升,整个系统形成了标志性创新成果。模拟系统有如下特点:(1)完善了三轴同步连续非均匀加载技术装备的高载荷加/卸载功能。试件加载由X、Y和Z方向的10个独立压头完成,试件尺寸为400 mm×400 mm×1200 mm,载荷强度最大25 MPa,最大密闭气压6.0 MPa,上述10个压头中的任意个体可根据指令独立或同步完成行程内的加/卸载任务,并实现了水平应力分层加卸载。(2)形成了系统制样、装样、密封、加载一体化工艺。实验箱体为新型分体式结构,由动力牵引系统辅助实验箱体完成试件成型、应力加载和模拟材料搬运,且箱体结构平移量控制精准。(3)集成多种诱突技术于同一模拟平台,完成了包括箱体、突出窗口等多项技术装备功能创新,完成了动力诱突、二级爆破片联动诱突、变径钻进诱突等多种诱突技术及装备研制,且在动力诱突和变径钻进诱突技术装备上实现了原始创新,并经过了实验模拟验证。(4)实现了关键装置结构体的设计创新。双层钢板箱体缓解了同步加载的应力集中并提高箱体结构气密性,突出口的内腔设计提高了诱突效率,模拟巷道端头结构与管道“软包硬”结构设计提高了系统安全性,变径钻头结构实现了Rouleauxs triangle理论的工程化应用。(5)多元信息监测及数据融合实现了模拟测试的精准化。采用了先进的数据采集系统(应力、气压、温度等数据)和包括声发射、高速摄像机等监控技术装备,实现了煤与瓦斯突出的多元数据精准监测。(6)工程案例模拟证实了系统应用的可靠性。通过平煤“3·22”突出案例模拟,完成了系统功能的整体检验,并发现了突出过程中断层构造对地应力、气体压力和温度的影响规律,证实了本物理力学模拟系统性能可靠,可为煤与瓦斯突出机理研究提供平台支撑作用。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 物理模拟 地质构造 诱突技术 控制系统 装备研制

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含水率对煤层气渗流的影响 被引量：25

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作者 刘永茜 张浪 +1 位作者 李浩荡 邓志刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1840-1844,共5页

煤的含水率影响煤层气的赋存状态和运移能力。结合基质吸附变形理论,分析了煤层中水分存在对基质力学性质的影响规律,探讨了含水率对煤层裂隙变形及煤层气运移的控制作用;采用含水率分别为0.112%,0.498%和0.785%的原煤进行煤层气渗流实... 煤的含水率影响煤层气的赋存状态和运移能力。结合基质吸附变形理论,分析了煤层中水分存在对基质力学性质的影响规律,探讨了含水率对煤层裂隙变形及煤层气运移的控制作用;采用含水率分别为0.112%,0.498%和0.785%的原煤进行煤层气渗流实验,研究发现,增压过程中随有效应力增加煤层气渗流速度呈非线性递减,二者满足二次函数关系;煤层含水率大小决定该函数的应力敏感区位置和最小渗流速度;随着煤的含水率增加,煤层气渗流速度变化的应力敏感点逐步降低(分别为5.48,5.17和4.78 MPa)。 展开更多

关键词 含水率 渗流速度 有效应力 煤层气

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鹤壁矿区煤与瓦斯突出因素分析 被引量：13

3

作者 刘永茜 张子敏 +1 位作者 闫江伟 张玉贵 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2006年第10期79-81,共3页

根据鹤壁矿区的瓦斯地质条件,运用构造控制理论研究发现,地质构造的复杂程度直接控制了煤层瓦斯的赋存、运移条件,并影响了地应力大小和煤层瓦斯压力大小。找出了影响鹤壁六矿、八矿、十矿煤与瓦斯突出的关键因素是以断裂为主,伴有发育... 根据鹤壁矿区的瓦斯地质条件,运用构造控制理论研究发现,地质构造的复杂程度直接控制了煤层瓦斯的赋存、运移条件,并影响了地应力大小和煤层瓦斯压力大小。找出了影响鹤壁六矿、八矿、十矿煤与瓦斯突出的关键因素是以断裂为主,伴有发育程度不同的褶皱的复杂构造和分布不均匀的地应力。 展开更多

关键词 瓦斯地质 瓦斯突出 复杂构造 地应力

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煤与瓦斯突出的非连续变形分析(DDA)模拟 被引量：4

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作者 刘永茜 杨军 张玉贵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期797-801,共5页

依据煤层裂隙分布规律和瓦斯运移特征,推导了瓦斯渗流量与瓦斯压力关系方程和瓦斯对煤体作用的瞬时平衡方程,并采用惯性阻尼与黏性阻尼联合方法求解,提高了计算精度,提出煤与瓦斯突出后稳定区的划分。运用改进的非连续变形分析(DDA)方... 依据煤层裂隙分布规律和瓦斯运移特征,推导了瓦斯渗流量与瓦斯压力关系方程和瓦斯对煤体作用的瞬时平衡方程,并采用惯性阻尼与黏性阻尼联合方法求解,提高了计算精度,提出煤与瓦斯突出后稳定区的划分。运用改进的非连续变形分析(DDA)方法模拟了鹤壁煤电股份有限公司十煤矿煤巷掘进时一次煤与瓦斯突出过程。模拟结果与实际案例数据统计结论一致。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 非连续变形分析(DDA) 裂隙 瓦斯运移 渗流

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一种改进步长自调的非连续变形分析法 被引量：6

5

作者 刘永茜 杨军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2544-2548,共5页

非连续变形分析(DDA)是一种针对块体系统变形和位移求解的数值计算方法。引入Newmark方法于结构动力学微分方程中,考虑惯性力和阻尼力作用,改进时间步长自动调节,并实现DDA求解程序;比较研究Newmark方法中的线性加速法、常加速法和平均... 非连续变形分析(DDA)是一种针对块体系统变形和位移求解的数值计算方法。引入Newmark方法于结构动力学微分方程中,考虑惯性力和阻尼力作用,改进时间步长自动调节,并实现DDA求解程序;比较研究Newmark方法中的线性加速法、常加速法和平均加速法在DDA程序中计算的收敛速度,讨论块体系统动力学计算过程中DDA方法对惯性力和阻尼力的添加和删除,并提出根据计算精度要求的误差控制实现方案。将改进的DDA方法模拟一个典型的煤与瓦斯突出过程,取得了满意的计算结果,该改进算法为DDA方法处理动力学问题提供新的途径。 展开更多

关键词 非连续变形分析 Newmark积分 动力学分析 阻尼计算 数值模拟

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爆破冲击边坡稳定性非连续变形分析模拟研究 被引量：2

6

作者 刘永茜 杨军 余德运 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期74-78,共5页

非连续变形分析(DDA)是针对块体系统大变形大位移求解最有效的数值计算方法之一。结合应力波理论分析爆破冲击作用对边坡岩体的损伤破坏作用,采用DDA方法模拟了台阶爆破过程中边坡岩体的破坏滑移,与工程实际有较好的吻合。阐述了台阶爆... 非连续变形分析(DDA)是针对块体系统大变形大位移求解最有效的数值计算方法之一。结合应力波理论分析爆破冲击作用对边坡岩体的损伤破坏作用,采用DDA方法模拟了台阶爆破过程中边坡岩体的破坏滑移,与工程实际有较好的吻合。阐述了台阶爆破应力波对边坡块体系统位移、速度和应力变化的控制,讨论了影响边坡块体系统稳定性的关键因素,建立新的数学模型,给出了DDA计算中评价边坡稳定性指标的建议。 展开更多

关键词 非连续变形分析 数值模拟 冲击 破坏 边坡稳定性

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钻屑法测定瓦斯含量存在问题分析及改进 被引量：16

7

作者 刘永茜 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第6期136-139,共4页

针对传统钻屑法测定瓦斯含量精度不高的问题,分析了该测定方法的特点和影响因素,根据煤岩力学理论提出了瓦斯含量测定的修正方案。研究发现,受煤的孔隙结构和解吸能力等特性影响,钻屑法瓦斯含量测定方法不适合于低阶煤;钻屑质量与钻孔... 针对传统钻屑法测定瓦斯含量精度不高的问题,分析了该测定方法的特点和影响因素,根据煤岩力学理论提出了瓦斯含量测定的修正方案。研究发现,受煤的孔隙结构和解吸能力等特性影响,钻屑法瓦斯含量测定方法不适合于低阶煤;钻屑质量与钻孔深度之间存在非线性关系,其决定因素是地应力控制下的煤岩扩容效应。通过引入煤岩扩容理论,提出了钻屑结构计算方法和气体补偿理论,现场瓦斯含量测定结果显示,与传统测定方法相比,修正方法的测试精度可提高8%~15%,有效降低了测试误差。 展开更多

关键词 瓦斯含量 钻屑法 扩容理论 补偿系数

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断层对煤层瓦斯封闭性定量方法研究 被引量：3

8

作者 刘永茜 韩鑫涛 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期193-203,共11页

断层对煤层瓦斯具有封闭和通道的双重作用,这主要取决于断层的封闭能力。针对断层对瓦斯封闭能力定量化表征方法,结合断裂带结构发育多元学说,分析了断裂带结构参数(两盘煤层对接系数、泥质含量、紧闭系数等)对断层封闭性的影响规律;考... 断层对煤层瓦斯具有封闭和通道的双重作用,这主要取决于断层的封闭能力。针对断层对瓦斯封闭能力定量化表征方法,结合断裂带结构发育多元学说,分析了断裂带结构参数(两盘煤层对接系数、泥质含量、紧闭系数等)对断层封闭性的影响规律;考虑了诱导裂隙带宽度与渗透率的相关性,提出了一个断裂带泥岩等效厚度的计算公式和一种渗透率补偿算法,以此为基础,依据低速渗流理论,实现了断层极限封闭压力计算,继而对断层封闭性进行量化表征。研究结果表明:(1)断层封闭性主要受控于断裂带内部结构与断层端面受力状态,考虑顶底板围岩封闭能力和煤储层压力,利用断裂带结构参数和断层封闭压力可对断层封闭性进行综合定量表征;(2)诱导裂隙带煤层渗透率与距端面距离负相关,离端面越远,综合渗透率越低,最后趋近于原始煤层渗透率;(3)等效泥岩厚度越大,断层极限封闭压力越高,断层封闭性越好;(4)沁水盆地郑庄-樊庄区块的寺头断层封闭性计算结果显示,该断层封闭压力高于4.67 MPa,大于储层压力3.83 MPa。然而,该断层走向上的封闭能力存在差异,北东向断层端面封闭性好,西南向断层端面封闭能力则相对较差。研究成果对于科学判识断层的瓦斯封闭能力,指导井下煤与瓦斯突出预测及地面煤层气高效开发具有重要技术支撑作用。 展开更多

关键词 煤层瓦斯 断层封闭性 等效泥岩厚度 渗透率补偿 断层封闭压力

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煤层气井毛细管测压技术研究

9

作者 刘永茜 刘曰武 +2 位作者 苏中良 欧阳伟平 万义钊 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第10期30-33,共4页

介绍了毛细管测压的基本原理、技术现状以及煤层气井毛细管测压的关键问题,分析了煤层气井测试中可能遇到的问题及解决办法,探讨提高煤层气井毛细管测试技术的发展方向。针对煤层气井设计了环空移动型和同心固定型2种传压筒及测压系统,... 介绍了毛细管测压的基本原理、技术现状以及煤层气井毛细管测压的关键问题,分析了煤层气井测试中可能遇到的问题及解决办法,探讨提高煤层气井毛细管测试技术的发展方向。针对煤层气井设计了环空移动型和同心固定型2种传压筒及测压系统,并给出了测压方案,从根本上解决了煤层气井流压变化测试难题,该测压系统在2.0 m高水柱压力下综合精度可达0.06%,较其他技术测压精度有显著提高。 展开更多

关键词 煤层气井 渗流 毛细管 测压技术 传压筒 流压变化

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不同卸载速率下受载煤体裂隙结构演化机制 被引量：15

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作者 刘永茜 韩国锋 +2 位作者 王维华 霍中刚 孟涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3806-3816,共11页

针对受载煤体卸压过程裂隙发育数据难以捕捉的现状,设计了受载煤体伪三轴瓦斯渗流实验,完成了受载煤体加载和卸载过程的应力-应变-渗透率动态监测。同时基于能量守恒定理,开展了卸载过程中不同卸载速率下的能量分配比较,阐释了卸载速率... 针对受载煤体卸压过程裂隙发育数据难以捕捉的现状,设计了受载煤体伪三轴瓦斯渗流实验,完成了受载煤体加载和卸载过程的应力-应变-渗透率动态监测。同时基于能量守恒定理,开展了卸载过程中不同卸载速率下的能量分配比较,阐释了卸载速率对裂隙发育和渗透率变化的控制作用,并通过煤样裂隙监测数据对比予以验证。研究结果显示,卸载过程中的煤体裂隙结构受卸载速率影响,围压卸载速率越高,I类和II类裂隙越发育(所占比率增高),I类裂隙数量较原始数量增幅甚至超过1倍,II类裂隙数量提高74.13%;在卸载过程中渗透率曲线整体可分为3段:线性段、抛物线段和稳定段,而决定其3段曲线分布的关键因素是煤体弹性模量大小、加载强度和卸载速率;随着卸载速率的提高,煤体渗透率加大,线性段斜率和抛物线段曲率半径逐步增加,线性段斜率由0.0548逐步升高至0.0919,0.1388和0.2164,抛物线曲率半径逐步增大,顶点曲率半径分别达到1.232,1.334,1.863和2.014,渗透率稳定的应力临界点不断减小,由15.26 MPa降低至14.08,13.14和10.88 MPa;煤体渗透率的变化可以通过裂隙长度增量进行量化表征,相同实验条件下,渗透率增量与裂隙长度增量之间呈线性关系;统计数据显示,围压卸载速率越高,弹性能转化率越低,裂隙发育能耗越高,高速卸载(加卸比1∶8)可使煤体破裂能耗超过80%,而低速卸载(加卸比1∶1)的裂隙能耗仅有25.62%;比较研究发现,高速卸载过程中煤体能量释放的主体引发原有裂隙扩展,而不是导致新裂隙的萌生,裂隙发育能耗与卸载速率之间呈对数关系。 展开更多

关键词 卸载速率 围压卸载 煤体结构 裂隙 孔隙度

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孔隙结构控制下的煤体渗透实验研究 被引量：10

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作者 刘永茜 侯金玲 +1 位作者 张浪 樊少武 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期434-440,共7页

煤层为典型的双重孔隙介质体,其渗透能力受孔隙和裂隙结构参数控制。通过建立描述煤体孔隙和裂隙渗透率统一数学模型,将煤体内气体渗流分为孔隙控制型、裂隙控制型和孔隙-裂隙联合控制型3类;借助6组煤样气体渗流实验数据和孔隙裂隙的测... 煤层为典型的双重孔隙介质体,其渗透能力受孔隙和裂隙结构参数控制。通过建立描述煤体孔隙和裂隙渗透率统一数学模型,将煤体内气体渗流分为孔隙控制型、裂隙控制型和孔隙-裂隙联合控制型3类;借助6组煤样气体渗流实验数据和孔隙裂隙的测试统计,讨论了不同孔隙特征的渗透率差异原因。研究发现,孔隙和裂隙的结构参数决定了煤体的压缩系数和孔渗指数,进而决定了其渗流类型,影响煤体渗透率敏感性的关键因素是裂隙的密度和尺度,微孔中的气体分子受范德华力影响导致渗透率的应力敏感性几乎无法体现。 展开更多

关键词 孔隙度 裂隙 压缩系数 渗透率 应力敏感

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岩石准静态和动态冲击试验及尺寸效应研究 被引量：16

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作者 高富强 杨军 +1 位作者 刘永茜 张华 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第4期19-22,68,共5页

为了研究尺寸效应对材料力学性能的影响,利用MTS(材料试验系统)和SHPB(分离式霍普金森压杆)试验装置,对不同长径比石灰岩试件进行了准静态和动态冲击压缩试验。试验结果表明:准静态加载条件下,岩石试件的强度随长径比的增大而减小;而动... 为了研究尺寸效应对材料力学性能的影响,利用MTS(材料试验系统)和SHPB(分离式霍普金森压杆)试验装置,对不同长径比石灰岩试件进行了准静态和动态冲击压缩试验。试验结果表明:准静态加载条件下,岩石试件的强度随长径比的增大而减小;而动态冲击条件下,试件长径比对强度的影响存在一个临界值。长径比低于临界值,强度随长径比的增大而减小;长径比高于临界值,强度随长径比的增大而增大。对于高于临界长径比的岩石试件,存在临界加载速度,低于临界加载速度,静态尺寸效应占主导地位;高于临界加载速度,动态尺寸效应占主导地位。 展开更多

关键词 岩石材料 动态破坏 准静态压缩试验 SHPB试验 尺寸效应

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基于渗流力学的掘进工作面瓦斯涌出量预测 被引量：9

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作者 张慧杰 张浪 +1 位作者 刘永茜 孙景来 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第8期82-86,共5页

为了实现煤巷掘进工作面瓦斯涌出的动态预测,基于渗流力学方法,采用瓦斯的连续性方程、运动方程、状态方程和瓦斯含量方程,建立了煤壁瓦斯渗流模型,并对渗流速度进行积分,推导得到掘进工作面的瓦斯涌出量预测公式,探讨了现场掘进过程中... 为了实现煤巷掘进工作面瓦斯涌出的动态预测,基于渗流力学方法,采用瓦斯的连续性方程、运动方程、状态方程和瓦斯含量方程,建立了煤壁瓦斯渗流模型,并对渗流速度进行积分,推导得到掘进工作面的瓦斯涌出量预测公式,探讨了现场掘进过程中瓦斯涌出量预测值的准确性,在所建立的煤壁瓦斯渗流模型基础上,利用控制变量法研究了煤体渗透率和原始煤层瓦斯压力2种关键因素对瓦斯渗流速度的影响。研究结果表明:利用预测公式得到的掘进工作面瓦斯涌出量预测值与现场实际基本一致,瓦斯渗流速度随煤体渗透率、原始煤层瓦斯压力均呈负指数关系变化,煤体渗透率越高、原始煤层瓦斯压力越大,煤壁暴露时瓦斯渗流速度指数衰减越明显,随着时间增加,瓦斯渗流速度无限趋近于0。 展开更多

关键词 渗流力学 掘进工作面 渗透率 瓦斯压力 瓦斯涌出

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断层应力状态对煤与瓦斯突出的控制 被引量：26

14

作者 张浪 刘永茜 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期712-717,共6页

在建立断层面受力模型的基础上,通过断层面正应力和孔隙压力关系分析影响断面附近煤与瓦斯突出的关键参数,重新定义封闭系数并引入剪切指数概念,以此判断断层的封闭性及结构稳定性。研究发现,正应力大小与断层走向锐夹角正相关,而切应... 在建立断层面受力模型的基础上,通过断层面正应力和孔隙压力关系分析影响断面附近煤与瓦斯突出的关键参数,重新定义封闭系数并引入剪切指数概念,以此判断断层的封闭性及结构稳定性。研究发现,正应力大小与断层走向锐夹角正相关,而切应力与走向锐夹角关系取决于最大、最小水平应力和与正应力比值;在断层附近发生煤与瓦斯突出,依据断层结构参数和应力场差异,瓦斯压力存在极值条件,结合构造煤分布及瓦斯压力与正应力关系将其分为两大模式:流压控制型(FPC)和流–固耦合型(FSC),并通过一个具体案例证实断层应力状态对煤与瓦斯突出的控制。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 断层 地应力 结构失稳

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循环载荷作用下煤体渗透率演化的实验分析 被引量：8

15

作者 刘永茜 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2579-2588,共10页

多期次载荷作用下的煤体,其孔隙结构会发生复杂变化,渗透率也随之改变。然而,不同加卸载速率与循环周期决定着煤体渗透率变化路径,影响其应力敏感性,开展循环载荷控制下煤体渗透率演化规律研究,对于解释复杂应力场下煤层渗透率的各向异... 多期次载荷作用下的煤体,其孔隙结构会发生复杂变化,渗透率也随之改变。然而,不同加卸载速率与循环周期决定着煤体渗透率变化路径,影响其应力敏感性,开展循环载荷控制下煤体渗透率演化规律研究,对于解释复杂应力场下煤层渗透率的各向异性特征有理论支撑作用。借助于煤层渗透率应力敏感模型分析,研究了影响煤体渗透率变化的关键表征参数及其函数关系;为验证关键参数对煤体渗透率影响,采用预定轴压和气压、加卸载围压的方式开展煤体三轴循环变载气体渗流实验,分析在不同围压(2.0~12.0 MPa)下煤体渗透率和体应变的演化规律;为研究煤体孔隙结构变化对渗透率的影响,通过低温氮气吸附实验和荧光显微镜煤样观测统计,完成了循环载荷加卸载前后煤体孔隙结构变化对比。研究结果表明,煤体加载/卸载过程中渗透率变化趋势与围压变化负相关,总体可以分为线性段、指数段和稳定段等3个阶段;随循环加载次数的增加煤体应变逐步增大,而渗透率却随之降低;相同条件下,煤体渗透率随体应变增加而升高,增幅在16.79%以上,而渗透率恢复率逐步降低,且与围压变化负相关;3次循环加卸载实验导致煤体孔隙结构发生了显著变化,微孔体积提高71.79%,比表面积增加52.19%,而平均孔径降低32.06%,但循环载荷没有改变煤体的最可几孔径;孔隙结构变化的数据表明,微孔体积增加是煤体渗透率劣化的重要标志之一。对比循环载荷作用前后的孔隙结构实验数据发现,影响气体吸附-解吸的孔隙结构变化,决定了“迟滞环”面积,而决定“迟滞环”形状的关键因素是由煤体最可几孔径控制的突变压力。另外,煤体应变包括裂隙体积变化和孔隙体积变化两部分,其中裂隙影响重要度指标(χ)反映了裂隙体积变化在煤体应变中的权重关系,χ变化随围压升高而降低。 展开更多

关键词 循环加卸载 裂隙 渗透率演化 应力敏感 损伤变量

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陷落柱发育特征与褶皱位置关系研究 被引量：4

16

作者 潘多伟 刘永茜 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第10期119-120,共2页

针对陷落柱的形成和发育环境进行分析,指出其发育程度除了受地下动力水和岩层自身性质影响外,关键受褶皱构造控制;通过对阳泉矿区的陷落柱发育规律研究发现,无论是个数发育密度还是面积发育面积密度,都与褶皱的发育程度成线性关系;阳泉... 针对陷落柱的形成和发育环境进行分析,指出其发育程度除了受地下动力水和岩层自身性质影响外,关键受褶皱构造控制;通过对阳泉矿区的陷落柱发育规律研究发现,无论是个数发育密度还是面积发育面积密度,都与褶皱的发育程度成线性关系;阳泉矿区的陷落柱普遍发育在褶皱的复合部位、转向部位和背斜的轴部,总体体现为构造形态的变化区位。 展开更多

关键词 陷落柱 褶皱构造 矿井突水

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保护层开采条件下煤层残余瓦斯含量预测方法研究 被引量：3

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作者 朱拴成 刘永茜 史小卫 《中国煤炭》 北大核心 2008年第6期17-18,31,共3页

保护层开采是保证突出煤层实现最安全、经济、高效的关键开采技术。介绍了采用保护层开采过程中岩层移动观测情况,分析了地应力作用下岩层移动变化,讨论了岩层移动过程中的裂隙发育规律和钻孔瓦斯流量变化规律,给出了煤层瓦斯放散的衰... 保护层开采是保证突出煤层实现最安全、经济、高效的关键开采技术。介绍了采用保护层开采过程中岩层移动观测情况,分析了地应力作用下岩层移动变化,讨论了岩层移动过程中的裂隙发育规律和钻孔瓦斯流量变化规律,给出了煤层瓦斯放散的衰减方程,建立了计算吨煤瓦斯损失量的数学模型。结合原始煤层瓦斯含量,间接采用煤层瓦斯等效还原的办法,预测计算了煤层残存瓦斯含量。 展开更多

关键词 保护层开采 煤层残余瓦斯含量 预测

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平沟煤矿16~#煤层瓦斯赋存控制因素分析

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作者 刘永茜 宋文义 +2 位作者 师建新 张浪 石银斌 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第7期142-144,共3页

针对平沟煤矿16#煤层瓦斯压力最大测试值超过2.83 MPa,其瓦斯含量在5.34~11.67m3/t的统计结果,通过瓦斯地质理论和煤岩组分分析发现,形成煤层瓦斯超压的主控因素是相对单一的地质结构、顶底板泥页岩结构及其组分特点和煤的弱吸附特性。... 针对平沟煤矿16#煤层瓦斯压力最大测试值超过2.83 MPa,其瓦斯含量在5.34~11.67m3/t的统计结果,通过瓦斯地质理论和煤岩组分分析发现,形成煤层瓦斯超压的主控因素是相对单一的地质结构、顶底板泥页岩结构及其组分特点和煤的弱吸附特性。厚煤层条件下的构造稳定性、泥岩密封性及解吸特点使得煤层中游离瓦斯比例偏高,压力较含量变化明显。 展开更多

关键词 超压 泥岩层 吸附 煤层甲烷 气体含量

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鄂尔多斯盆地东区煤层气赋存规律分析 被引量：8

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作者 管学海 刘永茜 +1 位作者 张浪 潘多伟 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第8期319-321,共3页

针对鄂尔多斯盆地东区煤层气(瓦斯)分布不均衡特点,阐述了目标区中部煤层气含量高而南北两区气体含量偏低的原因,关键是盆地基底持续沉降条件下煤的深成变质作用结果和燕山期岩浆侵入导致的部分区段热量叠加;结合区域煤层气资源分布特征... 针对鄂尔多斯盆地东区煤层气(瓦斯)分布不均衡特点,阐述了目标区中部煤层气含量高而南北两区气体含量偏低的原因,关键是盆地基底持续沉降条件下煤的深成变质作用结果和燕山期岩浆侵入导致的部分区段热量叠加;结合区域煤层气资源分布特征,讨论了煤层气富集的关键是煤层盖层致密、埋深较大、构造简单和水动力封闭作用等因素。 展开更多

关键词 煤层气 地质构造 鄂尔多斯盆地 赋存规律

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应力作用下的煤层瓦斯运移规律 被引量：2

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作者 史小卫 刘永茜 任玉春 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第5期42-43,46,共3页

为了研究地应力对煤层瓦斯运移规律的影响,采用巷道瓦斯浓度观测方法,对平顶山天安五矿己15-23190工作面回风巷的瓦斯浓度变化进行分析。结果发现:受地应力影响,沿采场方向分为卸压区、应力集中区、原始应力区和采场后面的应力恢复区,... 为了研究地应力对煤层瓦斯运移规律的影响,采用巷道瓦斯浓度观测方法,对平顶山天安五矿己15-23190工作面回风巷的瓦斯浓度变化进行分析。结果发现:受地应力影响,沿采场方向分为卸压区、应力集中区、原始应力区和采场后面的应力恢复区,不同的应力区对应了不同的裂隙发育状况,这种差异导致了煤层瓦斯运移能力的区带性分布,在煤层的应力集中区,由于高应力的挤压剪切作用,产生大量新的节理和裂隙,同时有更多的裂隙被封闭,该区段瓦斯的运移能力反而会降低。 展开更多

关键词 地应力 煤层瓦斯 瓦斯地质 裂隙

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