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应力加卸载条件下煤岩吸附性能及比表面积变化规律
1
作者 孙维吉 张军林 +2 位作者 房胜杰 史国涛 陈昕涛 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期342-350,共9页
为研究煤岩在应力加卸载过程中吸附性能及比表面积变化规律,基于煤岩吸附解吸理论,利用自主研制的应力加卸载煤岩吸附试验系统,采用CO_(2)气体作为吸附质,开展了应力加卸载过程中煤岩吸附性能变化试验。另外,在不同应力点进行了等温吸... 为研究煤岩在应力加卸载过程中吸附性能及比表面积变化规律,基于煤岩吸附解吸理论,利用自主研制的应力加卸载煤岩吸附试验系统,采用CO_(2)气体作为吸附质,开展了应力加卸载过程中煤岩吸附性能变化试验。另外,在不同应力点进行了等温吸附试验,并应用Langmuir法和BET法分别计算了不同应力点的比表面积,分析了吸附量与比表面积的关系。结果表明:煤岩吸附气体速率与该煤岩在加载或卸载过程中的累积吸附次数有关,与应力的大小无关。累积吸附次数越多,煤岩吸附速率越快。应力载荷明显影响煤岩的吸附能力,加载会抑制煤岩的吸附能力,整个加载过程中,吸附量最大下降了16.2%。一定范围内的应力对煤岩吸附CO_(2)具有较高的敏感性。卸载会提高煤岩的吸附能力,应力卸载过程中吸附量共上升了8.3%,初步卸载(5.09~4.08 MPa)对吸附量变化贡献了63.8%,初步卸载对煤岩吸附能力的增强起决定作用,初步卸载后吸附量随着应力的减小逐步增加,且卸载过程吸附量变化曲线始终高于加载过程吸附量变化曲线。加载减小了比表面积,卸载增大了比表面积。加载条件下,Langmuir法和BET法计算的比表面积分别减小了22.2%和21.3%,卸载过程比表面积分别增大了21.2%和20.5%。卸载条件下的比表面积总是大于加载条件下相同应力水平的比表面积。 展开更多
关键词 应力加卸载 煤岩吸附 Langmuir法/BET法 吸附等温线 煤岩比表面积
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采动覆岩破断影响下裂隙诱发机制及三维空间特征 被引量：5
2
作者 梁冰 邢景超 +1 位作者 孙维吉 房胜杰 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期107-121,共15页
为掌握厚煤层开采覆岩破断及裂隙演化规律,以高河能源E2306工作面为背景,搭建了三维物理相似模拟试验平台,采用分布式光纤感测技术、钻孔窥视监测等相结合的方法,明晰了覆岩破断来压规律与裂隙分布特征。结合薄板弯曲理论,建立采场覆岩... 为掌握厚煤层开采覆岩破断及裂隙演化规律,以高河能源E2306工作面为背景,搭建了三维物理相似模拟试验平台,采用分布式光纤感测技术、钻孔窥视监测等相结合的方法,明晰了覆岩破断来压规律与裂隙分布特征。结合薄板弯曲理论,建立采场覆岩结构力学模型,揭示了采动覆岩破断影响下覆岩裂隙诱发机制,推演了采动裂隙区域发育形态。结果表明:工作面回采完毕,总计来压7次,垮落带、裂隙带发育高度分别为39、71 m。与该工作面现场结果一致,与理论计算数值吻合,符合该矿实际情况。处于垮落带高度内低位近场覆岩呈“对扇形”竖向破断,以“走向悬臂梁−倾向砌体梁”结构破断运动为主,纵向破断裂隙大量发育,横向水平剪切交错裂隙伴生。覆岩自下而上逐渐破断,处于裂隙带高度内高位远场覆岩呈横向破断,以“走向砌体梁-倾向砌体梁”结构破断运动为主,横向水平张拉离层大量发育。采空区边界区域内覆岩裂隙数量随工作面推进呈先增加后稳定的变化规律,走向裂隙数量变化呈抛物线型;采空区中部区域内覆岩裂隙数量随工作面推进呈先增加后减少的变化规律,走向裂隙数量变化呈马鞍型。覆岩破断来压后采空区中部持续承载受压,两侧岩层遭剪切破坏形成剪切下凹区与承载下凹区,区域范围随不同层位覆岩弯曲破断而扩大。采动裂隙区域发育形态由椭圆抛物带演变为两端下凹的椭圆抛物带形态,最终呈现为两端及顶部下凹的椭圆抛物带形态。 展开更多
关键词 三维相似模拟试验 采动三带 裂隙演化 失稳破断 三维空间形态
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咸水层CO_(2)地质封存储层岩石化学损伤及力学性质劣化试验研究
3
作者 梁冰 李磊磊 +4 位作者 郝建峰 孙维吉 秦冰 刘强 郭春雨 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1123-1131,共9页
为了探究超临界二氧化碳注入咸水层后储层岩石的化学损伤规律,利用自制的恒温恒压超临界CO_(2)-水-岩石热流固化耦合试验系统,测试反应前后储层岩心矿物组分、微观结构、矿物元素及氧化物的变化,分析反应溶液pH值和钙、钾、镁离子浓度... 为了探究超临界二氧化碳注入咸水层后储层岩石的化学损伤规律,利用自制的恒温恒压超临界CO_(2)-水-岩石热流固化耦合试验系统,测试反应前后储层岩心矿物组分、微观结构、矿物元素及氧化物的变化,分析反应溶液pH值和钙、钾、镁离子浓度的变化规律,研究反应前后储层岩心试样质量、单轴抗压强度、弹性模量、泊松比等物理力学参数演化规律,揭示超临界二氧化碳注入咸水层后储层岩石的化学损伤特征和力学性质劣化规律。研究结果表明:随着反应时间延长,方解石和钾长石的质量分数逐渐减少,钙元素、钾元素及其氧化物的质量分数也随之减少,试样表面粗糙度增大,产生了溶蚀孔;反应溶液的pH值从7.19降至5.68,方解石溶解速率最快,其次是钾长石,最后是伊利石;反应时间内,试样的质量溶蚀率、泊松比逐渐增大,单轴抗压强度和弹性模量逐渐减小。此外,试样的单轴抗压强度与化学作用时间呈指数函数关系,弹性模量、泊松比与化学作用时间呈三次多项式函数关系,据此建立了化学损伤作用下储层岩石的强度预测模型。以弹性模量为损伤变量,得到了岩心的单轴抗压强度和损伤变量之间的关系,揭示了储层岩石的化学损伤机制。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 地质封存 矿物组分 化学损伤 力学参数 损伤变量
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CO_(2)-水-岩作用后储层力学损伤演化特征研究进展
4
作者 郝建峰 张家豪 +3 位作者 孙维吉 梁冰 秦冰 郭春雨 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第7期141-150,共10页
为揭示CO_(2)地质封存水-岩耦合作用机制,采用文献调研和理论分析方法介绍CO_(2)-水-岩反应试验条件和方法、CO_(2)作用后储层物化特性、微观结构演化和力学性质劣化特征等,提出CO_(2)-水-岩石多场耦合作用方面的关键问题,并总结分析每... 为揭示CO_(2)地质封存水-岩耦合作用机制,采用文献调研和理论分析方法介绍CO_(2)-水-岩反应试验条件和方法、CO_(2)作用后储层物化特性、微观结构演化和力学性质劣化特征等,提出CO_(2)-水-岩石多场耦合作用方面的关键问题,并总结分析每个关键问题的研究进展。结果表明:CO_(2)浸泡试验缺乏对不同相态及长期动态溶蚀作用的系统性研究,试验装置难以模拟CO_(2)在真实储层内的运移特征;CO_(2)-水-岩反应沉淀生成-运移-粘附机制尚未明确,导致储层孔隙结构演化与力学性质劣化的关联性研究比较薄弱;储层微观结构与宏观力学参数的实质关系尚未建立,制约了多尺度损伤演化模型的构建;储层力学性质劣化模型未充分考虑热-流-固-化-损伤多场耦合作用。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 CO_(2)-水-岩 力学性质 损伤演化 微观结构
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注热作用下水力压裂煤样升温及瓦斯解吸规律
5
作者 梁冰 李壮 +2 位作者 孙维吉 郑旭 魏子鹏 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第6期47-54,共8页
为研究注热作用下水力压裂煤样的温度变化规律和瓦斯解吸规律,采用自主研制的多场耦合岩石常规三轴试验系统开展水力压裂煤样和原始煤样的注水解吸试验和注热解吸试验,并实时监测注热解吸过程煤样的内部温度。研究结果表明:煤样温度随... 为研究注热作用下水力压裂煤样的温度变化规律和瓦斯解吸规律,采用自主研制的多场耦合岩石常规三轴试验系统开展水力压裂煤样和原始煤样的注水解吸试验和注热解吸试验,并实时监测注热解吸过程煤样的内部温度。研究结果表明:煤样温度随热水注入压力的增大而线性升高,同一注水压力区间内,煤样温度呈指数函数关系上升;水力压裂能够显著提升煤样的渗透性,在一定程度上削弱水锁效应;提升煤样渗透性后再进行注热能够有效促进气体解吸,定量计算结果表明,水力压裂后的注热解吸较压裂前的注水解吸可以增加20.06%的解吸率;注热解吸过程中,解吸速率受加压水和温度共同作用,存在最佳的注水压力。研究结果可为提高煤层气的采收率提供参考。 展开更多
关键词 煤层气 水力压裂 注热 渗透率 解吸
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煤层注NaHCO3溶液防治H2S方法及效果研究 被引量：14
6
作者 孙维吉 袁欣鹏 +2 位作者 梁冰 张秀宇 张磊 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期104-108,共5页
为防治矿井硫化氢（H2S）涌出危害,提出采用煤层注碳酸氢钠（Na HCO3）溶液的方法治理硫化氢。以某矿为例,采集硫化氢涌出煤层煤样,在实验室对其进行可注性和渗透性试验;到现场观测矿井硫化氢涌出特征,在E902和W910工作面实施煤层注碳... 为防治矿井硫化氢（H2S）涌出危害,提出采用煤层注碳酸氢钠（Na HCO3）溶液的方法治理硫化氢。以某矿为例,采集硫化氢涌出煤层煤样,在实验室对其进行可注性和渗透性试验;到现场观测矿井硫化氢涌出特征,在E902和W910工作面实施煤层注碳酸氢钠溶液试验。研究表明：9号煤层为可注性煤层;支承应力区煤层渗透性差;硫化氢涌出量受回采强度影响较大,日割煤刀数越多,硫化氢涌出量越大,停采时涌出量较低;超前工作面25-50 m,煤层注碱流量较高,为0.2-0.5 m^3/h;注碱量越大,硫化氢涌出量降幅越大。 展开更多
关键词 矿井硫化氢(H2S) NA HCO3 煤层可注性 涌出规律 现场试验
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吸附和长时间荷载作用煤渗透规律试验 被引量：4
7
作者 孙维吉 梁冰 +2 位作者 李辉 白云鹏 盖迪 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期83-87,共5页
以阜新矿业集团恒大煤业有限责任公司阜新组煤样为研究对象,通过自制的多功能三轴渗透仪,进行了原煤在吸附瓦斯过程和长时间三轴加载过程渗透规律的试验研究。试验结果表明:煤吸附瓦斯后渗透率比不吸附瓦斯测得的渗透率要小,降低48.94%... 以阜新矿业集团恒大煤业有限责任公司阜新组煤样为研究对象,通过自制的多功能三轴渗透仪,进行了原煤在吸附瓦斯过程和长时间三轴加载过程渗透规律的试验研究。试验结果表明:煤吸附瓦斯后渗透率比不吸附瓦斯测得的渗透率要小,降低48.94%～82.18%,煤吸附瓦斯后的瓦斯渗流过程存在滑脱效应;经过78d总应力为18MPa的外力对煤样持续加载作用,煤渗透率降低了82.05%～92.65%,煤渗透率可用以时间为变量的负幂指数函数表示;应力荷载释放后二次加载,煤渗透率较卸载前增加,但远低于不考虑长时间荷载作用的渗透率;采用目前实验方法测得的煤岩渗透率要高于原始地层环境下的渗透率。 展开更多
关键词 吸附 长时间荷载 原煤 渗透率
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煤吸附硫化氢混合气体的试验研究 被引量：3
8
作者 孙维吉 马杨奇 +2 位作者 姜涵文 秦冰 梁冰 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期52-57,共6页
为研究煤层硫化氢(H_(2)S)吸附特性,厘清煤层H_(2)S赋存规律及改善H_(2)S防治效果,采用分压测试法研究煤对H_(2)S的吸附规律。以山西保利铁新煤业有限公司9#煤为研究对象,分别使用N_(2),He/H_(2)S,N_(2)/H_(2)S为吸附介质开展等温吸附试... 为研究煤层硫化氢(H_(2)S)吸附特性,厘清煤层H_(2)S赋存规律及改善H_(2)S防治效果,采用分压测试法研究煤对H_(2)S的吸附规律。以山西保利铁新煤业有限公司9#煤为研究对象,分别使用N_(2),He/H_(2)S,N_(2)/H_(2)S为吸附介质开展等温吸附试验,分析煤对H_(2)S及含H_(2)S混合气体的吸附特性及影响因素。结果表明:煤对H_(2)S的吸附量随压力升高而增加,随温度升高而降低,且温度对煤吸附H_(2)S吸附量影响较大;H_(2)S及N_(2)/H_(2)S混合气体的吸附曲线均符合Langmuir吸附模型,煤吸附N_(2)/H_(2)S混合气体时,H_(2)S和N_(2)存在竞争吸附,且N_(2)吸附能力优于H_(2)S;等温条件下,N_(2)竞争吸附量随吸附压力的增加而增大,等压条件下,N_(2)的竞争吸附量受温度影响较小。 展开更多
关键词 煤吸附 硫化氢 混合气体 分压原理
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智能加权灰靶决策模型在煤与瓦斯突出危险评价中的应用 被引量：50
9
作者 梁冰 秦冰 +2 位作者 孙维吉 王少远 石迎爽 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1611-1615,共5页
为了提高煤与瓦斯突出预测的准确性,并将突出强度与可能突出的危险程度进行量化,更有针对性地指导现场防突工作,基于灰色系统理论,提出煤与瓦斯突出危险性评价的智能加权灰靶决策模型的新方法。模型中将4个突出单项指标临界值作为灰靶... 为了提高煤与瓦斯突出预测的准确性,并将突出强度与可能突出的危险程度进行量化,更有针对性地指导现场防突工作,基于灰色系统理论,提出煤与瓦斯突出危险性评价的智能加权灰靶决策模型的新方法。模型中将4个突出单项指标临界值作为灰靶临界值,并作为一致效果测度函数的正负分界点(即零点),充分考虑目标效果值中靶和脱靶两种不同情形,对应突出强度和可能突出的危险程度,将突出危险性进行量化,实现了定性与定量相结合的预测,并分别划分突出强度等级及突出可能性程度等级,使预测结果更直观、更准确。评价结果表明,该方法对矿井进行煤与瓦斯突出危险程度的评价是可行的。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 灰靶决策 危险程度 量化 评价
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中国煤系“三气”成藏特征及共采可能性 被引量：74
10
作者 梁冰 石迎爽 +1 位作者 孙维吉 刘强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期167-173,共7页
煤系地层中的非常规天然气资源是非常规天然气的主要组成部分。目前,对煤系地层煤层气、页岩气、致密砂岩气等非常规天然气资源的认识还较薄弱,资源勘探开发程度也都比较低。根据气藏合层开采经验,把煤系地层视作一个整体,综合勘探开发... 煤系地层中的非常规天然气资源是非常规天然气的主要组成部分。目前,对煤系地层煤层气、页岩气、致密砂岩气等非常规天然气资源的认识还较薄弱,资源勘探开发程度也都比较低。根据气藏合层开采经验,把煤系地层视作一个整体,综合勘探开发煤系煤层气、页岩气、致密砂岩气不仅可以减少勘探开发成本,增大非常规天然气总储量和技术可采资源量,还可以提高气井使用效率和单井利润。将煤系地层中的煤层气、页岩气、致密砂岩气称为"煤系三气",从煤系地层岩性分布特征、煤系气体成藏机理、不同类型含气储层特征和开采特征等方面分析煤系"三气"共采可能性及共采急需解决的难点。 展开更多
关键词 煤系 煤层气 页岩气 致密砂岩气 共采
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基于主成分回归分析法的回采工作面瓦斯涌出量预测 被引量：94
11
作者 吕伏 梁冰 +1 位作者 孙维吉 王岩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期113-116,共4页
以预测回采工作面瓦斯涌出量为目的,通过主成分分析方法得到了影响回采工作面瓦斯涌出量的主成分,并采用主成分分量进行多步线性回归来预测回采工作面瓦斯涌出量。结果表明,采用的主成分回归分析方法减少了回归分析需要考虑的变量个数,... 以预测回采工作面瓦斯涌出量为目的,通过主成分分析方法得到了影响回采工作面瓦斯涌出量的主成分,并采用主成分分量进行多步线性回归来预测回采工作面瓦斯涌出量。结果表明,采用的主成分回归分析方法减少了回归分析需要考虑的变量个数,结果具有较好的精确度。 展开更多
关键词 主成分分析 多步线性回归 回采工作面 瓦斯涌出量
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煤层注碱治理矿井硫化氢涌出危害研究 被引量：24
12
作者 袁欣鹏 梁冰 +2 位作者 孙维吉 单龙辉 何清 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期114-119,共6页
为治理煤矿井下硫化氢涌出危害,根据矿井硫化氢动态涌出规律,提出采用煤层注碱治理硫化氢的方法。根据煤炭回采速度和硫化氢涌出浓度,推导注碱参数关系式。以山西某矿E902工作面为典型案例进行现场注碱试验,研究硫化氢涌出规律及煤层注... 为治理煤矿井下硫化氢涌出危害,根据矿井硫化氢动态涌出规律,提出采用煤层注碱治理硫化氢的方法。根据煤炭回采速度和硫化氢涌出浓度,推导注碱参数关系式。以山西某矿E902工作面为典型案例进行现场注碱试验,研究硫化氢涌出规律及煤层注小苏打（Na HCO3）溶液治理硫化氢的效果。监测发现注碱57 h后,注碱孔6 m范围内硫化氢体积分数降低0.001%~0.003%;钻孔注碱时,距工作面26~58 m注入流量较稳定。结果表明：煤层注Na HCO3碱溶液能有效降低硫化氢涌出浓度。 展开更多
关键词 煤矿硫化氢 涌出规律 煤层注碱 小苏打(Na HCO3) 瘤状灰岩 现场试验
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卸压煤层瓦斯抽采渗透率演化模型研究 被引量：27
13
作者 袁欣鹏 梁冰 +1 位作者 孙维吉 张秀平 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期127-131,共5页
为研究井下卸压抽采时瓦斯流动规律,建立煤层渗透率演化模型。为建该模型将煤体简化为有2组相互垂直节理发育的等效连续介质,假定瓦斯在煤体裂隙中的流动符合立方定律,考虑煤基质对吸附性气体的吸附膨胀作用和外荷载对煤的压缩变形作用... 为研究井下卸压抽采时瓦斯流动规律,建立煤层渗透率演化模型。为建该模型将煤体简化为有2组相互垂直节理发育的等效连续介质,假定瓦斯在煤体裂隙中的流动符合立方定律,考虑煤基质对吸附性气体的吸附膨胀作用和外荷载对煤的压缩变形作用,不考虑孔隙压力对裂隙张开的影响。从应力条件和孔隙压力2个方面,结合煤样渗透率试验,对该模型进行有效性验证。结果表明,渗透率模型能反映应力和低孔隙压力对煤样渗透率的影响,但不能体现高孔隙压力对煤样损伤导致的渗透率增大作用。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 渗透率模型 裂隙 孔隙压力 吸附应变
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钻屑法测定煤层H_2S含量 被引量：14
14
作者 梁冰 袁欣鹏 +2 位作者 孙福玉 姜福利 孙维吉 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期101-105,共5页
为了测定煤层硫化氢（H2S）含量，防治矿井H2S涌出，提出一种通过钻屑法测定煤层H2S含量的方法。在未受采动影响的新鲜煤壁，采用钻屑法取样，通过测定煤样H2S解吸量、取样过程损失量和H2S残存量确定煤层H2S含量。根据溶于水中H2S的pH... 为了测定煤层硫化氢（H2S）含量，防治矿井H2S涌出，提出一种通过钻屑法测定煤层H2S含量的方法。在未受采动影响的新鲜煤壁，采用钻屑法取样，通过测定煤样H2S解吸量、取样过程损失量和H2S残存量确定煤层H2S含量。根据溶于水中H2S的pH值和色谱分析解吸气体中H2S体积分数，确定H2S解吸量；根据煤样解吸规律和气样H2S体积分数，确定H2S损失量；根据色谱分析残存气体中H2S体积分数，确定其残存量。用此方法，对山西某矿H2S涌出煤层进行现场和实验室测定。研究表明，该矿H2S含量为（4．465—6．701）×10^-3m^3／t。钻屑法测定煤层H2S含量是可行的，可以为矿井H2S治理提供基础数据。 展开更多
关键词 煤层硫化氢(H2S)含量 测定原理 气相色谱分析 PH值 解吸
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复杂地质条件页岩气勘探开发区块灰关联度优选 被引量：14
15
作者 梁冰 代媛媛 +2 位作者 陈天宇 孙维吉 秦冰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期524-530,共7页
以南襄盆地、湘鄂西、渝东等地区的5个页岩气试验区块为研究对象,系统分析了不同地质参数对页岩气富集程度的影响,建立了页岩气勘探开发评价优选指标体系。运用层次分析法和熵权法确定了各指标的组合权重,在页岩气勘探开发指标体系中,... 以南襄盆地、湘鄂西、渝东等地区的5个页岩气试验区块为研究对象,系统分析了不同地质参数对页岩气富集程度的影响,建立了页岩气勘探开发评价优选指标体系。运用层次分析法和熵权法确定了各指标的组合权重,在页岩气勘探开发指标体系中,各地质参数的重要性依次为有效厚度、热成熟度、脆性矿物含量、含气量、孔隙度、有机质丰度、埋深。针对页岩气藏储层地质参数存在的不确定性和复杂性,基于灰色系统理论,建立了多指标灰关联度优选模型,对评价指标值为区间范围的复杂地质参数特征的研究区的勘探开发潜力进行了优选排序。评价结果与实际勘探开发信息吻合较好,说明基于组合权重的复杂地质参数特征的页岩气勘探开发区块灰关联度优选评价模型对页岩气目标区块的可采性评价是可行的。 展开更多
关键词 页岩气 勘探开发区块 组合权重 区间数 灰关联度
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煤低压吸附瓦斯变形试验 被引量：27
16
作者 梁冰 于洪雯 +1 位作者 孙维吉 石迎爽 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期373-377,共5页
在瓦斯抽采和煤炭开采过程中,始终伴随着煤对瓦斯的吸附和解吸,煤吸附瓦斯发生膨胀变形,解吸瓦斯发生收缩变形。利用自制的吸附解吸试验装置,测试了煤在低压吸附瓦斯过程中煤体变形规律。试验结果表明:煤样在同一瓦斯压力下的吸附变形... 在瓦斯抽采和煤炭开采过程中,始终伴随着煤对瓦斯的吸附和解吸,煤吸附瓦斯发生膨胀变形,解吸瓦斯发生收缩变形。利用自制的吸附解吸试验装置,测试了煤在低压吸附瓦斯过程中煤体变形规律。试验结果表明:煤样在同一瓦斯压力下的吸附变形分为快速增长、缓慢增长、平衡3个阶段;煤体吸附瓦斯膨胀变形呈各向异性,垂直层理方向和平行层理方向的变形整体变化趋势呈现一致性;在等梯度加压吸附过程中,随着吸附瓦斯压力的不断增大,煤样吸附膨胀变形梯度值逐渐呈增大趋势;一次加压吸附煤膨胀变形量小于等梯度加压吸附至相同吸附压力值时的累积变形量。 展开更多
关键词 低压吸附 煤和瓦斯 变形 等梯度加压吸附
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顺层钻孔瓦斯抽采半径及布孔间距试验研究 被引量：42
17
作者 李润芝 梁冰 +2 位作者 孙维吉 李鑫 刘东 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期133-138,共6页
为准确测定瓦斯有效抽采半径,确定合理的顺层钻孔布置间距,提出采用测定钻孔周围煤体特定时刻的瓦斯含量的方法。对蒋家河煤矿4号煤层有效抽采半径及钻孔间距进行试验研究。通过监测钻孔抽采流量,并根据采掘计划、钻孔施工情况,来预算... 为准确测定瓦斯有效抽采半径,确定合理的顺层钻孔布置间距,提出采用测定钻孔周围煤体特定时刻的瓦斯含量的方法。对蒋家河煤矿4号煤层有效抽采半径及钻孔间距进行试验研究。通过监测钻孔抽采流量,并根据采掘计划、钻孔施工情况,来预算工作面钻孔的最短抽采时间和平均抽采时间。试验结果表明,当抽采流量衰减到稳定值及钻孔抽采时间达到预先算得的最短抽采时间、平均抽采时间时,单孔有效抽采半径分别为3.5,4和4.5 m;通过对比3个时刻2钻孔中心位置与钻孔另一侧等距离位置的瓦斯含量,确定3个时刻的钻孔间距比2倍的单孔有效抽采半径分别增加了1.1-2.2,0.8-1.6和0.6-1.2 m,并且相邻2钻孔叠加的效果取决于抽采时间和钻孔间取样点距两侧抽采孔的距离是否小于钻孔的有效抽采半径。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 顺层钻孔 抽采半径 钻孔间距 现场试验
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粒状煤和块状煤等温吸附CH_4试验研究 被引量：17
18
作者 梁冰 贾立锋 +1 位作者 孙维吉 董擎 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期53-57,共5页
为探究不同尺寸煤样吸附瓦斯特性的差异,以漳村矿3#煤为研究对象,利用自主研制的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,开展粒状煤和块状煤的等温吸附试验,测定不同吸附压力下的吸附量和变形量。试验结果表明:在相同的吸附平衡压力下... 为探究不同尺寸煤样吸附瓦斯特性的差异,以漳村矿3#煤为研究对象,利用自主研制的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,开展粒状煤和块状煤的等温吸附试验,测定不同吸附压力下的吸附量和变形量。试验结果表明:在相同的吸附平衡压力下,吸附量随煤样粒径的增大而减小;粒状煤吸附瓦斯的能力大于块状煤,原因是粒状煤的有效比表面比块状煤大,增加的微孔吸附瓦斯使得煤吸附瓦斯量增加。块状煤的变形量随吸附平衡压力而增大,但增加量逐渐减小。经讨论分析可知:煤体吸附膨胀变形是煤基质吸附膨胀和气体压力压缩共同作用的结果;粒状煤测定的吸附常数应用到煤层数值模拟中会引起一定的误差。 展开更多
关键词 粒状煤 块状煤 吸附特性 变形特性 瓦斯吸附
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核素渗漏对地下水污染的数值仿真研究 被引量：14
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作者 梁冰 刘磊 +1 位作者 薛强 孙维吉 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期261-263,311,共4页
研究放射性核素在地下水环境中传输的动力学行为是评价核废料处置库安全性能的一个关键性问题。以双重介质理论为基础,充分考虑了地下水变密度对核素浓度分布的影响,建立了孔隙-裂隙介质中核素随地下水迁移的耦合数值模型,其中相对密度... 研究放射性核素在地下水环境中传输的动力学行为是评价核废料处置库安全性能的一个关键性问题。以双重介质理论为基础,充分考虑了地下水变密度对核素浓度分布的影响,建立了孔隙-裂隙介质中核素随地下水迁移的耦合数值模型,其中相对密度项使地下水流控制方程具有非线性性,为此将Galerkin有限元法和Picard迭代法相结合对耦合模型进行了离散,并模拟了核素泄漏对地下水污染的动态过程。数值仿真的结果表明:污染面积随时间推移不断扩大,且纵向扩散显著;数值仿真结果没有出现弥散现象,验证了数值算法的可靠性;核素浓度的分布对水密度变化表现较为敏感,且不同核素(226Ra、210Pb和90Sr)由于各自放射性衰变特征的巨大差异,受到水密度影响的程度也有很大差别。因此,在对裂隙介质核素迁移的数值仿真分析过程中,不能忽略地下水密度的变化对其造成的影响。 展开更多
关键词 核素 地下水污染 双重介质 变密度 数值仿真
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基于灰靶决策模型的煤与瓦斯突出可能性评价 被引量：38
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作者 梁冰 秦冰 孙维吉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1974-1978,共5页
基于灰色系统理论,建立多指标加权灰靶突出可能性决策模型,对矿井煤与瓦斯突出的可能性进行量化评价。根据10组煤与瓦斯突出危险区域测点数据与预测煤层突出危险性单项指标临界值的靶心距的大小,对矿井突出可能性大小进行评价,并进行了... 基于灰色系统理论,建立多指标加权灰靶突出可能性决策模型,对矿井煤与瓦斯突出的可能性进行量化评价。根据10组煤与瓦斯突出危险区域测点数据与预测煤层突出危险性单项指标临界值的靶心距的大小,对矿井突出可能性大小进行评价,并进行了突出可能性等级划分。应用该模型对花宝沟煤矿煤与瓦斯突出的可能性进行评价,评价结果是靶心距距离较大,可能性小,不易发生突出,评价结果与实际情况一致。说明应用多指标加权灰靶突出可能性决策模型对矿井进行煤与瓦斯突出危险性评价是可行的。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 危险性 评价 靶心距
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