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液氮冻融循环作用下饱水煤样力学特性试验研究
被引量：
17
1
作者
张春会
耿哲
+2 位作者
徐刚
赵全胜
李和万
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期218-224,共7页
液氮注入低渗煤层致裂、增透是提高瓦斯抽采率的新技术。液氮是超低温流体,与煤作用的温度应力引起煤结构损伤和力学特性改变,进而影响煤矿安全开采。为揭示液氮冻融循环作用对煤力学特性的影响,将取自于纳林河矿的原煤,制成饱水煤样,...
液氮注入低渗煤层致裂、增透是提高瓦斯抽采率的新技术。液氮是超低温流体,与煤作用的温度应力引起煤结构损伤和力学特性改变,进而影响煤矿安全开采。为揭示液氮冻融循环作用对煤力学特性的影响,将取自于纳林河矿的原煤,制成饱水煤样,开展液氮冻融循环和力学特性试验。通过波速测试、单轴压缩试验和循环荷载试验测试液氮作用前后煤的波速、弹性模量、单轴抗压强度、泊松比、压密应变、破坏应变和疲劳寿命的变化,分析液氮冷冻和冻融循环次数对煤力学特性的影响规律。结果表明,液氮冷冻和液氮冻融循环次数对煤力学特性有很大影响。液氮冷冻后,煤样结构损伤,力学性能劣化。液氮作用1次,煤样波速、弹性模量、单轴抗压强度、破坏应变、疲劳寿命分别降低了32.9%、0.2%、29.9%、35.9%和22.7%,泊松比和压密应变分别增加了18.2%和2.1%。液氮作用3次煤样波速、弹性模量、单轴抗压强度、破坏应变、疲劳寿命分别降低了44.9%、20.8%、57.8%、44.7%和42.3%,泊松比和压密应变分别增加了59.1%和16.7%。随着液氮冻融循环次数的增加,煤样结构损伤和力学性能劣化加剧。单轴抗压强度、疲劳寿命与液氮冻融循环次数呈负指数函数关系,弹性模量和压密应变与液氮冻融循环次数呈线性关系。
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关键词
液氮冻融循环
波速系数
循环
荷载
单轴抗压强度
疲劳寿命
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职称材料
液氮循环冻融煤体的致裂损伤力学特性及渗流
2
作者
马恒
王东莳
王晓琪
《兰州大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期547-555,共9页
分析液氮冻融循环致裂损伤煤层过程中的力学特性和孔隙结构特征.结果表明,随着液氮冻融循环次数的增加,裂缝逐渐扩展,并形成裂缝网络,导致煤样的抗压强度和弹性模量下降.
关键词
致裂损伤
液氮冻融循环
裂缝网络
孔隙结构
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职称材料
冻融循环下页岩孔裂隙和渗透率演化特征研究
被引量：
1
3
作者
蒋长宝
李琳
+1 位作者
殷文明
李佰城
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期18-26,共9页
页岩气储层具有超低渗特性,液氮(LN_(2))致裂作为一种很有前景的储层增透技术备受关注。以四川南部龙马溪组页岩为研究对象,研究了含水页岩岩芯在受低温流体——液氮冻融循环下的物理响应。针对含水状态下的页岩进行LN_(2)冻融循环处理...
页岩气储层具有超低渗特性,液氮(LN_(2))致裂作为一种很有前景的储层增透技术备受关注。以四川南部龙马溪组页岩为研究对象,研究了含水页岩岩芯在受低温流体——液氮冻融循环下的物理响应。针对含水状态下的页岩进行LN_(2)冻融循环处理,运用扫描电子显微镜(SEM)对LN_(2)冻融循环前后的页岩样品进行微观孔裂隙结构的定点观察,采用数字图像处理技术和分形理论对同一位置的孔隙变化进行了定量化分析,测试了孔隙度和渗透率,运用计算机断层扫描(CT)展示了页岩样品随LN_(2)冻融循环的宏观断裂破坏过程,探讨了液氮冻融的致裂机理。结果表明,液氮冻融循环处理可以有效促进孔隙、裂隙的萌生和扩展。液氮冻融时页岩在热应力和冻胀力的作用下产生新裂纹,随冻融循环次数的增多页岩孔裂隙稳定发展,冻融循环下页岩孔隙度累积增长幅度为54.6%,渗透率的提高非常显著(高达3个数量级)。
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关键词
页岩
液氮冻融循环
孔隙结构
渗透率
分形理论
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职称材料
题名
液氮冻融循环作用下饱水煤样力学特性试验研究
被引量：
17
1
作者
张春会
耿哲
徐刚
赵全胜
李和万
机构
河北科技大学建筑工程学院
辽宁工程技术大学力学与工程学院
天地科技股份有限公司开采设计事业部
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期218-224,共7页
基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFC0604501)
国家自然科学基金资助项目(51574139,51704142)
河北省教育厅重点资助项目(ZD2020338)。
文摘
液氮注入低渗煤层致裂、增透是提高瓦斯抽采率的新技术。液氮是超低温流体,与煤作用的温度应力引起煤结构损伤和力学特性改变,进而影响煤矿安全开采。为揭示液氮冻融循环作用对煤力学特性的影响,将取自于纳林河矿的原煤,制成饱水煤样,开展液氮冻融循环和力学特性试验。通过波速测试、单轴压缩试验和循环荷载试验测试液氮作用前后煤的波速、弹性模量、单轴抗压强度、泊松比、压密应变、破坏应变和疲劳寿命的变化,分析液氮冷冻和冻融循环次数对煤力学特性的影响规律。结果表明,液氮冷冻和液氮冻融循环次数对煤力学特性有很大影响。液氮冷冻后,煤样结构损伤,力学性能劣化。液氮作用1次,煤样波速、弹性模量、单轴抗压强度、破坏应变、疲劳寿命分别降低了32.9%、0.2%、29.9%、35.9%和22.7%,泊松比和压密应变分别增加了18.2%和2.1%。液氮作用3次煤样波速、弹性模量、单轴抗压强度、破坏应变、疲劳寿命分别降低了44.9%、20.8%、57.8%、44.7%和42.3%,泊松比和压密应变分别增加了59.1%和16.7%。随着液氮冻融循环次数的增加,煤样结构损伤和力学性能劣化加剧。单轴抗压强度、疲劳寿命与液氮冻融循环次数呈负指数函数关系,弹性模量和压密应变与液氮冻融循环次数呈线性关系。
关键词
液氮冻融循环
波速系数
循环
荷载
单轴抗压强度
疲劳寿命
Keywords
freezing-thawing cycles of liquid nitrogen
coefficient of wave velocity
cyclic loading
uniaxial compression strength
fatigue life
分类号
TD315 [矿业工程—矿井建设]
在线阅读
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职称材料
题名
液氮循环冻融煤体的致裂损伤力学特性及渗流
2
作者
马恒
王东莳
王晓琪
机构
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
出处
《兰州大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期547-555,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52074148)。
文摘
分析液氮冻融循环致裂损伤煤层过程中的力学特性和孔隙结构特征.结果表明,随着液氮冻融循环次数的增加,裂缝逐渐扩展,并形成裂缝网络,导致煤样的抗压强度和弹性模量下降.
关键词
致裂损伤
液氮冻融循环
裂缝网络
孔隙结构
Keywords
fracture damage
liquid nitrogen freeze-thaw cycling
a network of fracture
pore structure
分类号
P461 [天文地球—大气科学及气象学]
在线阅读
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职称材料
题名
冻融循环下页岩孔裂隙和渗透率演化特征研究
被引量：
1
3
作者
蒋长宝
李琳
殷文明
李佰城
机构
重庆大学资源与安全学院
昆明理工大学国土资源工程学院
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期18-26,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52074044,52274111)
文摘
页岩气储层具有超低渗特性,液氮(LN_(2))致裂作为一种很有前景的储层增透技术备受关注。以四川南部龙马溪组页岩为研究对象,研究了含水页岩岩芯在受低温流体——液氮冻融循环下的物理响应。针对含水状态下的页岩进行LN_(2)冻融循环处理,运用扫描电子显微镜(SEM)对LN_(2)冻融循环前后的页岩样品进行微观孔裂隙结构的定点观察,采用数字图像处理技术和分形理论对同一位置的孔隙变化进行了定量化分析,测试了孔隙度和渗透率,运用计算机断层扫描(CT)展示了页岩样品随LN_(2)冻融循环的宏观断裂破坏过程,探讨了液氮冻融的致裂机理。结果表明,液氮冻融循环处理可以有效促进孔隙、裂隙的萌生和扩展。液氮冻融时页岩在热应力和冻胀力的作用下产生新裂纹,随冻融循环次数的增多页岩孔裂隙稳定发展,冻融循环下页岩孔隙度累积增长幅度为54.6%,渗透率的提高非常显著(高达3个数量级)。
关键词
页岩
液氮冻融循环
孔隙结构
渗透率
分形理论
Keywords
shale
liquid nitrogen freeze-thaw cycle
pore structure
permeability
fractal theory
分类号
TE311 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
液氮冻融循环作用下饱水煤样力学特性试验研究
张春会
耿哲
徐刚
赵全胜
李和万
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020
17
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
液氮循环冻融煤体的致裂损伤力学特性及渗流
马恒
王东莳
王晓琪
《兰州大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
冻融循环下页岩孔裂隙和渗透率演化特征研究
蒋长宝
李琳
殷文明
李佰城
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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