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冲击载荷下含瓦斯煤动力学破坏特征与瓦斯渗流规律分析
1
作者 王登科 张力元 +8 位作者 魏建平 都海龙 李振 王志明 董博文 张富凯 尹彦波 张宏图 卫彦昭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1432-1446,共15页
为探究不同冲击载荷和瓦斯压力作用下的含瓦斯煤动力学特征、裂隙扩展及瓦斯渗流变化规律,采用含瓦斯煤岩冲击损伤-渗流试验系统开展含瓦斯煤冲击试验以及原位渗流测试,并结合工业CT扫描系统进行试样裂隙结构的三维重构,分析含瓦斯煤内... 为探究不同冲击载荷和瓦斯压力作用下的含瓦斯煤动力学特征、裂隙扩展及瓦斯渗流变化规律,采用含瓦斯煤岩冲击损伤-渗流试验系统开展含瓦斯煤冲击试验以及原位渗流测试,并结合工业CT扫描系统进行试样裂隙结构的三维重构,分析含瓦斯煤内部裂隙扩展特征及其对瓦斯渗流的影响规律。研究结果表明,冲击载荷和瓦斯压力对含瓦斯煤的动力学性质、变形过程、裂隙扩展和渗流规律均具有重要影响,具体表现在:①受围压和轴压的影响,冲击载荷耦合瓦斯压力条件下的含瓦斯煤应力-应变曲线无明显压密阶段;含瓦斯煤的变形过程主要经历了弹性变形阶段、应变强化阶段及破坏阶段。②冲击载荷的增加对含瓦斯煤动力学参数具有强化作用,气体压力的升高则劣化了含瓦斯煤动力学参数;冲击载荷越大,瓦斯压力越高,含瓦斯煤的裂隙扩展愈充分,所形成的裂隙结构愈复杂。③含瓦斯煤的渗流规律受控于裂隙扩展,冲击载荷耦合瓦斯压力作用下,含瓦斯煤中存在孔隙流动、孔隙流动-裂隙流动并存及裂隙流动等3种气体流动形式;含瓦斯煤冲击破坏后,随着气体压力增加以及气楔作用的增强,瓦斯流动形式可由孔隙流动依次转变为孔隙流动-裂隙流动并存和裂隙流动;裂隙扩展和流动形式共同影响含瓦斯煤渗流规律,含瓦斯煤渗透率随瓦斯压力的增大总体上符合先增大后减小的变化趋势。 展开更多
关键词 冲击载荷 含瓦斯煤动力学破坏特征 工业CT扫描 裂隙扩展 瓦斯渗流规律
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微纳米孔隙内气体流动特性与LBM数值模拟研究
2
作者 王登科 袁明羽 +7 位作者 李振 张清清 尚政杰 付建华 王岳栩 唐家豪 郭玉杰 庞晓非 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期15-25,共11页
目的研究瓦斯气体在煤层中的流动特性对于揭示煤层瓦斯赋存机理和扩散运移特性具有重要意义。煤中微纳米级孔隙结构十分复杂,为研究煤层瓦斯气体在微纳米孔隙中的流动特性,方法以均质纳米多孔炭薄膜为测试对象,采用扫描电镜实验对其孔... 目的研究瓦斯气体在煤层中的流动特性对于揭示煤层瓦斯赋存机理和扩散运移特性具有重要意义。煤中微纳米级孔隙结构十分复杂,为研究煤层瓦斯气体在微纳米孔隙中的流动特性,方法以均质纳米多孔炭薄膜为测试对象,采用扫描电镜实验对其孔隙大小和孔隙率进行定性定量分析;利用纳米尺度气体流动特征实验装置开展微纳米孔隙的气体流动实验研究,通过对比分析传统达西渗流模型和适用于微尺度下气体流动模型,结果得到更为详细的微纳米孔隙内气体流动特性:纳米多孔炭薄膜的视渗透率随着进气口压力的升高而下降,二者呈负相关的线性变化规律;视渗透率随着努森数降低而降低,二者呈正相关的线性变化规律,表明气体在微纳米尺度下的流动不符合传统的达西定律,滑脱效应和气体扩散不可忽视。采用格子Boltzmann方法(lattice boltzmann method,LBM)模拟不同进气口压力下的气体流动,得到不同气体压力下出口的气体流量,与实验结果进行对比,LBM模拟的平均误差为8.25%,整体吻合性较好,表明LBM数值模拟可有效揭示气体在微纳米尺度下的流动特性。结论研究结果可为今后分析煤层中的瓦斯流动机制和流动规律提供理论借鉴。 展开更多
关键词 微纳米孔隙 纳米多孔炭 气体流动特性 LBM模拟 LBM-D2Q9模型
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煤巷掘进过程中煤岩破裂微震事件研究
3
作者 雷东记 刘宁 +2 位作者 王登科 刘丽英 贾子强 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期25-34,共10页
目的为了监测和预警煤矿掘进巷道前方可能发生的危险,方法利用微震监测技术实时监测,利用监测系统捕获到的数据信息研究掘进影响下微震事件的空间分布规律、发生时间、频次和能量关键点,然后利用短时傅里叶变换和S变换方法分析典型煤岩... 目的为了监测和预警煤矿掘进巷道前方可能发生的危险,方法利用微震监测技术实时监测,利用监测系统捕获到的数据信息研究掘进影响下微震事件的空间分布规律、发生时间、频次和能量关键点,然后利用短时傅里叶变换和S变换方法分析典型煤岩破裂微震信号的时频特征。结果结果表明:(1)微震事件主要分布在沿掘进巷道前方50~100 m区域,大多为中低能量微震事件,仅在掘进工作面前方出现少量强度较大的煤岩破裂事件,且震级多为-2~0;(2)掘进速度和发生微震事件的数量及能量大小成正相关,同时掘进速度也影响着煤岩动力灾害的发生;(3)巷道掘进会造成煤岩体失稳,其中岩体破裂信号频率高,为0~2000 Hz,比重值大,主频约700 Hz;煤岩破裂微震事件信号频率为90~1000 Hz,主频约250 Hz;岩体破裂后,支撑力下降,压力转移给煤体,导致煤体破裂,煤体破裂微震事件信号频率为90~1000 Hz,主频约350 Hz。结论微震事件能够综合反映煤岩体受力破坏程度,判别掘进过程中煤岩破裂类型,为矿井生产中煤岩动力灾害的预警提供理论基础。 展开更多
关键词 煤巷 微震监测 空间分布规律 关键点 时频特征 掘进速度 煤岩破裂
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瓦斯抽采钻孔割缝注浆堵漏防渗效果实验研究
4
作者 张小东 白云 +8 位作者 袁修竹 冯友祺 雷军 徐强 曹塘根 王登科 卫彦昭 李超 喻建 《煤炭技术》 CAS 2024年第5期155-159,共5页
为解决瓦斯抽采钻孔密封质量不佳问题,通过工业CT扫描观察钻孔内部封孔效果,划分钻孔漏气形式,建立钻孔漏气模型,并提出割缝注浆新型封孔方法。通过对不同割缝数量注浆试样的渗透率及单轴抗压强度研究,确定了最佳割缝数量。实验结果表明... 为解决瓦斯抽采钻孔密封质量不佳问题,通过工业CT扫描观察钻孔内部封孔效果,划分钻孔漏气形式,建立钻孔漏气模型,并提出割缝注浆新型封孔方法。通过对不同割缝数量注浆试样的渗透率及单轴抗压强度研究,确定了最佳割缝数量。实验结果表明:随着割缝数量的增加,注浆后试样的渗透率在缓慢减小,而抗压强度呈下降趋势;综合考虑,合理割缝数量为2条。采用新型割缝注浆封孔方法,有效地提高了瓦斯抽采钻孔封孔段的良好密封性,提高煤矿井下瓦斯抽采效率,保障煤矿安全高效生产。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 钻孔封孔 漏气模型 割缝注浆 工业CT扫描 渗透率
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气体性质和孔隙压力对煤体微裂隙扩展的影响 被引量：2
5
作者 王登科 庞晓非 +6 位作者 魏建平 张宏图 姚邦华 位乐 郭玉杰 袁明羽 唐家豪 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期183-192,共10页
利用工业CT扫描系统,观测不同气体压力条件下煤体内部微裂隙萌生扩展特点,为揭示煤层瓦斯流动产出控制因素提供新的依据。结果表明:非吸附性气体作用下,随孔隙压力的升高,煤体内部微裂隙的萌生和扩展愈加明显,裂隙体积和裂隙面积百分比... 利用工业CT扫描系统,观测不同气体压力条件下煤体内部微裂隙萌生扩展特点,为揭示煤层瓦斯流动产出控制因素提供新的依据。结果表明:非吸附性气体作用下,随孔隙压力的升高,煤体内部微裂隙的萌生和扩展愈加明显,裂隙体积和裂隙面积百分比增长率随之逐渐减小,符合气体压力影响下的裂隙扩展方程,微裂隙扩展主要受控于应力集中效应和煤基质收缩效应。吸附性气体作用下,随吸附时间的延长,煤体内部微裂隙的萌生和扩展则越来越显著,直至扩展平衡;裂隙体积和裂隙面积百分比增长率随之逐渐变小,符合吸附时间影响下的裂隙扩展方程;裂隙扩展主要受应力集中效应、煤基质收缩效应、蚀损作用和劣化机制影响;吸附压力越大,煤体所需的吸附平衡时间愈长;微裂隙扩展平衡时间长于气体吸附平衡时间,裂隙扩展具有明显的滞后性。 展开更多
关键词 气体压力 微裂隙 裂隙扩展 工业CT扫描 吸附劣化
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煤层瓦斯多机制流固耦合模型与瓦斯抽采数值模拟分析 被引量：3
6
作者 王登科 唐家豪 +5 位作者 魏建平 位乐 吴晶 袁明羽 庞晓非 郭玉杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期763-775,共13页
为了更好地揭示瓦斯抽采过程中松软低透气性煤层瓦斯运移的本质和规律,基于孔隙-裂隙双重介质的假设,建立了全面考虑有效应力、煤层瓦斯多机制流动、真实气体效应和迂曲度影响的煤层瓦斯多机制流固耦合模型。基于所建理论模型,以郑煤集... 为了更好地揭示瓦斯抽采过程中松软低透气性煤层瓦斯运移的本质和规律,基于孔隙-裂隙双重介质的假设,建立了全面考虑有效应力、煤层瓦斯多机制流动、真实气体效应和迂曲度影响的煤层瓦斯多机制流固耦合模型。基于所建理论模型,以郑煤集团(河南)白坪煤业有限公司13181工作面为工程背景,利用COMSOL软件开展煤层瓦斯抽采数值模拟,全面分析了瓦斯压力随抽采时间的动态分布规律,结合现场实测结果验证了数值模拟有效抽采半径的准确性。系统开展了不考虑Klinkenberg效应、不考虑基质瓦斯扩散和不考虑煤层瓦斯多机制流动影响的瓦斯抽采数值模拟,对比分析了不同控制因素对煤层瓦斯运移的影响。研究结果表明:抽采结束后,煤层瓦斯压力以抽采钻孔为中心呈椭圆分布;煤层瓦斯压力和有效抽采半径的变化幅度随抽采时间逐渐减小,并趋于稳定;煤层瓦斯有效抽采半径的数值模拟结果与现场实测结果之间的平均误差为3.65%,验证了所建煤层瓦斯多机制流固耦合模型的有效性与合理性;与考虑煤层瓦斯多机制流动影响的模拟结果相比,不考虑Klinkenberg效应的有效抽采半径和渗透率偏小,而不考虑基质瓦斯扩散和瓦斯多机制流动的有效抽采半径和渗透率则明显偏大,表明Klinkenberg效应和基质瓦斯扩散对煤层瓦斯流动分别起促进和抑制之作用。 展开更多
关键词 多机制流动 瓦斯抽采 流固耦合 数值模拟 有效抽采半径 渗透率
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不同冲击速度下含气砂岩损伤−渗流特性试验研究
7
作者 王登科 董博文 +4 位作者 魏建平 张力元 张宏图 曹塘根 夏玉玲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2138-2152,共15页
为探究不同冲击载荷作用下含气砂岩冲击损伤特征和渗透性规律,利用含瓦斯煤岩冲击损伤−渗流试验系统和工业显微CT扫描系统,设计并开展了三轴预应力状态下不同冲击速度加载的动态压缩−原位渗流试验,重构了受冲击损伤砂岩的三维裂隙结构,... 为探究不同冲击载荷作用下含气砂岩冲击损伤特征和渗透性规律,利用含瓦斯煤岩冲击损伤−渗流试验系统和工业显微CT扫描系统,设计并开展了三轴预应力状态下不同冲击速度加载的动态压缩−原位渗流试验,重构了受冲击损伤砂岩的三维裂隙结构,对比分析了固−气耦合试样不同冲击速度加载下的动态应力−应变曲线特征、能量耗散规律、破坏损伤和渗透性演变特征。研究结果表明:含气砂岩的应变率随冲击速度的增加而增加,入射波能、反射波能、透射波能和吸收能也随之逐渐增大。含气砂岩的峰值应力和峰值应变也随冲击速度的提升而逐渐增大,且动态应力−应变曲线的压密阶段不断被压缩直至完全消失。三轴固−气耦合动态冲击条件下,含气砂岩的破坏形式以剪切破坏为主;随着冲击速度的递增,冲击载荷与气体压力联合作用下含气砂岩内部的张拉裂隙数量不断增加,新生裂隙相互连接促使了宏观贯通裂隙的形成;泊松比效应和偏心压缩作用使砂岩上分别形成了沿试样轴向方向延伸和垂直于轴向方向延伸2种张拉裂隙,2种裂隙在试样外沿相互连通,呈现出网格状。含气砂岩的吸收能量直接决定了其损伤程度,吸收能量的不断增加,不仅加大了含气砂岩破坏后的损伤程度,也大幅提高了含气砂岩的渗透性;冲击受损破坏之后的含气砂岩渗透率与其裂隙率遵循线性正相关关系。 展开更多
关键词 含气砂岩 SHPB固−气耦合动态损伤试验 原位渗透率测试 工业CT扫描 裂隙扩展与重构
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高职大数据技术专业模块化课程体系的构建 被引量：1
8
作者 王登科 《牡丹江大学学报》 2023年第2期103-108,共6页
通过对大数据企业相关岗位进行职业分析,明确岗位工作任务,按照岗位工作任务所涉及的能力、知识、素质要求构建模块化课程体系。
关键词 大数据技术 模块化 课程体系
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乳腺纤维瘤病2例并文献复习
9
作者 何欣 李婷玉 +4 位作者 何乐 杨楠 刘凤磊 李晓琴 王登科 《甘肃医药》 2024年第1期84-86,共3页
乳腺纤维瘤病是一种纤维组织来源的交界性肿瘤,临床少见,以浸润生长和局部复发为主要特点,但不易发生远处转移,易误诊为乳腺癌。乳腺纤维瘤病的明确诊断必须通过组织病理学检查,并且要与乳腺其他的梭形细胞病变进行鉴别。本文通过回顾... 乳腺纤维瘤病是一种纤维组织来源的交界性肿瘤,临床少见,以浸润生长和局部复发为主要特点,但不易发生远处转移,易误诊为乳腺癌。乳腺纤维瘤病的明确诊断必须通过组织病理学检查,并且要与乳腺其他的梭形细胞病变进行鉴别。本文通过回顾性分析我院收治的2例乳腺纤维瘤病患者的临床资料,从乳腺纤维瘤病的病理形态、免疫表型特征、鉴别诊断及临床特点方面进行探讨,以加深对该病的认识。 展开更多
关键词 乳腺肿瘤 纤维瘤病 诊断 鉴别诊断
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基于灰度共生矩阵和工业CT扫描的受载含瓦斯煤裂隙动态演化特征 被引量：4
10
作者 王登科 吴岩 +4 位作者 魏建平 赵小龙 张宏图 朱传奇 袁安营 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期31-43,共13页
为研究受载含瓦斯煤在三轴压缩作用下的裂隙演化规律,利用受载含瓦斯煤显微工业CT扫描系统,开展了三轴加载条件下受载含瓦斯煤的工业CT扫描测试,获取了受载含瓦斯煤的应力-应变曲线和各变形阶段的CT扫描图形.运用图像分析软件对CT扫描... 为研究受载含瓦斯煤在三轴压缩作用下的裂隙演化规律,利用受载含瓦斯煤显微工业CT扫描系统,开展了三轴加载条件下受载含瓦斯煤的工业CT扫描测试,获取了受载含瓦斯煤的应力-应变曲线和各变形阶段的CT扫描图形.运用图像分析软件对CT扫描数据进行了三维数字重建,实现了煤样内部裂隙的三维可视化和定量表征,并基于灰度共生矩阵(GLCM)理论分析了受载含瓦斯煤的裂隙动态扩展特征及规律.研究结果表明:瓦斯压力的存在一定程度上弱化了受载含瓦斯煤的力学性质,同时也加速了裂隙的扩展;受载含瓦斯煤二维裂隙先闭合后扩展,峰后快速扩展并形成连通二维裂隙网络;三维裂隙体积和裂隙密度呈现出先减小后增大的变化趋势,总体上可划分为裂隙压密闭合、新裂隙萌生扩展和主裂隙加速扩展贯通3个变化阶段;灰度共生矩阵分析中,对比度先减小后增大,能量和同质性先增大后减小,相关性呈现出单调递减趋势,准确描述了受载含瓦斯煤内部裂隙随应力增加不断变化的总体发展规律. 展开更多
关键词 受载含瓦斯煤 工业CT扫描 裂隙动态演化 灰度共生矩阵 三维裂隙重建
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“墨染流年”:关于中日书法的对话——王登科、祁小春对话杉村邦彦
11
作者 杉村邦彦 王登科 祁小春 《中国书法》 CSSCI 北大核心 2014年第1期28-34,共7页
王登科（以下简称“王”） 此次在辽宁鞍山里仁馆举办我们师生三人“墨染流年”书画联展，
关键词 流年 对话 书法 “王”
原文传递
王登科书法作品
12
作者 王登科 《社会科学战线》 CSSCI 北大核心 2019年第3期283-283,共1页
关键词 书法作品 王登科
原文传递
预制箱梁钢筋混凝土保护层厚度施工及控制研究
13
作者 王登科 《中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术》 2024年第1期0091-0094,共4页
钢筋材料因其属性特点影响,易出现锈蚀表现,缩短钢筋的可使用年限,尤其是在桥梁工程的钢筋混凝土施工中,一旦钢筋腐蚀就会增加破损的可能性,为了将钢筋与外部环境隔绝,增强钢筋的抗腐蚀能力,就需增设保护层,保证钢筋延迟腐蚀。在实际施... 钢筋材料因其属性特点影响,易出现锈蚀表现,缩短钢筋的可使用年限,尤其是在桥梁工程的钢筋混凝土施工中,一旦钢筋腐蚀就会增加破损的可能性,为了将钢筋与外部环境隔绝,增强钢筋的抗腐蚀能力,就需增设保护层,保证钢筋延迟腐蚀。在实际施工阶段,需对混凝土保护层厚度进行严格控制,在明确允许偏差的同时,采取切实可行的施工控制措施,提高预制箱梁施工质量。本文就对预制箱梁钢筋混凝土保护层厚度施工及控制展开了深入研究,提出了具体措施。 展开更多
关键词 预制箱梁 钢筋混凝土 保护层厚度 控制
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水利工程衬砌水泥混凝土技术
14
作者 王登科 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2024年第1期0137-0140,共4页
水利工程衬砌水泥混凝土技术(以下简称“衬砌技术”)是在水利工程建设领域广泛应用的一项关键技术,主要用于处理渠道、堤防、水坝等水利工程中的衬砌结构,旨在提高工程的稳定性、耐久性和抗渗透性。衬砌技术通过使用水泥混凝土覆盖或填... 水利工程衬砌水泥混凝土技术(以下简称“衬砌技术”)是在水利工程建设领域广泛应用的一项关键技术,主要用于处理渠道、堤防、水坝等水利工程中的衬砌结构,旨在提高工程的稳定性、耐久性和抗渗透性。衬砌技术通过使用水泥混凝土覆盖或填充工程结构表面,能够有效减轻水流、波浪和其他自然因素对工程结构的侵蚀,从而延长工程的使用寿命,降低维护成本。本文依托某工程项目为例,对衬砌水泥混凝土技术工艺要点进行分析,为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 水利工程 衬砌工程 水泥混凝土 施工技术
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道路桥梁工程路基防水层损坏的原因和治理措施
15
作者 王登科 《中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术》 2024年第2期0057-0059,共3页
在道路桥梁工程建设中,路基施工是重要工序,其防水能力影响着工程整体使用寿命。而道桥工程运营期间,极易受到材料老化、施工操作不规范及路基路面载荷超标等问题的影响,出现防水层受损、工程整体使用性能弱化等不良情况。因此,道路桥... 在道路桥梁工程建设中,路基施工是重要工序,其防水能力影响着工程整体使用寿命。而道桥工程运营期间,极易受到材料老化、施工操作不规范及路基路面载荷超标等问题的影响,出现防水层受损、工程整体使用性能弱化等不良情况。因此,道路桥梁损坏,与防水层出现问题之间存在密切联系,应根据工程现场实况及施工要求,加强对路基防水层施工技术的科学应用,全面提升路基防水层施工效果,将地表水、地下水对路基路面结构形成的不利影响降至最低,科学延长道路桥梁工程的可使用寿命,降低后续维修养护成本。 展开更多
关键词 道路桥梁工程 路基防水层 损坏 治理
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冲击气压对含层理泥岩致裂形态的影响规律及声发射响应
16
作者 张兆海 叶鹏 +3 位作者 常仁强 陈德任 王登科 王猛 《煤炭技术》 CAS 2024年第1期133-137,共5页
为获得高压空气冲击致裂煤岩增透过程的动态响应特征,利用自研的高压空气冲击致裂煤岩体真三轴实验系统,开展了各冲击气压下高压空气冲击致裂含层理泥岩实验,得到了泥岩致裂形态规律及在致裂过程中动态破坏特征。实验结果表明:高压气体... 为获得高压空气冲击致裂煤岩增透过程的动态响应特征,利用自研的高压空气冲击致裂煤岩体真三轴实验系统,开展了各冲击气压下高压空气冲击致裂含层理泥岩实验,得到了泥岩致裂形态规律及在致裂过程中动态破坏特征。实验结果表明:高压气体冲击致裂泥岩过程呈现4个显著阶段,分别为气压上升阶段、气压衰减阶段、气压回升阶段、气压持续降低阶段;当冲击气压较小时,试块产生沿层理的裂缝,当冲击气压增大时,试块出现跨层理破坏,当冲击气压为28 MPa时,试块出现大量的破坏孔洞;声发射信号特征分析发现,随着冲击气压的增大,声发射信号覆盖频段越宽,从RA-AF分析中发现,试块破裂以张拉破坏为主、剪切破坏为辅。 展开更多
关键词 冲击气压 含层理泥岩 RA-AF分析 致裂形态
原文传递
液氮冷浸前后煤体的微观结构精细化表征方法研究
17
作者 刘淑敏 李学龙 王登科 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期93-102,共10页
随着煤层增透技术的发展,液氮冷浸致裂煤体促进瓦斯抽采的研究取得了广泛关注。为研究液氮冷浸对不同煤质煤体微观结构的改造效果,分别采用电镜扫描仪、压汞仪和低温氮吸附仪对液氮冷浸前后不同煤质煤样(贫煤、肥煤和无烟煤)的微观结构... 随着煤层增透技术的发展,液氮冷浸致裂煤体促进瓦斯抽采的研究取得了广泛关注。为研究液氮冷浸对不同煤质煤体微观结构的改造效果,分别采用电镜扫描仪、压汞仪和低温氮吸附仪对液氮冷浸前后不同煤质煤样(贫煤、肥煤和无烟煤)的微观结构进行了联合表征,对比分析了液氮冷浸对不同煤质煤样孔体积、比表面积分布情况的影响。结果表明:液氮冷浸煤体产生的热应力大于煤的抗拉强度,导致煤的微结构破坏,出现微裂隙萌生或颗粒脱落等现象,显著增加煤的透气性;液氮冷浸后不同煤质煤样的总孔体积和比表面积均增大,肥煤总孔体积增长率最小,其次是无烟煤,贫煤总孔体积增长率最大;液氮冷浸促使煤样内部微孔、小孔、中孔及宏孔/裂隙的孔体积均增大,促使煤样内部大孔贯通形成宏孔/裂隙,导致大孔的孔体积减少;液氮冷浸后各煤样的孔比表面积均集中分布在10~100 nm,并有明显的峰值特征;液氮冷浸促使贫煤、肥煤和无烟煤煤样的吸附量增大,且处于中高压区(0.4<p/p0<1.0)时吸附量差值最大;液氮冷浸能够有效改造不同煤质煤样的内部孔隙结构,研究结果有利于揭示液氮致裂过程中煤储层宏观及微观孔裂隙的空间扩展与连通规律。 展开更多
关键词 液氮冷浸 热应力 孔径分布 煤微观结构 瓦斯吸附 渗透率
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温度冲击下煤层内部孔缝结构演化特征实验研究 被引量：23
18
作者 王登科 张平 +3 位作者 刘淑敏 魏建平 于充 孙刘涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3395-3403,共9页
为研究温度冲击下煤层微观结构的变化特征,采用高低温试验系统对原煤进行了温度冲击实验,利用扫描电镜、工业显微CT、压汞实验和低温液氮吸附实验对温度冲击前后煤的孔隙裂隙结构的演化发展进行了联合表征。基于数字图像处理技术,对温... 为研究温度冲击下煤层微观结构的变化特征,采用高低温试验系统对原煤进行了温度冲击实验,利用扫描电镜、工业显微CT、压汞实验和低温液氮吸附实验对温度冲击前后煤的孔隙裂隙结构的演化发展进行了联合表征。基于数字图像处理技术,对温度冲击前后煤层扫描电镜图像进行二值化处理,定性与定量地分析了煤层的裂隙宽度变化,并统计分析了温度冲击前后煤层中孔隙的比表面积和孔径变化。研究结果表明:温度冲击作用促使煤样内部大孔之间相互贯通并形成宏观裂缝,导致大孔体积相应减少,中孔和小孔的体积均增大;温度冲击试验测试过程中所产生的最大热应力位于煤样表面的切向方向,温度冲击所产生的热应力超过煤样抗拉强度是导致裂隙萌生、扩展和相互贯通的直接原因。研究结果可为煤层气高效开发和提高煤层瓦斯抽采率提供技术支撑。 展开更多
关键词 温度冲击 热应力 孔缝结构 破坏机理 试验测试
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基于Klinkenberg效应影响的煤体瓦斯渗流规律及其渗透率计算方法 被引量：33
19
作者 王登科 魏建平 +1 位作者 付启超 刘勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2029-2036,共8页
针对气体渗流存在的Klinkenberg效应,利用自主研发的三轴瓦斯渗流实验系统,对煤层瓦斯的渗流特性进行了研究。通过实验数据分析和理论推导,提出了一种综合气体动力黏度和压缩因子影响及克氏效应的煤层瓦斯渗透率计算方法。通过比较传统... 针对气体渗流存在的Klinkenberg效应,利用自主研发的三轴瓦斯渗流实验系统,对煤层瓦斯的渗流特性进行了研究。通过实验数据分析和理论推导,提出了一种综合气体动力黏度和压缩因子影响及克氏效应的煤层瓦斯渗透率计算方法。通过比较传统的拟压力法计算结果,考虑克氏效应方法在理论上和数据处理结果上更合理、更准确。研究结果表明:1克氏效应对煤层瓦斯渗流影响明显,利用考虑克氏效应方法评估的渗透率结果正确,能充分反映出气体渗流的真实状态。2吸附解吸作用对煤层瓦斯渗透性有一定的影响,其影响结果是导致煤层绝对渗透率的降低。3处于标准状况附近的气体,可以忽略动力黏度和压缩因子对其渗透性的影响,离开标准状况较远的气体,需要考虑动力黏度和压缩因子对其渗透性的影响。研究结果对正确认识克氏效应和选择更精确的含瓦斯煤渗透率计算方法具有一定的指导价值。 展开更多
关键词 煤层瓦斯 渗流规律 Klinkenberg效应 渗透率 吸附解吸
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冲击破坏条件下煤的强度型统计损伤本构模型与分析 被引量：20
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作者 王登科 刘淑敏 +2 位作者 魏建平 王洪磊 彭明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3024-3031,共8页
为研究冲击作用下煤体破坏特征,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统对取自苇町矿的煤样进行了不同冲击载荷条件下的动态冲击试验,分析了煤在冲击载荷条件下的动态力学特性。试验结果表明煤是一种典型的率相关材料,弹性模量和抗压强... 为研究冲击作用下煤体破坏特征,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统对取自苇町矿的煤样进行了不同冲击载荷条件下的动态冲击试验,分析了煤在冲击载荷条件下的动态力学特性。试验结果表明煤是一种典型的率相关材料,弹性模量和抗压强度均随应变率的增大而增大。根据岩石力学的强度理论和统计损伤理论,建立了煤的强度型统计损伤本构模型,给出了模型参数的确定方法,验证了模型的正确性。对比分析了元件型统计损伤本构模型和强度型统计损伤本构模型的优劣,分析确定了强度型统计损伤本构模型的准确性与合理性。研究结果表明:强度型统计损伤本构模型结构简单,引入参数少,物理意义清晰,能够有效地描述煤体冲击破坏过程中的动态力学性质;相较于元件型统计损伤本构模型,利用强度型统计损伤本构模型拟合的相关性系数更高,与试验结果保持了很好的一致性,具有更好的普适性。 展开更多
关键词 冲击破坏 动力学特性 SHPB 强度型统计损伤本构模型 元件型统计损伤本构模型
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