检索结果-内蒙古大学图书馆

煤田地质与勘探 2025年第4期53卷 94-105页

作者：许江蒋石宇彭守建王忠晖陈嘉璇牛慧婷重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

【目的】为揭示注二氧化碳强化煤层气开采(CO_(2)-ECBM)过程中的储层参数演化规律及初始储层压力对煤层气注气开采效果的影响。【方法】利用多场耦合煤层注气增产物理模拟试验系统,开展了恒定注气压力2.0 MPa和初始储层压力分别为1.5、... 详细信息

【目的】为揭示注二氧化碳强化煤层气开采(CO_(2)-ECBM)过程中的储层参数演化规律及初始储层压力对煤层气注气开采效果的影响。【方法】利用多场耦合煤层注气增产物理模拟试验系统,开展了恒定注气压力2.0 MPa和初始储层压力分别为1.5、1.0和0.5 MPa的注CO_(2)驱替CH_(4)试验研究,探讨了CO_(2)驱替CH_(4)过程中储层压力、温度和体积应变等多物理场参数的时空演化规律及其驱替效果,并在分析其作用机制的基础上对CO_(2)驱替CH_(4)过程进行了阶段划分。【结果和结论】结果表明:(1)在驱替过程中,注气井储层压力高于生产井储层压力,且压差随初始储层压力增大而增大,最大值为0.34 MPa,而储层平衡压力随初始储层压力增大而减小。(2)储层温度在距离注气井越近的位置越早上升,且初始储层压力越小温度上升速率越大,储层平衡温度随初始储层压力增大而减小。(3)储层体积应变演化可划分为缓慢上升、急速上升、趋于平缓3个阶段,储层体积应变随初始储层压力增大而减小。(4)在驱替过程中,初始储层压力从0.5 MPa依次增至1.0、1.5 MPa时,CH_(4)采收率由91.00%依次降至88.48%、86.81%,随初始储层压力增大呈现减小趋势,与之相反,CO_(2)突破时间和CO_(2)封存效率随初始储层压力增大而增大。驱替过程各阶段作用机制不同,阶段1 (CO_(2)未突破阶段)和阶段2 (CO_(2)突破阶段)的CH_(4)累积体积、CO_(2)封存体积随着初始储层压力的增加而增加,均占整个驱替过程中CH_(4)累积体积、CO_(2)封存体积的80%以上。研究成果为构建煤层气高效开采协同CO_(2)地质封存一体化技术提供理论依据。

关键词： CO_(2)-ECBM 初始储层压力储层参数演化驱替效果多场耦合真三轴应力状态

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渗流-应力耦合作用下砂岩蠕变特性与损伤特征研究

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矿业研究与开发 2025年第1期45卷 144-157页

作者：许江崔梦芹彭守建陈奕安饶豪魁曹琦重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

为降低渗透水压作用下蠕变对工程长期稳定性造成的不利影响,利用渗流-应力耦合伺服控制加载试验系统开展不同水力梯度下的蠕变试验,探究砂岩的流变特性和渗流特性;结合三维数字图像相关技术(3D-DIC),研究砂岩的微裂纹演化规律及变形局... 详细信息

为降低渗透水压作用下蠕变对工程长期稳定性造成的不利影响,利用渗流-应力耦合伺服控制加载试验系统开展不同水力梯度下的蠕变试验,探究砂岩的流变特性和渗流特性;结合三维数字图像相关技术(3D-DIC),研究砂岩的微裂纹演化规律及变形局部化特征;同时基于CT扫描技术探究砂岩的裂纹损伤特征。结果表明:(1)水力梯度越大,蠕变变形量越大,微裂纹发育扩展速率更快,应变场云图变化越明显,相较于轴向应变场云图,径向应变场云图中更早出现较大应变点和应变局部化特征;(2)水力梯度越大,应变增量越大,应变变化速率越快,砂岩蠕变寿命越短,通过建立虚拟应变片,发现砂岩局部破坏带内外的应变变化不一致,表明砂岩蠕变变形过程中存在局部化特征;(3)低水力梯度下,孔裂隙更多被压密闭合,渗流通道减少,流量不断减小,高水力梯度下,损伤不断积累,渗流通道增多,流量出现增加现象;(4)通过CT扫描可知,3条主裂纹贯通整个试样,引导砂岩破坏,同时生成次生裂纹,促进裂纹扩展,靠近砂岩的加载端,施加的渗透水压更大,砂岩上部分衍生出的次生裂纹更多,形成复杂的裂纹网络结构。

关键词：砂岩渗流-应力耦合蠕变水力梯度变形局部化应变增量

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实验研究喷嘴磨损规律的新方法

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四川大学学报（工程科学版） 2012年第1期44卷 196-201页

作者：左伟芹卢义玉赵建新刘勇夏彬伟重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400030

喷嘴属深长孔结构,传统方法难以得到喷嘴磨损随时间的变化关系。设计了拆分喷嘴,便于直观地观察喷嘴磨损情况。对总长35 mm的喷嘴进行磨损实验,得出喷嘴磨损随时间的变化关系,结果表明:喷嘴的磨损依次发生在收敛段与直线段过渡段、距直... 详细信息

喷嘴属深长孔结构,传统方法难以得到喷嘴磨损随时间的变化关系。设计了拆分喷嘴,便于直观地观察喷嘴磨损情况。对总长35 mm的喷嘴进行磨损实验,得出喷嘴磨损随时间的变化关系,结果表明:喷嘴的磨损依次发生在收敛段与直线段过渡段、距直线段进口5～10 mm段、距直线段进口20～22 mm段;在上述3段中各选取1个典型断面进行分析,得到典型断面腔室直径随时间的变化关系,分析了各断面在不同时间磨损量不同的原因;分析了喷嘴磨损对切割能力的影响,结果表明:距直线段进口5～10 mm段磨损到一定程度后,磨料会发生严重的偏转,导致切割能力下降,喷嘴下游急速磨损,表明距直线段进口5～10 mm段为延长喷嘴使用寿命的关键部位。

关键词：磨损规律拆分喷嘴磨料射流

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吸附不同气体对煤岩渗透特性的影响

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岩石力学与工程学报 2010年第11期29卷 2256-2262页

作者：周军平鲜学福李晓红许江谷达圣重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400030

注CO2或者CO2/N2混合气强化煤层气开采以及进行CO2封存时,气体的吸附/解吸会影响煤岩的渗透特性。采用自行研制的煤岩三轴渗流装置进行恒定有效应力、不同气体压力条件下,煤岩吸附纯CO2,CH4,N2以及不同配比的CO2/N2混合气体对渗透特性... 详细信息

注CO2或者CO2/N2混合气强化煤层气开采以及进行CO2封存时,气体的吸附/解吸会影响煤岩的渗透特性。采用自行研制的煤岩三轴渗流装置进行恒定有效应力、不同气体压力条件下,煤岩吸附纯CO2,CH4,N2以及不同配比的CO2/N2混合气体对渗透特性影响的试验研究,以探讨煤岩在气体压力以及吸附作用下渗透特性的变化规律。结果表明:(1)气体组分固定的条件下,煤样渗透率随气体压力的增加呈负指数减小。(2)相同气体压力条件下,煤样吸附气体后渗透率都有不同程度的下降,且下降幅度跟吸附气体的组分有关,吸附纯CO2下降的幅度最大,吸附CH4次之,吸附N2最小;吸附CO2/N2混合气时,其中CO2组分浓度越高,煤样渗透率越低,但当N2量达到一定比例时,煤样渗透率会得到改善。(3)气体压力加卸载过程得到的煤岩渗透率–气体压力关系曲线存在滞后现象,这与气体在煤岩中的吸附/解吸曲线滞后有关,因此煤岩渗透率跟压力路径有关。试验结果对于煤矿瓦斯抽采以及CO2或烟道气注入煤层后的储层渗透率的预测与控制具有重要指导意义。

关键词：渗流力学气体渗透率吸附/解吸不可采煤层强化开采

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3D-DIC系统在岩石力学试验中的应用

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岩土力学 2019年第8期40卷 3263-3273页

作者：大久保诚介汤杨许江彭守建陈灿灿严召松重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室

介绍了全场3D-DIC系统,在试样周围均匀布置三组3D采集元,利用散斑图像的采集,尽可能在较大范围内捕捉试样表面的变形并进行分析。为了验证3D-DIC系统测量结果的可靠性,以江持安山岩为试验材料,进行了单轴压缩条件下的恒定应变速率和交... 详细信息

介绍了全场3D-DIC系统,在试样周围均匀布置三组3D采集元,利用散斑图像的采集,尽可能在较大范围内捕捉试样表面的变形并进行分析。为了验证3D-DIC系统测量结果的可靠性,以江持安山岩为试验材料,进行了单轴压缩条件下的恒定应变速率和交替应变速率试验。通过3D-DIC系统的测量结果与应变片测量结果的对比发现,两者吻合度较好,表明3D-DIC系统能够满足岩石力学试验非接触式、可视化变形测量的需求。另外以田下凝灰岩为试验材料,通过图像分析得到了加载过程中岩石表面的全场变形信息,发现岩石变形的不均匀性和应变局部化现象,表明利用3D-DIC系统对岩石破裂过程变形测量比传统变形测量方法更具有优越性,为岩石力学试验研究提供了一种新的、便捷的测试方法。

关键词：三维数字图像处理岩石力学非接触式不均匀性变形全场应变

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割缝后煤层瓦斯的流-固耦合模型及应用

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中国矿业大学学报 2014年第1期43卷 23-29页

作者：卢义玉贾亚杰葛兆龙夏彬伟重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

引入煤体孔隙率、渗透率的动态演化模型及D-P准则,建立高压水射流割缝后低透气煤层瓦斯渗流的流-固耦合模型,运用该模型优化重庆某矿W2704S回风巷条带下段预抽钻孔布置.结果表明,条带预抽达标时间与钻孔间距呈显著的指数关系,与实际达... 详细信息

引入煤体孔隙率、渗透率的动态演化模型及D-P准则,建立高压水射流割缝后低透气煤层瓦斯渗流的流-固耦合模型,运用该模型优化重庆某矿W2704S回风巷条带下段预抽钻孔布置.结果表明,条带预抽达标时间与钻孔间距呈显著的指数关系,与实际达标时间的最大相对误差为5.8%,验证了流-固耦合模型的工程适用性;高压水射流割缝优化钻孔布置后,煤巷条带的预抽钻孔数量减少了27.3%、预抽达标时间缩短了69.6%,煤巷月平均掘进进尺提高了1.6倍.

关键词：高压水射流割缝低透气煤层瓦斯渗流流-固耦合钻孔

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CuCl2硅溶胶和水溶液中铜的电化学行为研究

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化学学报 2012年第7期70卷 831-837页

作者：冯砚艳辜敏杜云贵重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室、重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

采用循环伏安法和计时安培法研究了CuCl2硅溶胶和水溶液中铜在玻碳电极上的电沉积和电结晶行为.结果表明在两种CuCl2电解质中,铜的电沉积分两个步骤完成,Cu2+还原为Cu+在硅溶胶中较水溶液中容易;采用吸附-成核模型解析电流-时间暂态曲线... 详细信息

采用循环伏安法和计时安培法研究了CuCl2硅溶胶和水溶液中铜在玻碳电极上的电沉积和电结晶行为.结果表明在两种CuCl2电解质中,铜的电沉积分两个步骤完成,Cu2+还原为Cu+在硅溶胶中较水溶液中容易;采用吸附-成核模型解析电流-时间暂态曲线,并确定铜的电结晶机理为扩散控制下的连续成核三维生长(3DP),Cu2+在水溶液中的扩散系数较硅溶胶中的大,但相同电位下在硅溶胶中的饱和成核数密度高于水溶液中.

关键词：电结晶电流-时间暂态曲线(CTTs) 硅溶胶水溶液 CuCl2 铜

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双面剪切荷载作用下岩石断裂过程声发射特性研究

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岩石力学与工程学报 2015年第S1期34卷 2659-2664页

作者：许江刘义鑫刘婧程立朝冯丹重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

为深入研究双面剪切荷载作用下岩石断裂过程声发射特性,利用自主研发的煤岩双面剪切试验装置及PCI–2型声发射系统,分析砂岩声发射特性随含水率增高声发射特性曲线变化趋势。试验结果表明:砂岩试件在不同含水率条件下,其剪应力随时间变... 详细信息

为深入研究双面剪切荷载作用下岩石断裂过程声发射特性,利用自主研发的煤岩双面剪切试验装置及PCI–2型声发射系统,分析砂岩声发射特性随含水率增高声发射特性曲线变化趋势。试验结果表明:砂岩试件在不同含水率条件下,其剪应力随时间变化趋势一致,剪应力达到峰值所需时间随含水率增加呈减少趋势;双面剪切荷载作用下,砂岩的Hit率–时间曲线、累计Hit数–时间曲线均可分为3个阶段,且Hit率峰值滞后于剪应力峰值;砂岩在双面剪切荷载作用下,内部微裂纹萌生、扩展主要始发生于剪应力达到抗剪强度的1/2时,此时砂岩试件处于微破裂稳定发展阶段;砂岩声发射事件幅值由低到高随剪应力增加呈阶梯状分布;砂岩内部微裂纹扩展方式以绕晶而过为主,穿晶破裂为辅。

关键词：岩石力学含水率双面剪切荷载声发射

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可视化三轴渗流-应力耦合伺服控制试验系统的研制与应用

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岩石力学与工程学报 2023年第S01期42卷 3281-3292页

作者：陈奕安许江彭守建曹琦饶豪魁重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

在原有的可视化三轴压缩伺服控制试验系统中增加顶部和底部的渗流通道,以实现渗流-应力耦合条件下岩石的可视化三轴压缩试验。为验证该试验系统的可靠性和必要性,对砂岩进行不同渗流状态和不同渗透压差条件下的三轴渗流-应力耦合试验。... 详细信息

在原有的可视化三轴压缩伺服控制试验系统中增加顶部和底部的渗流通道,以实现渗流-应力耦合条件下岩石的可视化三轴压缩试验。为验证该试验系统的可靠性和必要性,对砂岩进行不同渗流状态和不同渗透压差条件下的三轴渗流-应力耦合试验。试验结果表明,当岩石两端都存在水压的条件下,其力学性质会进一步弱化,2种渗流极限状态的试验并不能说明所有渗流-应力耦合条件对岩石力学特性的影响。随着轴向应力的增加,表面径向应变场中大应变数据点逐渐聚集至断裂面附近,出现变形局部化现象。因此,开展复杂渗流-应力耦合作用下岩石力学试验能够更好地研究渗流场对岩石的作用机制。

关键词：岩石力学力学试验渗透压差渗流状态径向应变场破坏模式

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加卸载条件下煤岩变形特性与渗透特征的试验研究

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煤炭学报 2012年第9期37卷 1493-1498页

作者：许江李波波周婷刘东程立朝曹偈重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

以原煤为研究对象,利用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验系统,采用加轴压、卸围压的应力控制方式开展煤岩加卸载试验,分析加卸载条件下煤岩变形特性和渗透特征的演化规律。研究结果表明:①加卸载试验峰值强度明显低于常规... 详细信息

以原煤为研究对象,利用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验系统,采用加轴压、卸围压的应力控制方式开展煤岩加卸载试验,分析加卸载条件下煤岩变形特性和渗透特征的演化规律。研究结果表明:①加卸载试验峰值强度明显低于常规三轴压缩试验峰值强度,在加卸载过程中,主应力差有一个明显增加趋势,卸载第2阶段速率越大,其曲线斜率也越大,但峰值强度越小,对应的径向应变ε3、体积应变εV增加速率也越快,而到峰值后破坏阶段,均呈下降趋势。②加卸载过程中,煤岩渗透率、应力差与应变关系可以分为3个阶段,初始压密和屈服阶段、屈服后阶段、破坏失稳阶段。试件达到峰值后瓦斯渗透率出现突然小幅度上升,持续一段时间后,渗透率出现急剧陡增趋势。③煤岩渗透率的变化与煤岩的变形损伤演化过程密切相关,渗透率随变形的增大均呈二次多项式函数递增。

关键词：加卸载变形特性全应力应变渗透率

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