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迎接深部开采高地温环境的挑战——岩石真三轴试验机地温模拟平台研究 被引量：4
1
作者 傅璇 黄麟淇 +2 位作者 陈江湛 吴阳春 李夕兵 《黄金科学技术》 CSCD 2022年第1期72-84,共13页
为迎接深部开采高地温环境的挑战,提高真三轴试验设备的高地应力—高地温耦合能力,开展了岩石真三轴试验机地温模拟平台的研发工作。通过建立数值模拟(COMSOL)、变异系数法(RSD)与多属性决策问题理想解法(TOPSIS)相结合的真三轴高地应... 为迎接深部开采高地温环境的挑战,提高真三轴试验设备的高地应力—高地温耦合能力,开展了岩石真三轴试验机地温模拟平台的研发工作。通过建立数值模拟(COMSOL)、变异系数法(RSD)与多属性决策问题理想解法(TOPSIS)相结合的真三轴高地应力—高地温耦合加载方案评估体系,对3种加温方案进行综合指标评估和方案优选。为了取得贴近实际情况的最佳试验效果,选取岩石表面加温均匀度、加压杆水冷外侧散热量、岩样平均升温速率、加压板应变值和经济成本作为评估方案优劣的5项基础评价指标。运用COMSOL Multiphysics仿真软件模拟3种加温方案,通过变异系数法,将模拟所得的数据进行客观赋值,并将相应的指标数值代入TOPSIS模型中进行综合评价。结果显示:六面加热棒加温、环状加热器加温和液体传热加温3种方案综合评价指数分别为0.4288、0.9447和0.5532,环状加热器加温的方式与正理想解贴近度达到0.9447,为最优决策。该评估体系将理论方法、数值计算与数值模拟相结合,为寻找最优的真三轴试验设备加温方案提供了可靠的理论依据和试验基础,对当前深部岩石开采所需的高地应力—高地温耦合能力的仪器研究具有指导意义。 展开更多
关键词 深部开采环境 真三轴地温模拟平台 加温方案 数值模拟 RSD法 TOPSIS模型
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安徽巢北地区古构造应力场恢复 被引量：1
2
作者 朱勇 袁雷雷 +2 位作者 陈江湛 宫云鹏 汪吉林 《地质学刊》 CAS 2014年第1期25-29,共5页
以巢北地区发育的节理为研究对象，在前人研究的基础上，依据区内选取的15个观测点节理数据，对巢北古构造应力场进行恢复，发现该地区经历过2次主要构造运动：第一次为印支运动，控制该区所发育的NEE向主要大型褶皱，应力场方向以NNW--... 以巢北地区发育的节理为研究对象，在前人研究的基础上，依据区内选取的15个观测点节理数据，对巢北古构造应力场进行恢复，发现该地区经历过2次主要构造运动：第一次为印支运动，控制该区所发育的NEE向主要大型褶皱，应力场方向以NNW--SEE向为主，主要方向为287°-355°，平均为319°；第二次为燕山运动，对前期形成的褶皱进行改造，应力场方向以NE—sw向为主，主要方向为23°～68°，平均为44°。 展开更多
关键词 古构造 应力场 节理 安徽巢北
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硬岩矿山开采技术回顾与展望 被引量：44
3
作者 李夕兵 黄麟淇 +6 位作者 周健 王少锋 马春德 陈江湛 刘志祥 李启月 赵国彦 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1828-1847,共20页
以国内外硬岩矿山特别是有色金属矿山开采现状及研究成果为基础,综述了硬岩矿山开采方法与技术的发展历程和主要进展。随着技术的进步和对安全环保要求的提高,硬岩矿山地应力探测与地压监测技术更加精准可靠,传统的空场法、崩落法过渡... 以国内外硬岩矿山特别是有色金属矿山开采现状及研究成果为基础,综述了硬岩矿山开采方法与技术的发展历程和主要进展。随着技术的进步和对安全环保要求的提高,硬岩矿山地应力探测与地压监测技术更加精准可靠,传统的空场法、崩落法过渡到充填法,隐患破碎矿段实现安全高效开采,大型水(海)下金属矿床实现安全高效低贫损开采,智能化矿山构建已初见成效,深部硬岩开采理论与技术正日趋成熟;同时,以硬岩矿山技术变革为导向,以解决深部固体资源开发的瓶颈难题为目标,系统阐述了变害为利的深部开采方法构思和不同深度的深地资源特别是有色贵重矿物资源的不同开采模式与开采技术构想,并就深部开采理论难题与技术瓶颈及突破方向进行了探讨,以期为资源开采将向地球深部进军提供理论和技术参考。 展开更多
关键词 硬岩矿山 有色金属矿山 深部采矿方法 采矿技术 非爆连续开采 变害为利
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三轴加载下煤岩脉冲水力压裂扩缝机制研究 被引量：16
4
作者 陈江湛 曹函 +1 位作者 孙平贺 吴晶晶 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1023-1031,共9页
为了研究煤岩脉冲水力压裂扩缝机制,利用三轴加载脉冲水力压裂试验系统,分别从改变脉冲频率和压裂液黏度两个方面对煤岩进行了水力压裂室内试验。试验结果表明:脉冲压力和声发射对压裂过程的响应情况可将煤岩脉冲水力压裂扩缝过程分为... 为了研究煤岩脉冲水力压裂扩缝机制,利用三轴加载脉冲水力压裂试验系统,分别从改变脉冲频率和压裂液黏度两个方面对煤岩进行了水力压裂室内试验。试验结果表明:脉冲压力和声发射对压裂过程的响应情况可将煤岩脉冲水力压裂扩缝过程分为零散萌生、均匀扩展、突变贯通和破裂终止4个阶段,其中声发射定位点空间展布的平均速率在均匀扩展和突变贯通阶段较零散萌生阶段分别提高了4.6倍和9.6倍;声发射b值曲线的趋势显示,均匀扩展阶段煤岩内部以小尺度的微裂纹破裂为主,突变扩展阶段煤岩内部出现了较大尺度主裂缝扩展,并且部分b值曲线呈现出山脊线状与阶梯状相结合的特点;在达到最佳压裂脉冲频率前,高频脉冲压力作用的煤岩,扩缝过程的均匀扩展阶段和突变贯穿阶段的延续时间比低频对应的延续时间短;随着压裂液黏度增高,扩缝过程均匀扩展阶段的延续时间呈缩短趋势,但突变贯穿阶段的延续时间却有增长的趋势。 展开更多
关键词 脉冲水力压裂 脉冲频率 压裂液黏度 声发射 扩缝
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未来有色金属采矿可持续发展实践与思考 被引量：14
5
作者 黄麟淇 陈江湛 +5 位作者 周健 尹土兵 董陇军 马春德 石英 李夕兵 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3436-3449,共14页
我国深地、深海、深空战略的布局与实施对未来有色金属采矿可持续发展提出了更高要求。本文在简述贵重有色金属分布及其特点的基础上,就有色金属的深地、深海、深空采矿现状和开采前景进行了总结和展望。结合有色金属深地开采现状和存... 我国深地、深海、深空战略的布局与实施对未来有色金属采矿可持续发展提出了更高要求。本文在简述贵重有色金属分布及其特点的基础上,就有色金属的深地、深海、深空采矿现状和开采前景进行了总结和展望。结合有色金属深地开采现状和存在问题,提出了实现有色金属开采可持续发展必须走精准、连续、智能与绿色开采之路。本文介绍了作者为实现有色金属采矿可持续发展所做的工作,并给出了对未来有色金属采矿可持续发展的一些思考。 展开更多
关键词 有色金属矿山 可持续发展 非爆连续开采 智能化开采 绿色开采
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湘西北牛蹄塘组页岩可压裂性评价 被引量：10
6
作者 陈江湛 曹函 孙平贺 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期390-398,共9页
为了深入了解湘西北下寒武统牛蹄塘组的页岩气资源潜力,需对该地区牛蹄塘组中下部硅质页岩和碳质页岩层段进行可压裂性评价。通过室内实验等手段分析了影响页岩可压裂性的4类关键物理和力学因素。结果显示:牛蹄塘组中下部硅质页岩的脆... 为了深入了解湘西北下寒武统牛蹄塘组的页岩气资源潜力,需对该地区牛蹄塘组中下部硅质页岩和碳质页岩层段进行可压裂性评价。通过室内实验等手段分析了影响页岩可压裂性的4类关键物理和力学因素。结果显示:牛蹄塘组中下部硅质页岩的脆性矿物平均含量(51.58%)高于碳质页岩(40.55%),而其黏土矿物平均含量(14.13%)低于碳质页岩(24.49%);硅质页岩的脆性系数(基于泊松比和弹性模量)比碳质页岩高34%;硅质页岩的内摩擦角较大,碳质页岩的黏聚力较小;碳质页岩的孔隙度(平均3.67%)较大,但硅质页岩充填性天然裂缝发育程度较高。结合影响因素分析和前人经验,构建了涉及6项指标的页岩可压裂性评价体系。分别求得硅质页岩、碳质页岩和北美Barnett页岩的可压裂系数为0.59、0.29、0.62~0.64。从可压裂系数可以看出,湘西北牛蹄塘组中下部硅质页岩层段的压裂预期效果与北美Barnett页岩相当,且高出碳质页岩1倍,具有较高的开发潜力。 展开更多
关键词 湘西北 下寒武统 牛蹄塘组 页岩可压裂性 定量分析
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煤岩脉动水力压裂过程中声发射特征的试验研究 被引量：8
7
作者 吴晶晶 张绍和 +2 位作者 孙平贺 曹函 陈江湛 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1866-1874,共9页
利用真三轴加载脉动水力压裂试验系统和PAC声发射仪,开展不同注液频率和不同压裂液黏度条件下煤岩脉动水力压裂过程的声发射(AE)试验研究,揭示煤岩脉动水力压裂过程中声发射参数、损伤演化规律及震级-频度关系参数b的动态特征。试验结... 利用真三轴加载脉动水力压裂试验系统和PAC声发射仪,开展不同注液频率和不同压裂液黏度条件下煤岩脉动水力压裂过程的声发射(AE)试验研究,揭示煤岩脉动水力压裂过程中声发射参数、损伤演化规律及震级-频度关系参数b的动态特征。试验结果表明:煤岩在脉动水力压裂过程中,声发射行为演化过程可划分为平静期、提速期、加速期和稳定期4个阶段,其中提速期和加速期累积能量均值较平静期分别提高40.9和52.7倍;煤岩损伤演化过程可分为初始阶段、损伤发展阶段及损伤加速发展阶段,煤岩的声发射特征能较好地描述其损伤演化特性;脉动频率较低时煤样的AE活动水平和能量释放越强,裂隙发育程度越高;当压裂液黏度较高时,煤样的AE活动水平和能量释放越弱,裂隙发育程度较低;在煤岩脉动压裂整个过程中,当脉动频率或压裂液黏度较低时,煤岩AE振幅分布变化幅度较大,且其b更大,大尺度AE事件比例更低。 展开更多
关键词 煤岩 脉动水力压裂 脉冲频率 压裂液黏度 声发射
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复杂工况下岩石真三轴试验机隔热材料热—力学演化特性
8
作者 郑思将 李夕兵 +1 位作者 陈江湛 黄麟淇 《黄金科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第4期594-609,共16页
高温真三轴试验机研制过程中,高温环境、循环加卸载和循环热冲击等复杂加载条件对试验系统隔热性能提出了严苛要求。为了科学合理地选择复杂条件下高温真三轴试验机的隔热材料,制备了3种高温工程隔热材料,分别是高聚热能酰胺脂隔热材料(... 高温真三轴试验机研制过程中,高温环境、循环加卸载和循环热冲击等复杂加载条件对试验系统隔热性能提出了严苛要求。为了科学合理地选择复杂条件下高温真三轴试验机的隔热材料,制备了3种高温工程隔热材料,分别是高聚热能酰胺脂隔热材料(GX)、玻璃纤维与耐高温树脂复合隔热材料(BX)和高温阻隔复合云母材料(YM),并开展考虑实际仪器设备工况下的循环热冲击、高温环境和循环加卸载等室内试验。结果表明:在高温环境影响下3种隔热材料的导热系数均随温度的升高呈现先升高后降低的趋势,弹性模量出现了一定幅度的下降;随着循环加热冷却次数的增加,YM材料的导热系数数值平稳下降,BX和GX材料的导热系数呈现先升高后降低的变化趋势,弹性模量变化规律与高温环境影响下相似;隔热材料的导热系数均随着循环加卸载次数的增加呈现先升高后降低的变化趋势,其中初次加卸载对材料隔热性能和物理性能的影响最大;综合热—力学性能评判,YM材料性能最稳定,为岩石真三轴试验机隔热材料的最优选。 展开更多
关键词 隔热材料 循环加热冷却 循环加卸载 隔热性能 物理性能
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不同浓度、pH值SDBS压裂液对页岩储层特性影响研究 被引量：3
9
作者 彭灿威 曹函 +2 位作者 冯科玮 陈江湛 孙平贺 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2016年第10期188-192,共5页
在页岩储层压裂过程中,不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液体系会直接影响页岩储层稳定性,进而影响造缝性能。通过实验分析了页岩储层在不同浓度、pH值的SDBS压裂液作用下的膨胀抑制性、润湿反转性能。实验结果表明:0.02%SDBS压裂液下页岩... 在页岩储层压裂过程中,不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液体系会直接影响页岩储层稳定性,进而影响造缝性能。通过实验分析了页岩储层在不同浓度、pH值的SDBS压裂液作用下的膨胀抑制性、润湿反转性能。实验结果表明:0.02%SDBS压裂液下页岩储层的膨胀变形最小、膨胀变形速率最慢,即膨胀抑制效果最好;0.03%SDBS压裂液下页岩的润湿性改造最好,接触角为30°。pH值为8的SDBS压裂液对炭质页岩的膨胀变形和膨胀速率起到了最佳的抑制作用;pH值为9的SDBS压裂液对炭质页岩的润湿反转起到了最好的效果,接触角为31.6°。综合分析认为不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液对页岩储层特性影响差异较大,说明在对页岩储层的开发利用中,调整SDBS浓度和pH值对提高页岩气开采效果是可行的。 展开更多
关键词 页岩储层 压裂液 SDBS浓度 PH值 储层特性
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