水力压裂煤体复电阻率频散特征试验研究 被引量：11

1

作者 郭跃辉 雷东记 +2 位作者 张玉贵 周猛 李健 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期198-202,共5页

为揭示水力压裂对煤体复电阻率的影响规律进而达到以复电阻率法评价水力压裂效果的目的,以焦作赵固煤矿无烟煤为研究对象,制作柱形煤样,建立了水力压裂复电阻率测量系统,开展了实验室水力压裂试验。采用恒定的交变电流,在0~200 kHz频率... 为揭示水力压裂对煤体复电阻率的影响规律进而达到以复电阻率法评价水力压裂效果的目的,以焦作赵固煤矿无烟煤为研究对象,制作柱形煤样,建立了水力压裂复电阻率测量系统,开展了实验室水力压裂试验。采用恒定的交变电流,在0~200 kHz频率范围内,测量了水力压裂前-后煤样的电容、复电阻率模值和相位。通过分析压裂前后煤体复电阻率频散特征给出了水力压裂复电阻率响应原理,分析得到了水力压裂对煤体复电阻率的影响规律,提出了复电阻率法水力压裂效果评判指标。研究结果表明:在0~100 Hz频率范围内,煤样激发极化受频率的影响很小,可用区间内任意频率的电流来监测水力压裂;模值大小受煤中水含量的影响较大,由于水填充至压裂产生的新生裂隙,致使压裂后模值较压裂前减小,且模值曲线整体向下偏移,偏移量越大,压裂效果越好;相位的峰值点受电流频率和煤样电容容量的影响,水力压裂增加了煤样内部的裂隙,煤样电容容量发生变化,导致相位峰值点发生偏移,偏移量越大,压裂效果越好。 展开更多

关键词 水力压裂 复电阻率 激发极化 双电层形变假说

下载PDF 职称材料

含水煤层复电阻正交裂隙阻容模型 被引量：10

2

作者 赵晨光 雷东记 张玉贵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3541-3547,共7页

针对复电阻率法应用广泛的Cole-Cole模型存在模型参数多、与物性参数关联弱等缺点,研究含水煤层复电阻导电机理及阻容模型,旨在发展适应于评价煤层含水性与水压致裂效果的复电阻率法理论与技术。依据电介质理论,在外加交变电场下,煤层... 针对复电阻率法应用广泛的Cole-Cole模型存在模型参数多、与物性参数关联弱等缺点,研究含水煤层复电阻导电机理及阻容模型,旨在发展适应于评价煤层含水性与水压致裂效果的复电阻率法理论与技术。依据电介质理论,在外加交变电场下,煤层含水裂隙既具有离子自由移动产生的电阻性,也具有离子界面堆积产生的电容性;基于激发极化和煤双重介质理论,借鉴岩石毛细管模型,将煤层含水孔裂隙等效成正交裂隙,即将含水孔裂隙的电阻性等效为与外加电场方向平行的裂隙,其电阻值为Rw,将含水孔裂隙的电容性等效为与外加电场方向垂直的裂隙,电容值为Cw;煤层本身电阻为Rc,电容为Cc;构建正交裂隙与煤层组成的含水煤层复电阻模型,由等效水平裂隙Rw、煤层Rc、等效垂直裂隙Cw及煤层Cc的一路串联,组成的3路并联等效电路。实验选取肥煤和无烟煤2种变质程度煤样,测量其在不同含水饱和度下的复电阻实部Rs和虚部X,使用模型拟合,获取相关的电阻电容参数,并计算煤样孔隙率。结果表明:阻容模型对不同含水饱和度煤样复电阻参数拟合良好,模型参数电阻R与电容C随含水饱和度的增加而减小,不同含水饱和度虚部X曲线极值向右偏移,与模型物理意义相同;阻容模型参数可计算孔隙率,与密度法、核磁共振法实测孔隙率匹配较好。基于激发极化理论和双重介质理论建立的复电阻正交裂隙阻容模型物理意义明确,数学计算简单,模型参数可预测煤样孔隙率。 展开更多

关键词 阻容模型 等效正交裂隙 复电阻 含水煤层 孔隙率

下载PDF 职称材料

静电场对煤体瓦斯扩散特性影响研究 被引量：7

3

作者 雷东记 马涛 +1 位作者 孟慧 薛群山 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期62-68,共7页

为探究静电场对煤体瓦斯扩散变化特性的影响,自主设计并构建瓦斯解吸-扩散试验系统,选取古汉山矿、鹤壁六矿、平顶山八矿和义马耿村矿4个矿区不同变质程度煤样,用以测定电场强度为0、40、120、240 kV/m下的解吸-扩散量,并利用经典单孔... 为探究静电场对煤体瓦斯扩散变化特性的影响,自主设计并构建瓦斯解吸-扩散试验系统,选取古汉山矿、鹤壁六矿、平顶山八矿和义马耿村矿4个矿区不同变质程度煤样,用以测定电场强度为0、40、120、240 kV/m下的解吸-扩散量,并利用经典单孔扩散模型计算各煤样在4种场强作用下的扩散系数。结果表明:静电场下,随着施加场强的增大,煤样扩散系数具有先增大后减小的变化特征,且呈抛物线状;特征优势场强为40 kV/m时各煤样扩散系数达到最大,而其他场强作用下扩散系数都有所减小;对比不同变质程度煤样电场下扩散特性,结果显示,平顶山八矿肥煤在电场下扩散系数最大,义马矿褐煤扩散系数最小。静电场下扩散特性变化原因为:煤体和瓦斯分子发生激发极化改变了煤体表面吸附势阱深度;电场能引起煤体内微小孔的体积和比表面积增加(减小)。 展开更多

关键词 煤体瓦斯 静电场 扩散系数 电场强度 解吸-扩散量

下载PDF 职称材料

构造煤纳米级孔隙对瓦斯吸附能力的影响研究 被引量：7

4

作者 陈卓 雷东记 张玉贵 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第3期1-4,8,共5页

为研究煤的纳米级(<100 nm)孔隙对瓦斯吸附能力的影响,对3种不同煤样的原煤和构造煤孔隙结构进行研究,并建立温度-压力综合吸附模型分析煤体的吸附瓦斯能力。研究结果表明:纳米级孔隙(孔径小于100 nm)是煤对瓦斯吸附强的决定因素,纳... 为研究煤的纳米级(<100 nm)孔隙对瓦斯吸附能力的影响,对3种不同煤样的原煤和构造煤孔隙结构进行研究,并建立温度-压力综合吸附模型分析煤体的吸附瓦斯能力。研究结果表明:纳米级孔隙(孔径小于100 nm)是煤对瓦斯吸附强的决定因素,纳米级孔隙微孔的比表面积是影响瓦斯吸附量的主要因素;在相同温度压力下,古汉山矿煤样瓦斯吸附量是薛湖矿煤样和平顶山矿煤样的1.3～1.8倍和1.02～1.2倍;微小孔的孔容与瓦斯吸附量呈现出明显的正相关;通过建立温度-压力模型预测瓦斯吸附量是可行的。 展开更多

关键词 构造煤 纳米级孔隙 低温液氮 瓦斯吸附能力 吸附模型

下载PDF 职称材料

煤体水力压裂过程复电性频散响应特征实验研究

5

作者 雷东记 刘丽英 +1 位作者 贾子强 刘宁 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期48-55,共8页

目的 为研究水力压裂过程煤体复电性频散响应特征,方法 实测水力压裂煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其变化以判断煤体内部裂隙发育进程,并用激发极化理论分析其频散特征。结果 结果表明:(1)水力压裂过程中,每个压力点煤体实部频散曲线... 目的 为研究水力压裂过程煤体复电性频散响应特征,方法 实测水力压裂煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其变化以判断煤体内部裂隙发育进程,并用激发极化理论分析其频散特征。结果 结果表明:(1)水力压裂过程中,每个压力点煤体实部频散曲线随频率变化均呈“三段式”型,虚部均呈“U”型;实部频散曲线随水压变化呈“先上移,后下移,压裂时大幅度下移”趋势。(2)虚部极值点可以敏感反应小范围弹性变形和剪切破坏造成的阻值变化,极值点频率能识别较大范围的剪切破坏,可作为预测煤体破裂的有效指标。(3)水力压裂过程中,由于煤体固气固交界面发生激发极化,煤体实部和虚部随频率出现“三段式”和“U”型变化。(4)由于煤体压裂先出现弹性变形,随后出现剪切破坏,最终煤体含水导电通道完全贯通,实部频散曲线随水压变化呈“先增大,后减小,压裂时迅速下降”趋势。结论 采用复电阻率法监测煤体水力压裂过程中的复电参数随水压变化规律并判断煤体裂隙发育进程,运用激发极化理论分析煤的水力压裂复电参数随水压和交流电频率变化的响应特征,为煤层频谱激电法在评价煤层裂隙和压裂效果奠定实验基础。 展开更多

关键词 复电阻率法 水力压裂 响应特征 频散机理 激发极化

下载PDF 职称材料

水力压裂煤体相位频谱曲线试验研究 被引量：2

6

作者 储天庆 雷东记 +3 位作者 闫江伟 陈鑫源 李健 周猛 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第3期34-41,共8页

为探明水力压裂前后煤体内部结构改变引起的复电阻率变化规律,在实验室开展加载围压下煤体水力压裂试验,测量压裂前后煤体相位和振幅频谱曲线。结果表明:(1)压裂前后干燥煤体相位频谱曲线均为“U”型,压裂后相位频谱曲线移动明显;(2)含... 为探明水力压裂前后煤体内部结构改变引起的复电阻率变化规律,在实验室开展加载围压下煤体水力压裂试验,测量压裂前后煤体相位和振幅频谱曲线。结果表明:(1)压裂前后干燥煤体相位频谱曲线均为“U”型,压裂后相位频谱曲线移动明显;(2)含蒸馏水的压裂煤体相位频谱曲线呈“W”型;(3)压裂煤体中,“W”型曲线是由于未充分填充的含水次生裂隙和原有裂隙的不充分界面极化共同所致,这与水力压裂对煤体破坏的不均匀性有关;(4)采用等效电路的方法,用不同电容器代替煤体不同频率界面极化,模拟相位频谱曲线从“W”型变为“U”型的过程发现,未充分填充的含水次生裂隙和原生裂隙在不同频率下的不充分界面极化是产生“W”型曲线的原因。 展开更多

关键词 水力压裂 界面极化 相位频谱曲线 “W”型曲线 等效电路

下载PDF 职称材料

机械扩孔煤体增透应力变化规律研究

7

作者 王海春 雷东记 +1 位作者 代振华 覃杰 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第1期28-33,共6页

机械扩孔作为一种新型煤层卸压增透强化措施,可广泛适用于低透气性瓦斯煤层。为了探究机械扩孔应力演化规律,通过理论分析,揭示机械扩孔应力分布特征,以车集煤矿2616煤层为研究背景,借助ABAQUS数值模拟软件分析扩孔过程中煤层应力演化... 机械扩孔作为一种新型煤层卸压增透强化措施,可广泛适用于低透气性瓦斯煤层。为了探究机械扩孔应力演化规律,通过理论分析,揭示机械扩孔应力分布特征,以车集煤矿2616煤层为研究背景,借助ABAQUS数值模拟软件分析扩孔过程中煤层应力演化规律。结果表明:机械扩孔后孔洞周围煤体应力场存在动态演化过程,由内向外呈圆环状分布,依次为破碎区、塑性区、弹性区和原始应力区;机械扩孔过程中造穴阶段应力扰动范围和应力集中情况都显著大于钻进阶段。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 卸压增透 机械扩孔 应力分布 破煤效果

下载PDF 职称材料

煤巷掘进过程中煤岩破裂微震事件研究

8

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

下载PDF 职称材料

机械扩孔有效抽采半径数值模拟及现场应用

9

作者 贾子强 雷东记 +1 位作者 刘丽英 刘宁 《能源与环保》 2024年第3期22-27,34,共7页

为研究掘进工作面机械扩孔的卸压增透效果,以扩孔后的抽采有效影响半径为考察指标,借助COMSOL-Multiphysics数值模拟软件建立机械扩孔模型,动态分析机械扩孔后的瓦斯流场,拟合得出扩孔有效影响半径与抽采时间的关系曲线;通过理论分析和... 为研究掘进工作面机械扩孔的卸压增透效果,以扩孔后的抽采有效影响半径为考察指标,借助COMSOL-Multiphysics数值模拟软件建立机械扩孔模型,动态分析机械扩孔后的瓦斯流场,拟合得出扩孔有效影响半径与抽采时间的关系曲线;通过理论分析和现场考察试验,类比同等工况条件下机械扩孔与普通钻孔的预抽效果,定量探讨2种施工工艺条件下瓦斯流量衰减系数。研究表明,机械扩孔的瓦斯抽采流量平均值为0.0222 m^(3)/min,最低瓦斯抽采流量是初始抽采流量的56.9%,下降幅度为43.1%;而普通钻孔的瓦斯抽采流量平均值为0.006826 m^(3)/min,最低瓦斯抽采流量是初始抽采流量的22.6%,下降幅度达77.4%。机械扩孔抽采浓度由72%降到38%,降幅为47.2%,普通钻孔抽采浓度由39%降到17%,降幅达56.4%,说明机械扩孔卸压增透效果显著。 展开更多

关键词 机械扩孔 数值模拟 有效抽采半径 衰减系数 卸压增透

下载PDF 职称材料

煤体复电阻率实验室测试方法研究 被引量：3

10

作者 雷东记 周猛 +1 位作者 孟慧 赵晨光 《重庆大学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期103-113,共11页

实验室煤体复电阻率测试旨在提供可靠的复电阻率数据,为进一步现场应用基础研究。影响煤体复电阻率测量精度的因素众多,其中电极板为最重要的因素之一,极板的厚度和大小都会对煤体复电阻率测量产生影响,因此电极板的变化对测量参数的准... 实验室煤体复电阻率测试旨在提供可靠的复电阻率数据,为进一步现场应用基础研究。影响煤体复电阻率测量精度的因素众多,其中电极板为最重要的因素之一,极板的厚度和大小都会对煤体复电阻率测量产生影响,因此电极板的变化对测量参数的准确性有重要意义。通过选用导电性较好的紫铜材料作为极板,对3种不同厚度的极板材料进行了复电阻率测量,分析极板厚度对激发极化效应的影响,测试了直径为1,2,3,4,5 cm 5种大小极板对煤体复电阻测量的影响,并使用Cole-Cole模型进行数据拟合。得出结论如下:1)极板本身的极化效应和极板与煤样端面贴合程度是影响煤样复电阻测量误差的主要因素,3种不同厚度的极板材料中导电铜纸误差最小;2)对同一个煤样而言极板面积变化仅对复电阻率幅值有较大影响,对煤样激发极化的影响可以忽略。 展开更多

关键词 复电阻率 极板材料 COLE-COLE模型

下载PDF 职称材料

平煤十一矿艾山逆断层瓦斯异常区范围划定研究 被引量：4

11

作者 雷东记 薛群山 +1 位作者 张玉贵 孟慧 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第9期194-197,共4页

以平煤十一矿中型艾山逆断层为例,研究断层周围的应力场分布、伴生构造的发育程度、瓦斯异常分布等,确定断层带瓦斯异常区的范围,为防治瓦斯措施提供基础数据。结果表明:艾山逆断层上盘是主动盘,受到的剪切作用强,煤体的破碎程度、瓦斯... 以平煤十一矿中型艾山逆断层为例,研究断层周围的应力场分布、伴生构造的发育程度、瓦斯异常分布等,确定断层带瓦斯异常区的范围,为防治瓦斯措施提供基础数据。结果表明:艾山逆断层上盘是主动盘,受到的剪切作用强,煤体的破碎程度、瓦斯富集程度都优于下盘;断层尖灭端受相邻断层扰动影响形成应力异常集中区,尖灭端60 m内为瓦斯异常区,大于断层其他部位控制区,断层带瓦斯异常区范围的划定提高了采区工作面防突预测效率。 展开更多

关键词 安全工程 小断层 应力场 构造煤 瓦斯异常区 煤与瓦斯突出 瓦斯涌出量

下载PDF 职称材料

高强电场激励下煤体吸附模型及机理探讨

12

作者 雷东记 郑媛媛 +1 位作者 马涛 王亚娟 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期35-45,共11页

基于电场强化下煤体响应表现出的电动效应、热效应和激发极化效应,设计高强电场下煤体吸附试验系统,研究电场实时加载下煤体对不同吸附质的吸附特征,并在经典Langmuir、D-R吸附模型基础上构建适用于高强电场下的煤体吸附模型。结果表明... 基于电场强化下煤体响应表现出的电动效应、热效应和激发极化效应,设计高强电场下煤体吸附试验系统,研究电场实时加载下煤体对不同吸附质的吸附特征,并在经典Langmuir、D-R吸附模型基础上构建适用于高强电场下的煤体吸附模型。结果表明:实时加载高强电场下,随着施加电场强度增大,煤体吸附能力呈线性减小趋势,受电场影响CO_(2)吸附能力变化率更大,与未加电场相比,电场强度为30,60,90 kV/m时煤体吸附瓦斯的能力分别下降了10.9%,15.7%,18.9%,吸附CO_(2)的能力分别下降了8.5%,12.1%,22.9%;基于Langmuir吸附模型和D-R吸附方程,以煤体吸附试验数据为依据,在吸附模型基础上引入含有电场强度的修正项系数(1-C·E),分析构建含有电性参数的吸附模型,新模型试验拟合度均在0.99以上,能够预测并表征高强电场下煤体吸附特征,其影响机理主要归结为:煤体孔隙结构改变,经高强电场强化后煤样微孔向小孔及中大孔过渡,增强了煤体的扩散性能;影响了煤体吸附瓦斯表面自由能,且吉布斯自由能随着场强增大而减小,揭示了电场抑制煤体对瓦斯的吸附;煤体发生激发极化,电场通过改变煤体电性参数介电常数与电阻率进而影响瓦斯的吸附解吸能力。 展开更多

关键词 高强电场 吸附模型 实时加电 机理分析

下载PDF 职称材料

受载煤体水力压裂复电参数实验研究

13

作者 陈鑫源 李鹏 +2 位作者 雷东记 王平 贾子强 《能源与环保》 2023年第5期26-31,共6页

为研究单轴受载煤体压裂后煤体复电阻参数变化关系,在实验室搭建受载煤体的水力压裂变频复电阻率测试平台进行实验,对受载煤体进行压裂前后复电性测试。运用电介质极化理论和激发极化理论,分析煤的水力压裂复电阻率频散机理。结果表明,... 为研究单轴受载煤体压裂后煤体复电阻参数变化关系,在实验室搭建受载煤体的水力压裂变频复电阻率测试平台进行实验,对受载煤体进行压裂前后复电性测试。运用电介质极化理论和激发极化理论,分析煤的水力压裂复电阻率频散机理。结果表明,压裂前煤体复电阻率实部、虚部均随频率变化而变化;复电阻实部整体呈现“三段式”趋势,虚部呈“U”型,趋势略有不同;煤体电容随着频率的增大而减小。压裂后复电阻率虚部呈现“阶梯状”,实部呈现“持续下降”的趋势,不论压裂前还是压裂后,煤体电容都随着频率的增大而减小;压裂后的煤体在含水状态下其虚部呈现“单边上升”,其物理机制是空间电荷积聚效应产生的。 展开更多

关键词 受载煤体 水力压裂 复电阻率 电容

下载PDF 职称材料

煤体复电性频散响应实验研究 被引量：4

14

作者 孟慧 李健 +1 位作者 雷东记 王亚娟 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期226-232,共7页

为研究煤体复电性频散响应特征,实测不同测量面积,不同方向煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其频散特征,并用不同经典模型进行数据反演对比。结果表明:任意方向煤体的复电参数(R、X的绝对值)与测量面积成反比,频散曲线的特征频率点不发生... 为研究煤体复电性频散响应特征,实测不同测量面积,不同方向煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其频散特征,并用不同经典模型进行数据反演对比。结果表明:任意方向煤体的复电参数(R、X的绝对值)与测量面积成反比,频散曲线的特征频率点不发生偏移,X频散度随测量面积增大而减小;相同测量面积,不同方向煤体的复电性频散响应不同,复电频散曲线发生偏移,平行层理方向煤体X的频散度大于垂直层理方向;Debye模型与Cole-Cole模型对煤体复电性频散曲线均可高精度拟合,但前者模型参数精简,物理意义明确,与煤体复电频散曲线开合情况吻合度较高。本研究可为复电性评价法监测煤层裂隙发育及评价煤层渗透率提供实验基础。 展开更多

关键词 复电阻 测量面积 测量方向 复电阻模型

下载PDF 职称材料

电场实时加载下煤层气解吸-扩散特性实验研究

15

作者 周勇 雷东记 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第1期65-71,共7页

为探究电场实时加载下煤层气解吸-扩散特性,揭示电场强化煤层气高效抽采的机理影响特征,设计并研发了可控电场强度下煤层气解吸-扩散实验系统;实验探究了电场加载下煤体的CH4和CO_(2)解吸-扩散变化特征,并通过幂函数扩散模型计算各场强... 为探究电场实时加载下煤层气解吸-扩散特性,揭示电场强化煤层气高效抽采的机理影响特征,设计并研发了可控电场强度下煤层气解吸-扩散实验系统;实验探究了电场加载下煤体的CH4和CO_(2)解吸-扩散变化特征,并通过幂函数扩散模型计算各场强作用下的CH4扩散系数。结果表明:不同吸附质在电场实时加载下煤层气解吸量均得到一定程度提升,但电场对CO_(2)解吸量影响特征更加明显,同时电场能够强化煤体瓦斯的初始解吸速度;与未加电场相比,特征场强为30、60、90 kV/m时CH4初始解吸速率提升了6.9%、15.3%、14.6%,而CO_(2)依次提升了3.4%、6.7%、9.2%;电场加载下煤体CH4幂函数扩散模型能够高度的与实验值相吻合,扩散系数具有随着加载场强的增大而逐渐增大变化特征,电场有利于煤中甲烷的解吸、扩散。 展开更多

关键词 煤层气解吸-扩散特性 电场强化 解吸量 幂函数动扩散模型 扩散系数

下载PDF 职称材料

突出煤层掘进工作面瓦斯涌出相关性及通风安全分析与应用

16

作者 李普 原晓红 雷东记 《能源与环保》 2024年第3期1-8,共8页

掌握掘进工作面瓦斯涌出的动态规律对于工作面通风安全和煤与瓦斯突出防治具有重要意义。为此,选取大平煤矿21下部煤柱面的3条煤巷掘进工作面为研究对象,采用ANSYS模拟分析了工作面风流和瓦斯分布规律,在距离掘进面1、3 m断面上瓦斯浓... 掌握掘进工作面瓦斯涌出的动态规律对于工作面通风安全和煤与瓦斯突出防治具有重要意义。为此,选取大平煤矿21下部煤柱面的3条煤巷掘进工作面为研究对象,采用ANSYS模拟分析了工作面风流和瓦斯分布规律,在距离掘进面1、3 m断面上瓦斯浓度分布较为紊乱;在距离掘进面10 m的位置瓦斯和空气是混合后均匀流动的,即为加设瓦斯传感器采集掘进动态瓦斯涌出量的最佳位置。研究了工作面瓦斯涌出与掘进作业工序、作业班次、巷道长度和煤壁暴露时间因素的关联特征,掘进工作面瓦斯涌出主要来源于煤壁,且出现2个瓦斯涌出量峰值时间点:在落煤替顶作业工序时和二次波峰为中间落煤清煤工序时。通过建模模拟和主控因素分析,准确掌握了瓦斯动态涌出的具体地点和时间,从通风监控、掘进工序和抽采部署方面,提出了针对性的优化方案,对于工作面煤与瓦斯突出危险性预测、瓦斯抽采达标评判和瓦斯事故风险感知等安全管理工作具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 数值模拟 动态反演 关联特征

下载PDF 职称材料

掘进工作面煤岩动力灾害声电响应特征

17

作者 荆新军 陈明明 雷东记 《能源与环保》 2024年第6期40-44,共5页

为了监测、预警掘进过程中前方可能发生的危险,在掘进工作面布设声电监测预警系统,利用声发射技术和电磁辐射技术对掘进巷道进行动态实时监测和预警,通过对掘进过程中异常声电响应特征的研究得到突出危险发生的前兆规律特征,并根据现场... 为了监测、预警掘进过程中前方可能发生的危险,在掘进工作面布设声电监测预警系统,利用声发射技术和电磁辐射技术对掘进巷道进行动态实时监测和预警,通过对掘进过程中异常声电响应特征的研究得到突出危险发生的前兆规律特征,并根据现场实际情况进行了验证。结果表明,掘进过程中,声发射、电磁辐射强度整体变化趋势呈现3个阶段;煤与瓦斯突出危险发生时,声电强度参数响应剧烈,出现了明显的声增电降趋势,且声发射、电磁辐射强度与瓦斯浓度呈显著相关,瓦斯浓度突增与声电信号异常基本是同步发生的;声—电—瓦斯能够反映煤岩石动力演化过程中的变化情况,可将第一次声电异常波动定为瓦斯预警前兆开始时间,超前预警8 h左右。由此可以看出,通过研究声—电—瓦斯的异常响应,能够实现煤与瓦斯突出的预警预报。 展开更多

关键词 掘进工作面 声电监测预警系统 声电响应特征 声—电—瓦斯

下载PDF 职称材料

掘进工作面顶板水力压裂防灾技术应用研究 被引量：3

18

作者 王宇翔 陈鑫源 雷东记 《能源与环保》 2022年第9期288-292,共5页

高瓦斯、高地应力掘进工作面顶板围岩动力现象频繁出现,严重制约了矿井安全生产。为防止煤岩动力灾害事故发生,五阳煤矿采用水力压裂技术开展掘进工作面顶板围岩卸压增透试验,以减小巷道上方应力效应、预先释放顶板瓦斯。利用瞬变电磁... 高瓦斯、高地应力掘进工作面顶板围岩动力现象频繁出现,严重制约了矿井安全生产。为防止煤岩动力灾害事故发生,五阳煤矿采用水力压裂技术开展掘进工作面顶板围岩卸压增透试验,以减小巷道上方应力效应、预先释放顶板瓦斯。利用瞬变电磁仪检测煤层裂隙电阻率变化以表征顶板水力压裂试验开展情况,通过对比顶板水力压裂前后工作面瓦斯浓度、煤炮响应次数及微震事件,研究顶板水力压裂技术的防灾效果。研究表明,煤层电阻率受顶板水力压裂效果影响巨大,同时压裂防灾效果明显,施工前后各项指标均有明显降低,瓦斯浓度降低40%,煤炮响应次数减小85%,微震事件减小76%。 展开更多

关键词 高瓦斯 高地应力 掘进工作面 动力现象 卸压增透 微震

下载PDF 职称材料

义马褐煤显微组分酸性含氧基团特征及其抑制甲烷吸附性 被引量：2

19

作者 张航 张小兵 +1 位作者 张玉贵 雷东记 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1149-1156,共8页

为探索煤表面酸性含氧基团对低阶煤甲烷吸附行为的影响,采集义马褐煤样品经手选、破碎、研磨、筛分并重液分离富集不同显微组分,借助傅立叶变换红外光谱(FT-IR)测试,Boehm滴定等技术表征褐煤各显微组分富集物酸性含氧基团特征,依据煤化... 为探索煤表面酸性含氧基团对低阶煤甲烷吸附行为的影响,采集义马褐煤样品经手选、破碎、研磨、筛分并重液分离富集不同显微组分,借助傅立叶变换红外光谱(FT-IR)测试,Boehm滴定等技术表征褐煤各显微组分富集物酸性含氧基团特征,依据煤化学统计结构解析法推算褐煤基本结构单元萘核,利用重量法等温吸附实验测定褐煤各显微组分富集物及不同酸性含氧基团特征结构化合物的甲烷吸附性.研究发现:义马褐煤酸性含氧基团总量与羧基、酚羟基、内酯基含量最高的显微组分依次为类脂组、腐殖组、惰质组;不同酸性含氧基团对褐煤萘核的抑制甲烷吸附性由大到小依次为羧基,酚羟基,内酯基.其中,羧基相对抑制甲烷吸附量约为内酯基与酚羟基的7倍和3.3倍;在忽略水分条件下考察褐煤显微组分富集物中不同酸性含氧基团对甲烷的吸附行为,结果显示羧基含量增高是造成各显微组分甲烷吸附量降低的主要因素.本研究表明,显微组分含量及煤表面性质是影响褐煤含气性的重要因素,惰质组的高羧酸含量抑制义马褐煤甲烷吸附性效果显著. 展开更多

关键词 褐煤 显微组分 酸性含氧基团 微观结构 抑制吸附

原文传递

井巷揭煤作业综合防突措施研究

20

作者 赵锦刚 宋丽强 雷东记 《能源与环保》 2021年第9期50-56,共7页

煤与瓦斯突出矿井的防突工作是一项复杂的系统工程,潞安矿区主体矿井的井巷揭煤防突综合体系建设处尚于起步阶段。为解决高瓦斯厚煤层揭煤过程中出现的应力集中和瓦斯超限问题,结合某矿煤层赋存特征,采用“水力、机械造穴+钢筛管+围岩... 煤与瓦斯突出矿井的防突工作是一项复杂的系统工程,潞安矿区主体矿井的井巷揭煤防突综合体系建设处尚于起步阶段。为解决高瓦斯厚煤层揭煤过程中出现的应力集中和瓦斯超限问题,结合某矿煤层赋存特征,采用“水力、机械造穴+钢筛管+围岩注浆”组合防突技术,建立残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、K1值、煤体膨胀变形量、煤层含水率、围岩变形量多效果检验指标相互验证的方法,有效的实现了区域卸压、补水、围岩应力控制,达到了高效安全揭煤的效果。通过井巷揭煤作业工程设计、工程施工、工程验收、工程评价等多个层面的分析,不断完善和摸索出一套适应于潞安矿区单一煤层、高地应力、高瓦斯区域条件下的井巷揭煤管理和技术模式。 展开更多

关键词 揭煤作业 机械掏穴 水力造穴 围岩注浆 过程管理 效果检验

下载PDF 职称材料