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低-中煤级构造煤纳米孔分形模型适用性及分形特征 被引量:24
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作者 宋昱 姜波 +2 位作者 李凤丽 闫高原 么玉鹏 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1611-1622,共12页
构造煤纳米孔非均质性研究对于揭示煤层气赋存状态和传输特性具有重要意义.选取低-中煤级典型序列构造煤样品,基于高压压汞和低温液氮相结合的方法计算了构造煤基质压缩系数,并分析了Menger、热力学、Sierpinski和FHH分形模型对构造煤... 构造煤纳米孔非均质性研究对于揭示煤层气赋存状态和传输特性具有重要意义.选取低-中煤级典型序列构造煤样品,基于高压压汞和低温液氮相结合的方法计算了构造煤基质压缩系数,并分析了Menger、热力学、Sierpinski和FHH分形模型对构造煤的适用性,进一步揭示了孔隙分形特征,糜棱煤的Menger分形曲线呈现三段式分布,而对于原生煤、碎裂煤、片状煤、鳞片煤和揉皱煤而言,Sierpinski模型、Menger模型、热力学模型以及FHH模型分段点分别为100nm、72nm、72 596nm和8nm.Menger模型分形维数大于3且拟合偏差较大,不适合表征构造煤的孔隙非均质性.Sierpinski模型适合于描述构造煤的纳米孔分形特征;FHH模型适合于表征原生煤及构造煤8~100nm的孔隙非均质性.Sierpinski模型微米孔(>100nm)的分形维数(Ds1)随着构造变形的增强先升高,而后降低,在片状煤中达到最高;Sierpinski模型纳米孔(<100nm,Ds2c)和FHH模型<8nm的孔隙的非均质性随构造变形的增强逐渐升高.原生煤和脆性变形煤中,Ds1>Ds2c,表明为微米孔非均质性强于纳米孔;鳞片煤中,Ds1接近于Ds2c;揉皱煤中,Ds1<Ds2c,表明纳米孔的非均质性强于微米孔. 展开更多
关键词 构造煤 纳米孔 基质压缩 分形特征 模型适用性
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蓄水初期库盘非稳定渗流场时空演化与谷幅变形规律分析 被引量:2
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作者 徐磊 张菁倪 +3 位作者 崔姗姗 周昌巧 张林飞 陈在铁 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1441-1454,共14页
为揭示蓄水初期谷幅变形的产生机制,基于饱和-非饱和非稳定渗流应力耦合分析方法,模拟了初期蓄水过程中库盘非稳定渗流场的时空演化和谷幅变形的发展过程;通过建立岩体遇水劣化模型,研究了饱水过程中库盘岩体力学性能逐渐劣化对谷幅变... 为揭示蓄水初期谷幅变形的产生机制,基于饱和-非饱和非稳定渗流应力耦合分析方法,模拟了初期蓄水过程中库盘非稳定渗流场的时空演化和谷幅变形的发展过程;通过建立岩体遇水劣化模型,研究了饱水过程中库盘岩体力学性能逐渐劣化对谷幅变形的影响;此外,分析了考虑岩体基质压缩性与存在强透水地质缺陷时的谷幅变形规律.结果表明,在蓄水引起的渗流应力耦合作用下,谷幅变形的一般规律为先扩张后收缩,谷幅收缩的直接致因是库盘岩体有效应力的降低;岩体遇水劣化会直接影响谷幅变形的量值,劣化程度越高,谷幅变形量越大;岩体基质可压缩性越强,谷幅收缩量越小;库水位变化高程范围内的强透水地质缺陷会导致谷幅出现收缩变形的时间提前和谷幅收缩变形更快趋于收敛. 展开更多
关键词 蓄水初期 库盘 饱和-非饱和非稳定渗流 谷幅变形 演化机制 岩体劣化 基质压缩
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基于压汞法的煤基质压缩对孔隙分形特征的影响 被引量:2
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作者 金毅 赵梦余 +1 位作者 刘顺喜 刘仙鹤 《中国煤炭》 2018年第8期103-109,共7页
基于分形拓扑理论提出了一种新的煤孔隙分形维数测定方法,并对比分析了当前各种孔隙分形维数计算方法的异同点,进而基于压汞试验和液氮吸附试验,研究了7个煤样基质压缩效应对孔隙结构分形特征的影响。试验结果表明,由分形拓扑的尺度不... 基于分形拓扑理论提出了一种新的煤孔隙分形维数测定方法,并对比分析了当前各种孔隙分形维数计算方法的异同点,进而基于压汞试验和液氮吸附试验,研究了7个煤样基质压缩效应对孔隙结构分形特征的影响。试验结果表明,由分形拓扑的尺度不变定义推导的孔隙分形维数计算方法具有真实可靠性;煤基质压缩效应在压力大于10 MPa时影响显著,不可忽略,大于120 MPa时,不再适用;煤基质压缩校正前各方法对应的分形曲线多表现为分段特征,而校正后分形曲线则表现为整体的线性特征,且校正后的分形维数小于校正前的分形维数,表明煤的基质压缩效应会增加孔隙结构的复杂程度,从而影响真实孔隙结构的分形特征。 展开更多
关键词 煤储层 孔隙结构 基质压缩 压汞法 分形维数
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玉米秸秆基质压缩块栽培双孢菇 被引量:13
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作者 石建森 武旭 +1 位作者 李青 任丽萍 《山西农业科学》 2012年第10期1064-1066,共3页
作物秸秆是自然界最为丰富的可再生资源之一,含有丰富的营养物质,双孢菇可以充分利用其营养物质。但由于秸秆质地疏松、容积率小,导致菇棚利用率低。提出了秸秆基质压缩块双孢菇栽培模式,试验结果表明,此栽培模式可有效提高双孢菇单位... 作物秸秆是自然界最为丰富的可再生资源之一,含有丰富的营养物质,双孢菇可以充分利用其营养物质。但由于秸秆质地疏松、容积率小,导致菇棚利用率低。提出了秸秆基质压缩块双孢菇栽培模式,试验结果表明,此栽培模式可有效提高双孢菇单位面积的产量,从而提高菇棚利用率。 展开更多
关键词 玉米秸秆 基质压缩 双孢菇 栽培技术
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基于压汞法的构造煤基质压缩特性及其对孔隙结构的影响 被引量:7
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作者 程丽媛 李伟 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第2期175-179,共5页
为研究不同变形程度构造煤的基质压缩特征,采用压汞法和气体(N2和CO2)吸附相结合的方法,计算了渭北煤田韩城矿区不同类型构造煤的基质压缩系数,探讨了基质压缩对构造煤孔隙结构的影响。结果表明,煤的基质压缩系数不一定随构造变... 为研究不同变形程度构造煤的基质压缩特征,采用压汞法和气体(N2和CO2)吸附相结合的方法,计算了渭北煤田韩城矿区不同类型构造煤的基质压缩系数,探讨了基质压缩对构造煤孔隙结构的影响。结果表明,煤的基质压缩系数不一定随构造变形程度的增加而增大,是煤级、微孔含量和构造变形等因素的综合反映;基质压缩主要影响了压力大于20 MPa的压汞孔体积;由于压汞法和N2吸附方法的测试原理不同,基质压缩校正后压汞孔体积(6~100 nm)高于N2吸附孔体积;基质压缩对压汞孔体积的影响随构造变形程度的增强而变弱。 展开更多
关键词 基质压缩 构造煤 压汞法 孔径分布 孔隙结构
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改进压汞表征方法及其在褐煤储层中的应用
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作者 刘丁 许浩 +1 位作者 汤达祯 辛福东 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期158-170,共13页
压汞试验由于其模型简单且测试范围广、速度快、精度高等优点,被广泛应用于多孔材料孔隙表征。而褐煤样由于变质程度低,压实作用弱,煤质松软,易受麻皮效应、基质压缩效应等影响,导致测试结果存在较大误差。为提高压汞试验测试精度,对研... 压汞试验由于其模型简单且测试范围广、速度快、精度高等优点,被广泛应用于多孔材料孔隙表征。而褐煤样由于变质程度低,压实作用弱,煤质松软,易受麻皮效应、基质压缩效应等影响,导致测试结果存在较大误差。为提高压汞试验测试精度,对研究区(二连盆地)褐煤样压汞数据进行校正。首先基于各样累计进汞曲线及分形特征,确定各样排驱压力及麻皮系数。其次针对传统基质压缩效应校正方法在低压段校正不足,高压段校正过度的缺陷,提出了基于三次样条插值、分段求取煤样基质压缩系数的新方法,提高数据利用率及校正结果的准确性。最后,联合压汞及液氮吸附试验数据分析了该区褐煤样孔隙发育情况。研究结果显示,麻皮效应对块状煤样的主要影响范围为<0.0274 MPa压力段,麻皮系数均值为16.9%。基于新方法计算该区褐煤样平均基质压缩系数介于1.73×10^(-4)~3.48×10^(-4)MPa^(-1),均值为2.28×10^(-4)MPa^(-1),且随煤样孔隙流体压力、有机质含量、含矿物基腐植组含量增加,煤基质压缩系数增大,基质压缩校正前后进汞量下降0.0383~0.0792 mL/g,平均降幅为35.1%。研究区褐煤孔容(>1.7 nm)介于0.03~0.25 cm^(3)/g,均值为0.15 cm^(3)/g,孔隙由微孔至大孔孔容占比均值依次为12.5%、16.8%、16.2%、54.5%,B-E-T比表面积介于2.4~37.19 m^(2)/g,均值为13.85 m^(2)/g。煤样孔径分布曲线自然分为Ⅰ(>5μm)、Ⅱ(0.1~5μm)、Ⅲ段(<0.1μm),其中Ⅰ段孔隙主要为管胞及胞腔孔,Ⅱ段孔隙主要为纹孔及气孔,Ⅲ段孔隙主要为链间孔及分子结构孔,Ⅰ、Ⅱ段孔隙孔容与含矿物基惰质组含量呈正相关,Ⅲ段孔隙孔容受变质程度控制,且与Ro呈正相关。 展开更多
关键词 褐煤 压汞校正 麻皮效应 基质压缩效应 基质压缩系数 孔隙结构
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高外水隧洞变形稳定性的基质压缩效应 被引量:1
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作者 刘杰 陈科锦 +3 位作者 孙猛 李芸娇 姜磊 徐磊 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期183-189,197,共8页
深埋水工隧洞通常会面临高地下水位问题,为准确分析高外水隧洞围岩变形稳定性,需合理模拟外水内渗的力学作用。现阶段,学者们虽已认识到在饱和岩体渗流-应力耦合分析中考虑岩石基质压缩的必要性,但针对岩石基质压缩对高外水隧洞变形稳... 深埋水工隧洞通常会面临高地下水位问题,为准确分析高外水隧洞围岩变形稳定性,需合理模拟外水内渗的力学作用。现阶段,学者们虽已认识到在饱和岩体渗流-应力耦合分析中考虑岩石基质压缩的必要性,但针对岩石基质压缩对高外水隧洞变形稳定性影响的相关研究尚未见报道。基于饱和多孔介质有效应力原理和孔压修正系数,并考虑围岩渗透特性动态演化,建立了高外水隧洞渗流-应力耦合分析模型,并在ABAQUS中进行了数值实现。依托某深埋引水隧洞,在分析其渗流场和变形稳定性的基础上,开展了不同岩石基质可压缩性条件下的高外水隧洞渗流-应力耦合分析,揭示了高外水隧洞围岩变形稳定性随岩石基质可压缩性的变化规律。结果表明:岩石基质压缩直接影响着高外水隧洞的外水内渗过程,对高外水隧洞围岩变形稳定性不利,岩石基质可压缩性越大,则围岩变形和塑性区范围越大,在分析中忽略岩石基质压缩将得出偏于危险的结果。 展开更多
关键词 高外水隧洞 高地下水位 围岩稳定性 岩石基质压缩 渗流-应力耦合 数值分析
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低–中阶煤压汞实验可靠性分析与压缩性校正 被引量:1
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作者 宋党育 赵雨薇 +1 位作者 李云波 余震 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期33-44,共12页
低−中阶煤煤质软、在高压条件下煤基质压缩效应明显,应用压汞实验能否得到可靠的孔隙结构存在争议。选取4种低−中阶煤样品,通过对比不同粒度样品的进汞曲线、压汞前后的宏观与显微特征,建立高压段进汞量的校正方法,研究了压汞实验对低−... 低−中阶煤煤质软、在高压条件下煤基质压缩效应明显,应用压汞实验能否得到可靠的孔隙结构存在争议。选取4种低−中阶煤样品,通过对比不同粒度样品的进汞曲线、压汞前后的宏观与显微特征,建立高压段进汞量的校正方法,研究了压汞实验对低−中阶煤中孔隙测试结果的可靠性。结果表明:(1)柱状样品能保留更多的原生裂隙,有效避免低压阶段的粒间孔与麻皮效应,更适用于低−中阶煤的压汞测试;(2)宏观与微观尺度下均未发现汞在高压下对煤基质与孔隙的破坏作用,压汞孔容偏高主要是煤基质压缩效应的结果,压缩性校正后压汞测孔隙率与氦气测孔隙率基本一致,6~100 nm的孔容校正后与低温N2吸附结果的差值降低了29.87%~55.49%,表明压汞实验可以应用于低−中阶煤中孔隙结构的测定;(3)针对高压阶段的煤基质压缩效应,建立了压缩性累积校正方法,对大于20 MPa高压段数据进行校正后,进汞量降低了0.0170~0.0323 mL/g,纳米孔隙与低温N2吸附实验结果更为接近;(4)低−中阶煤中孔隙的孔容主要源于大孔,褐煤与长焰煤孔隙发育差异显著,褐煤压汞孔容为0.1687 cm^(3)/g,长焰煤压汞孔容介于0.0272~0.0720 cm^(3)/g,孔隙特别发育的样品,植物组织胞腔孔是孔容的主要来源。 展开更多
关键词 低−中阶煤 压汞实验 基质压缩 孔隙结构
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考虑煤基质压缩效应的煤全孔径分布特征研究 被引量:3
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作者 刘纪坤 任棒 王翠霞 《工矿自动化》 北大核心 2022年第2期125-130,共6页
采用单一煤孔隙结构表征方法只能对某一孔径范围内的孔隙结构进行表征,联合压汞法和低温液氮吸附法可表征煤全孔径分布特征,然而煤基质压缩效应会给孔径分布测量结果带来误差,且目前的研究均未考虑煤基质压缩效应对孔径分布测量结果的... 采用单一煤孔隙结构表征方法只能对某一孔径范围内的孔隙结构进行表征,联合压汞法和低温液氮吸附法可表征煤全孔径分布特征,然而煤基质压缩效应会给孔径分布测量结果带来误差,且目前的研究均未考虑煤基质压缩效应对孔径分布测量结果的影响。为研究不同变质程度煤全孔径分布特征,选取4种煤样进行压汞和低温液氮吸附实验。当汞压为0.124~20 MPa时,煤基质被压缩,孔隙结构发生变形,且随着汞压增加,煤基质压缩效应逐渐明显,孔隙结构变形程度逐渐增加;当汞压为20~206 MPa时,煤基质压缩效应显著,孔隙结构遭到破坏。考虑煤基质压缩效应的影响,提出了一种联孔分析原则:将联孔分界点设定为62.35 nm(汞压为20 MPa时对应的孔径为62.35 nm),当孔径小于62.35 nm时,采用低温液氮吸附法分析孔体积和比表面积;当孔径大于62.35 nm时,结合煤基质压缩性系数对压汞法所测累计进汞体积进行校正来分析孔体积和比表面积。结果表明:微孔和过渡孔对比表面积的贡献最大,中孔及大孔对孔体积的贡献最大;煤样变质程度越大,微孔和过渡孔对比表面积的贡献越大,中孔及大孔对孔体积的贡献越大。 展开更多
关键词 基质压缩 全孔径分布 压汞法 低温液氮吸附法 联孔分界点
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一种计算岩石基质压缩系数的方法
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作者 未晛 殷晗钧 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期78-84,共7页
建立储层物性、含流体性与弹性参数之间的关系是储层预测与烃类检测的基础。在利用Biot-Gassmann方程研究含不同流体岩石弹性性质时,岩石基质压缩系数的快速、准确求取非常关键。基于一个合理的假设,利用Biot-Gassmann方程推导出了一种... 建立储层物性、含流体性与弹性参数之间的关系是储层预测与烃类检测的基础。在利用Biot-Gassmann方程研究含不同流体岩石弹性性质时,岩石基质压缩系数的快速、准确求取非常关键。基于一个合理的假设,利用Biot-Gassmann方程推导出了一种计算岩石基质压缩系数的方法,并用干燥、水饱和并且取芯来自同一砂岩层的致密砂岩的高、低频实验数据对本方法的正确性进行验证。结果表明,岩石具有一致的岩石基质压缩系数,该方法有效可靠。受岩石微观孔隙结构和亲水矿物的影响,在不同频率或饱和流体状态下求取的岩石基质压缩系数存在较小差异,在应用过程中需对频率和孔隙流体的影响进行适当考虑。 展开更多
关键词 GASSMANN方程 低频 基质压缩系数 岩石物理 致密砂岩
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考虑可压缩矿质的饱和岩体热弹塑性模型
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作者 胡亚元 《地基处理》 2020年第1期25-30,共6页
为研究温度和矿质压缩性对饱和岩体力学特性的影响,从工程混合物理论出发,把骨架应变和基质应变作为饱和岩体的应变状态变量,把Terzaghi有效应力和真实压力作为应力状态变量,建立了本构模型和多场耦合控制方程。首先假定组分基质的力学... 为研究温度和矿质压缩性对饱和岩体力学特性的影响,从工程混合物理论出发,把骨架应变和基质应变作为饱和岩体的应变状态变量,把Terzaghi有效应力和真实压力作为应力状态变量,建立了本构模型和多场耦合控制方程。首先假定组分基质的力学性质与单相介质相同,建立固流两相基质的热-力本构模型;然后利用骨架应变、有效应力和温度来建立骨架热-力本构模量;再根据相应变与应变状态变量之间的关系建立饱和岩体热弹塑性模型;最后与达西定律和傅里叶定律一起,建立了考虑矿质压缩性和温度影响的饱和岩土多场耦合控制方程。工程混合物理论建模法能够避免单一有效应力建模法存在的Biot系数难以测定的缺陷,完善了热扩散方程,为建立多场耦合分析模型提供了另一条新途径。 展开更多
关键词 饱和岩体 基质压缩 温度 弹塑性模型 工程混合物理论
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