不同损伤状态下煤岩渗透特性的试验研究

对不同围压状态下不同损伤程度煤岩的渗透特性进行了试验研究,研究结果表明:煤岩渗透性与损伤程度关系密切,其渗透性演化规律与损伤演化规律一致;围压对煤岩的渗透率影响较大,损伤程度相同时,围压越大煤岩渗透率越小。     

煤岩渗流-蠕变耦合试验研究

岩石在渗流作用下的蠕变为工程的长期稳定带来了诸多不利影响。研制一种可实现围压加载、轴压加载和空隙水压加载的岩石渗流-蠕变耦合试验装置,进行岩石渗流与蠕变的耦合试验,探讨岩石在渗流作用下的蠕变特性。试验得出：在固定水压和围压的情况下,煤岩轴压对试件弹性形变作用随轴压增加而降低;轴向的瞬时变形随轴压增大而增大;渗流量随轴压升高而降低。在轴压和围压固定的情况下,渗流量和蠕变量随水压的增大而增大,渗流对试件蠕变会产生一定的影响,蠕变也影响渗流量。     

微焦点显微CT在煤岩热解中的应用

详细介绍了μ225 kV微焦点显微CT试验系统的结构及功能,该试验系统的焦点尺寸＜3 μm,分辨率达到0.5 μm,密度分辨率达到0.3%,是目前国内较为先进的显微CT系统,为岩石的微细观研究提供了先进的试验设备。利用该试验系统详细地研究了煤岩在不同温度下孔隙裂隙结构的演化发展过程,研究结果表明：无烟煤在常温~600 ℃的热解过程中,孔隙结构参数先增加后减小,100～200 ℃孔隙结构变化最剧烈,小孔和大孔都增加,煤体连通性增加; 500～600 ℃孔隙率、比表面积减小,连通性下降;无烟煤在常温~600 ℃的热解过程中,在200 ℃集中产生了大量裂隙,裂隙分维数最大,随温度的升高,裂隙分维数不断减小,裂隙以“扩展-搭接-连通”为主。     

三维煤岩力电耦合的损伤力学模型研究

在一维煤岩力电耦合的损伤力学模型基础上,建立了三维煤岩力电耦合模型。利用该模型分析了电磁辐射脉冲数、幅值与应力之间的关系,并对煤岩内部结构的围压条件对应力和电磁辐射的影响进行了模拟,最后分析了单轴压缩突然卸载的电磁辐射特征。研究成果应用表明,该模型分析煤岩损伤具有可靠性、先进性。     

煤岩蠕变-渗流耦合规律实验研究

基于煤岩瞬态渗透法,对煤岩试件进行蠕变-渗流耦合试验;对于不同的围压、孔压条件下,通过蠕变破裂过程中的渗透性试验,拟合出相应蠕变-渗透率曲线,揭示渗透率的变化和煤岩试样的蠕变损伤的一致性;据Issac Newton提出的均差法,在蠕变-渗透率耦合曲线上给出一定数量的关键点和试验点上进行插值,获得渗透率-蠕变拟合方程。     

含瓦斯煤岩蠕变渗流耦合试验研究

应用自行设计的CSCG-160型重力液压恒载蠕变渗流试验系统,进行了煤样蠕变渗流特性试验,研究煤体蠕变过程中变形和渗流特性,并将试验结果与数值模拟结果进行了对比分析。研究结果表明:煤岩蠕变特性明显,蠕变载荷较小时,煤岩呈现衰减蠕变,较高的蠕变载荷水平下煤岩具有典型的蠕变3阶段;煤岩试样的环向应变随轴向应变的增大而增大,体积应变随轴向应变的增加呈现先增大后减小的趋势;煤岩渗透率随时间变化的曲线与煤岩蠕变试验曲线的变化趋势一致,煤岩的渗透率随蠕变载荷水平的增加而增大;煤岩蠕变过程的渗透率随轴向应变的增大而增大,渗透率增加的速率也随着轴向应变的增大而增大。     

FLAC在煤岩变形破裂力电耦合规律研究中的应用

运用FLAC软件对加载煤岩进行了三维FLAC分析与应力场数值模拟计算，结合基于脆性材料损伤特性和强度统计理论以及实验室测定结果得到的煤岩变形破裂过程电磁辐射与应力之间的耦合关系式，对单轴压缩与矿山巷道掘进煤岩变形破裂过程中应力与产生的电磁辐射信号进行了耦合研究，耦合计算结果与实验测定结果吻合，表明选取的应力场数值模拟软件FLAC可以很好地模拟煤岩受载时内部应力变化规律．     

固体热载体褐煤热解过程的数学模型与模拟计算

根据褐煤热解动力学特性,针对固体热载体褐煤热解反应器中的热量传递特点,建立了相应的数学模型,并采用差分法进行了模拟求解,得到了固体热载体的冷却曲线和煤加热的升温曲线,以及褐煤挥发物随热解时间的变化曲线.计算结果表明:煤的挥发分及粒度对煤粒的温分布影响很大,挥发分越高、粒度越大,煤粒内外温差越大.同时,获得了未分解挥发物与热解时间的定量结果,为固体热载体煤热解反应器的设计提供了依据.     

煤岩流变电磁辐射耦合理论研究

煤岩是一种流变介质,大量的实验研究表明煤岩受载能够产生电磁辐射。在煤岩流变及煤岩受载与电磁辐射对应规律的研究基础上,提出了煤岩流变电磁辐射耦合理论,并给出煤岩流变电磁辐射耦合方程,最后提出了流变参数选取方法及煤岩流变电磁辐射耦合方程的计算方法。为使用电磁辐射法预测煤与瓦斯延迟突出提供了理论基础。     

裂隙岩体渗流水-岩耦合数值分析

以单条平直裂隙中的水流运动规律和裂隙网络渗流模型为基础，介绍了裂隙岩体渗流场与应力场耦合非线性分析的基本原理以及两场耦合的数学模型，并说明了耦合计算方法及步骤，运用算例，通过对比分析耦合及非耦合两种情况下的渗流场等值线图，说明了在渗流场必须考虑水-岩耦合作用。     

矿山井下岩体裂隙变形与水渗流关系模型

以实现矿山井下热害治理和热能源利用一体化为出发点,阐述利用流体渗流特性开发矿山地下热能的可行性;提出用高压水泵人工制造裂隙,用冷水冲刷地下热岩获取热能的想法;找出矿山井下自然涌水的主要原因;分析岩体裂隙变形的成因、特性,用数据表明建立岩体裂隙变形和渗流关系模型可以在等效连续介质状态下进行;最后建立了岩体裂隙变形与渗流关系模型,得出矿山地下水在岩体中的流动与岩体裂隙变形之间的关系。     

新疆煤炭基地多系统耦合协调发展指标体系

作为全国第14个大型煤炭基地,新疆煤炭资源的开发、经济发展和生态环境的协调对新疆乃至全国具有重要的现实意义。论文在分析新疆煤炭生产基地发展现状的基础上,构建了新疆资源-经济-环境协调发展评价指标体系,运用多系统耦合协调模型,对新疆的经济发展、能源开发和生态环境的协调发展程度进行了测算、分析,并从优化经济系统、建立资源与生态补偿机制、建立煤炭工业的排污收费和交易系统的角度提出了新疆煤炭煤炭资源开发、经济社会、环境协调发展的建议措施。     

岩体裂隙网络渗流模型的数值解法

阐述了岩体裂隙调查的方法、步骤，说明蒙特卡罗方法的基本思想，介绍了随机数的产生方法和几个分布函数，并利用蒙特卡罗方法模拟岩体裂隙网络、图论法建立岩体裂隙网络渗流模型，推导出渗流方程，并求解出裂隙段渗流速度。     

排土场渗流及其有限元分析

论述了排土场渗流补给和排泄的特点，建立了排土场渗流的数学模型，提出用有限元法进行排土场的渗流场模拟，并编制了排土场渗流有限元分析程序，针对某工程实例进行计算，计算结果较为合理。     

采场岩体边坡渗流的裂隙控渗特征

裂隙岩体的渗透特性实质上是裂隙水力学问题，裂隙控制着岩体的渗透特性。大多数矿山岩体边坡，由于岩体裂隙发育较为密集，最大裂隙间距或平均裂隙间距与边坡的尺寸(通常高数百米)相比，一般都很小．流场区域体积远大于典型表征体单元REV体积，因此采用等效连续介质模型是合理的，并且能反映裂隙各向异性渗透特征对渗流场的控制和影响作用。实例分析表明，裂隙分布形式影响着裂隙岩体的渗透系数张量；裂隙分布影响着裂隙岩体边坡的渗流场分布，自由面等势线形态和剖面等势线形态明显受裂隙发育方位的影响，自由面等势线的展布方向趋向裂隙发育优势走向，剖面等势线的展布方向趋向裂隙发育优势倾向。因此，采场岩体边坡渗流的基本特征是裂隙发育对渗流的控制性。     

基于有限元法的土石坝渗流特性及防渗效果研究

土石坝的渗流控制是保证尾矿库坝体安全的一项重要措施,也是病险尾矿库整治的主要内容之一。以某矿山病险尾矿库土石坝工程为对象,采用有限单元法,揭示施加塑性防渗墙前后坝体及坝基渗流情况,对比加固前后坝体渗流量和测压管水头的变化,分析了防渗墙加固方案的必要性和合理性,研究成果为土石坝除险加固的设计施工提供了参考依据。     

裂隙岩体渗流与应力耦合有限元分析

裂隙岩体中裂隙发育规模和分布规律控制了岩体的渗流特性和变形规律，从工程角度出发，忽略岩块的渗透性，假设水流只在岩体的裂隙网络中流动，以立方定律为基本公式，给出了非平行楔形裂隙渗流方程，利用裂隙变形与渗透系数之间关系的耦合机理，给出了有限元分析模型。给出的算例表明，所提出的模型是可靠的。     

各向异性散体介质中的渗流场分析研究

在多孔介质地下水动力学的基础上,从矿堆散体介质的渗透特性出发,分析了堆浸工艺中溶浸液渗流运动的规律以及应力场变化对渗流场的影响机理,建立了有关各向异性散体中非稳定渗流的偏微分方程,推导了渗流运动与散体孔隙比的变化关系,得出应力场通过影响散体的体积应变和孔隙率而影响散体的渗透率,从而最终影响渗流场的结论。