基于煤岩波速比及抗剪强度的煤体结构区分

煤层气储层煤体结构类型对储层产能影响巨大。煤岩波速比反映原生结构煤与碎裂结构煤的各向异性差异;抗剪强度反映不同结构煤岩的力学特性差异。利用阵列声波测井资料,提取煤岩纵横比及抗剪强度,通过统计分析,划分了原生结构煤与碎裂结构煤的优势区间,形成了波速比及抗剪强度联合判识煤体结构的划分标准,准确率在84%左右。该方法为煤体结构划分提供一定理论依据。     

煤储层渗透率与地质强度指标的关系研究及意义

为评估煤储层整体的渗透性,引入岩体力学中的地质强度指标（Geological Strength Index,GSI）来表征煤体结构。挑选有代表性的不同煤体结构煤样,与GSI图版进行比对,获取样品的GSI值,并测试相应的渗透率。地质强度指标（GSI）与渗透率相关性明显,拟合相关系数R²=0.84,表明利用GSI来估算煤储层渗透率是可行的。GSI与渗透率关系表明,水力压裂增透仅适用于Ⅰ和Ⅱ类煤,对寺家庄煤矿15号煤层来说,储层改造的最优目标为GSI_c=52.7。     

基于压汞法的赵庄矿不同煤体结构煤的孔隙特征研究

选取赵庄矿3号煤层4种不同煤体结构煤的煤样,采用压汞法研究分析其煤体孔隙特征。实验表明,随着煤体破坏程度的增大,大孔孔容占比呈下降趋势,中孔、小孔孔容占比呈上升趋势,煤岩渗透性随之减小。原生结构煤、碎裂煤存在相当数量的封闭孔或孔径在纳米级以下,孔隙连通性差;碎粒结构煤孔隙连通性稍好,退汞效率在4种煤体结构中最高。     

基于落锤法的含瓦斯煤岩体强度试验研究

进入深部煤层后,吸附瓦斯量增加,煤岩体力学性质及煤样强度发生变化。基于实验室测试模拟的方法,搭建瓦斯煤岩普氏系数测试物理实验平台,测试不同瓦斯压力条件下、不同矿区煤岩体的坚固性系数,来反映含瓦斯煤岩体强度变化规律。结果表明:随着瓦斯吸附平衡压力增加,煤岩含瓦斯的坚固性系数f值呈递减趋势,满足负指数变化规律;长焰煤在吸附平衡压力超过0.8 MPa后,f值降到突出临界值以下,煤的突出危险性发生变化;相对于构造煤,非构造煤f值受吸附平衡压力更加明显,无烟煤在1.2～2 MPa区间吸附平衡压力f值变化更加明显,贫煤在0.8～1.2 MPa区间吸附平衡压力f值变化更显著,长焰煤在0.4～0.8 MPa和1.2～2 MPa 2个区间吸附平衡压力f值变化较明显。     

祁南煤矿72煤层构造煤分布特征及其成因探讨

采用测井解译方法,对祁南煤矿72煤层煤体结构进行了分析,编制了煤层厚度等值线图,总结了构造煤的分布特征,对构造煤的成因进行了探讨,结果表明,构造煤厚度在走向和倾向上均呈厚薄相间分布,其形态与褶皱现象基本一致,其形成主要受区域构造应力所控制.     

杨庄煤矿煤物理力学性质研究与相关性分析

系统地测试了杨庄煤矿 5、6煤层煤岩物理力学性质指标 ,详细地分析了煤的物理力学性质特征 ,探讨了各指标之间的相关关系 ,揭示了它们之间的内在联系 ,为煤矿设计提供了科学依据     

MH-2煤层厚度探测仪在鲍店煤矿的初步应用

介绍了MH-2煤层厚度探测仪,在鲍店煤矿一年半的井下探测试验和生产应用的情况。     

煤体吸附瓦斯与煤体强度的关系研究

采用自主研制的由放置试样的装置、压力加载装置和强度测定装置组成MDS-200型煤岩三轴应力渗透试验台,针对取自象山井田、燎原井田和桑树坪井田的3号、5号和11号煤层的试验样品进行煤体吸附瓦斯与强度关系的试验。结果表明:①煤体的杨氏模量和单轴抗压强度均随着吸附瓦斯压力的增加而逐渐呈线性衰减;②不同的煤种在同等吸附瓦斯压力下,杨氏模量和单轴抗压强度也是不相同的;③试验结果表明,含较高压力瓦斯的煤体更容易破坏。     

煤岩特性对超声波速影响的试验研究

超声波测试技术广泛应用材料内部缺陷与表面裂缝检测和描述,然而其声学参数同煤岩物理特性与结构特征的关系,成为该技术在地下采矿工程中应用的瓶颈问题之一。在大同煤矿集团塔山矿8212工作面采集煤块及顶板岩芯,采用美国Tektronix公司生产的超声波仪,开展不同层理方向煤岩及不同岩性岩石的超声波室内测试试验,并结合CT扫描、磨片分析等微观测试手段和覆压渗透试验获得煤岩内部物质含量组成形态及渗透特性,系统研究密度、层理方向、孔隙度、渗透率、矿物颗粒成分及大小等因素对超声波传播速度的影响。试验表明：纵波与横波波速均表现出随密度增大而增大的趋势;煤岩的超声波速有明显的层理效应,试验发现轴向与层理的夹角由小变大,其纵波和横波波速呈减小趋势,轴向平行层理煤岩的纵波、横波波速分别约为轴向垂直层理的1.22,1.23倍;纵波波速随孔隙率与渗透率的增大而减小,且煤的渗透率亦呈现明显的层理效应,轴向平行层理煤岩的渗透率约为轴向垂直层理的57.1倍;岩石矿物颗粒越细纵波波速越大,岩样纵波波速依次以细砂岩、中粗粒砂岩、含粗砂细砾岩和粗粒砂岩由大到小排列。     

含气体突出煤岩纵波波速与应力耦合关系研究

为了更好地将震动波CT技术运用于煤与瓦斯突出灾害监测中,搭建了含气体突出煤岩三轴压缩波速测试系统,实验室研究了含气体煤岩所受轴压、围压和所通入的气压大小与波速之间的耦合关系,并建立了波速与各应力的数学模型。研究表明:当试样载荷不变时,随着通入气压的增大,纵波波速在开始会剧烈下降,随后趋于稳定,呈线性负相关;当围压和气压条件不变时,试样在开始受到轴压后,波速迅速增大,随后波速变化趋于平缓,接近线性增长,呈指数函数关系;当气压和围压条件不变时,试样的纵波波速会随着围压的增加而均匀增加,呈线性正相关;3种试验结果所拟合出来的数学模型均具有较高的相关性。     

大同侏罗纪煤田煤岩层弹性波参数特征浅析

对大同侏罗纪煤田的煤岩层弹性波特征参数进行分析 ,以便指导今后槽波地震探测工作。     

类岩石锚固体单轴抗压强度与声波波速的相关性

类岩石锚固体声波波速与其强度特性的研究较少,针对类岩石锚固体试样制作的特殊性,结合室内单轴压缩试验,利用声波测试技术分析类岩石锚固体单轴抗压强度与声波波速的关系特点.无论标准试样有无锚固或相似原料配比变化,纵波波速增大,单轴抗压强度也相应随着增大.锚杆轴向布置和横向布置均能提高试样的单轴抗压强度,但提高的幅度很相近,这可以通过两种加锚方向的试样纵波波速变化不大来反映.对比类岩石锚固体试样单轴抗压强度随试样密度和纵波波速的变化关系,纵波波速的影响更显著.     

水浸煤岩体强度变化研究

以李家壕煤矿地下水库为背景,从3^-1号煤层取煤岩样进行加工,对煤岩样浸水处理,采用CMT5305微机控制电子万能试验机对煤岩样进行抗压强度和抗拉强度实验,得出平均值。根据煤岩样自然状态和浸水一周平均抗压和抗拉强度实验数据分析水对煤岩的软化作用,得出煤岩的颗粒构成、矿物成分、坚硬程度等因素决定了水对煤岩强度的损伤及其软化程度,煤样和岩样浸水弱化表现不同,岩样较煤样强度弱化程度更大。煤岩遇水后强度降低的现象为水对岩石的软化作用,软化作用形成的原因有化学作用、物理作用或力学作用。分析水浸煤岩体的强度,对水库坝体的稳定性和水库建成后安全运行具有重要的意义。     

Research on attenuation characteristic of sound wave in coal or rock body

In order to using power sound wave increase permeability of coal, rules of attenuation of sound wave in coal should be studied. In this paper, characteristic and mechanism of attenuation of sound wave in coal was researched according to acoustic theory and attenuation coefficients was estimated by acoustic parameter of coal. The research results show that the main attenuation mechanism of sound wave in coal is absorption attenuation and scattering attenuation. The absorption attenuation includes viscous absorption, thermal conduction absorption and relaxation absorption. Attenuation coefficient of sound wave in gaseous coal is 38.5 Np/m. Researches on attenuation characteristic of sound wave will provide the theoretical basis for power sound wave improving permeability of coal and accelerating desorption of coal bed gas.     

The study of acoustic emission （AE） forecasting coal and rock disaster technique

Introduced the coal and rock AE propagation rule, wave guide fixing technics on AE sensors, and AE forecasting coal and rock disaster on the scene and so on. The coal and rock AE propagation rule that follows the exponent attenuation function on different AE frequencies, different quality factors and different propagation distances were analyzed and deduced by theory, numerical simulation, and by actual experiment. Consequently, it was deduced that the coal and rock AE propagation rule follows the exponent attenuation function. Based on the correlative theory of wave dynamics and AE sensor, the AE wave guide propagation mechanical model on the sensor fixing manner is found, and the relations of displacement and speed and acceleration between the AE signal source and the AE signal receiving terminal are presented. The effect of the AE sensor fixing manners on coal and rock surfaces, coal and rock bottoms and wave guides were studied by actual experiment. For the results, the effect of the AE sensor fixing manner on wave guides is better than on coal and rock surfaces, and was equivalent to the fixing manner on coal and rock bottoms. Based on the above study results, actual coal and rock dynamistic disasters were successfully forecasted. Supported by the Project of National Basic Research Program of China (973 Program) (2005CB221505); the Significant Project of National Natural Science Fund (50534080/E041503); the Project of Coal Mine Gas and Fire Hazard Prevention Major Lab in Henan Province (HKLGF200508)     

震动波在煤岩介质中传播特性的模拟研究

利用FLAC3D数值模拟软件的Dynamic模块,将井下实测的一次冲击矿压信号作为震源,模拟研究了冲击震动波在不同煤岩介质中的传播特性,取得了如下主要结论：① 震动波在煤岩层中的衰减与传播距离呈乘幂关系,且垂直方向的衰减指数要大于水平方向的衰减指数。② 弱岩层结构对震动波的传播起到了很好的能量衰减作用,岩性越弱,厚度越大,震动波的衰减越显著。③ 弱岩层结构距离巷道顶板越近,对震动波的衰减效果越明显。此外,通过现场工程实践验证了震动波在弱岩层结构中传播的衰减效应。     

温度对岩石强度及损伤特性的影响研究

通过单轴压缩试验,对经历不同温度(25~1000℃)后大理岩的纵波波速、抗压强度、破坏形态以及损伤特性随温度的变化规律进行研究。试验结果表明：高温后大理岩破坏时,沿轴向存在多个劈裂面,主要体现为劈裂破坏的模式;单轴抗压强度在100℃和400℃时有2次强化作用,从800℃左右,抗压强度开始急剧下降直至1000℃时,基本失去了承载能力;随着加热温度的升高,大理岩试样的纵波波速近似线性下降,损伤因子近似线性增加,反映了大理岩经历高温作用后内部性质的变化;岩石是由不同矿物组成的多晶体,高温环境下各种矿物性质的变化,在一定程度上影响着岩石高温后的物理力学性质。     

吐哈盆地大南湖矿区煤岩煤质特征及成煤环境分析

吐哈盆地大南湖矿区煤炭资源丰富,采用煤岩学、煤化学等研究方法,通过资料收集和煤层剖面采样测试,对研究区侏罗系中统西山窑组25号煤层煤质、煤岩及煤相特征进行了分析研究,并探讨了聚煤规律。研究结果表明,大南湖矿区25号煤层属于特低灰、高挥发分、低硫煤;煤岩显微组分以富惰质组为主,其次为镜质组;煤层共经历了干燥森林沼泽及较干燥森林泥炭沼泽、较潮湿森林泥炭沼泽、干燥森林泥炭沼泽、潮湿草本沼泽、干燥森林泥炭沼泽5个演化阶段。