煤样全应力应变过程中的渗透系数——应变方程

格式：doc
大小：6.27 KB
文档页数：3

下载文档原格式

受载煤体全应力-应变过程电阻率响应规律

受载煤体全应力-应变过程电阻率响应规律王恩元;陈鹏;李忠辉;沈荣喜;徐剑坤;朱亚飞【摘要】为了研究煤体变形破坏过程电阻率变化特征,利用自建的受载煤体电阻率实时测试系统,对单轴压缩过程煤体应力、应变及电阻率进行了测试,分析了全应力-应变不同阶段煤体电阻率响应规律及变化机制.研究结果表明:煤体全应力-应变过程中,扩容现象发生时电阻率变化趋势出现突变,由下降转为上升,呈不规则“V”字形变化;在扩容发生前的压密阶段和弹性阶段,电阻率的变化由孔隙裂隙的闭合及应力作用决定,扩容的发生使得煤体在塑性阶段电阻率总是呈上升趋势,煤体进入破坏阶段后电阻率进一步上升.通过对煤体电阻率进行连续实时监测,可将电阻率变化规律作为前兆信息,以反映煤体失稳破坏前的扩容突变现象.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2014(039)011【总页数】6页(P2220-2225)【关键词】电阻率;应力-应变;扩容;前兆信息【作者】王恩元;陈鹏;李忠辉;沈荣喜;徐剑坤;朱亚飞【作者单位】中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室,江苏徐州221116;华北科技学院安全工程学院,北京101601;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TD712.2在煤岩动力灾害的孕育和发展过程中,随着煤岩体的变形和破坏,存在多种物理力学响应[1-2],电阻率是其中的一个重要参数,电阻率的差异性是进行电法勘探的物性前提[3-4]。

煤系沉积岩应力-应变与应变-渗透率特征

煤系沉积岩应力-应变与应变-渗透率特征季小凯;郭建斌;邢同菊;谭希鹏【摘要】The characteristics of permeability of the sandstone of coal seam3 roof and red bed threatening the mining activities were analyzed by spot sampling and laboratory experiments on rock samples of No.3 Jining coal mine. The test results indicated that permeability of medium-coarse sandstone is the biggest, but that of mudstone is the smallest; Stress has great influence on the permeability in different ways which include closure in the normal direction and dilatancy effect of joints, stress dilatancy changes the permeability of rock significantly; strain-permeability curve of rocks displays lag of permeability peak value. The rock permeability changes acutely and unpredictably at phase of elastic-plasticity, however, there is a good agreement between permeability and volumetric strain. By summarizing and analyzing the experimentation results, permeability variation can be divided into 5 stages: stage of consolidation and closureof microfissures, stage of random expansion of microfissures, stage of propagation and cutthrough of fissures, stage of diastrophsm and sufficient development of fissures, and stage of secondary closure of fissures.%通过对济宁三号煤矿岩样进行现场采取和室内试验分析，探究对开采有威胁的3煤层顶板砂岩和红层的渗透率特征。

煤层渗透性与煤体(ppt)

1.5.1实验室测定煤样透气性系数
在一定的压差中，测定通过煤样的瓦斯流量。依据煤样的几何尺寸、两端压差的大小和流量，根据Darcy定律计算其透气性系数： 2Q pnL

F ( pk pr )
2 2
B
图1.2 不加压时的实验装置
在实验过程及煤样透气性系数计算方法与未加围压时的煤样透气性系数的测定方法相同，煤样透气性系数的计算公式也采用公式，但可以通过调节高压泵的压力来模拟地应力对煤样的作用。
由全应力-应变曲线可以看出，其应变-渗透率曲线与应力-应变曲线变化趋势一致，但表现出相对“滞后”的特点，表明渗透率的变化与其损伤演化过程密切相关。同时，煤体通过其内部裂隙的渗透需要一定的时间过程。说明煤体结构是煤储层渗透率的间接反映。
图3.1 两块不同煤岩样品全应力应变过程渗透率变化曲线
1.5 煤层透气性系数的测定方法
煤层透气性系数λ测定及计算方法，可以分为历史资料匹配法、实验室测定方法和现场实际测定方法三类。实验室测定煤样透气性系数的方法主要有两种，即加压时的煤样透气性系数测定方法和不加压时的煤样透气性系数测定方法。目前，在煤层透气性系数的现场测定方法中，国外主要有前苏联学者提出的马可尼压力法、克氏压力法和克里切夫斯基法。国内由周世宁院士针对煤层透气性系数测定中存在的不足，根据煤层瓦斯流动理论，提出了测定煤层透气性系数的钻孔流量法包括单向流量法、径向流量法和球向流量法。历史资料匹配法是一种统计模拟法，该方法的原理是:根据区域内己有煤层气气井的历史产气资料和气藏储备参数，采用储层模拟器对已有的气井产量井下模拟匹配，从而计算出煤层透气性系数。
破坏煤
碎斑煤
软煤糜棱煤或碎粉煤
碎粒煤

瓦斯压力对煤岩材料全应力-应变过程瓦斯渗透特性的影响

（ｏｌｇｆＲｅｏｒｅａｄＥｖｒｎｎａｃｅｃｓｈｎｑｎｉｅｓｔ，Ｃｈｎｑｎ００４ＣｌｅｏｓｕｃｎｎｉｏｍｅｔｌＳｉｎｅ，ＣｏｇｉｇＵｎｖｒｉｅｙｏｇｉｇ４０４）ＡｂｔａｔｓｒｃＣｏｌｔｒｌｓｔｐｃｌｏｏｓｍｅｉｍａｅｉ１Ｇａｒｓｕｅｉｉｔｒａｏｅｐｅｓｒｆｏｌｔｒａ．ａｍａｅｉｙｉａｒｕｄａａｉｐｔｒａ．ｓｐｅｓｒｎｅｎｌｒｒｓｕｅｏａｓｐｃｍａｅｉ１
ｓｒｓ－ｔａｎｐｏｅｓｃｒｅａｄｔｅｓｅａｅｖｌｃｔｓｒｉｕｖｆｃａｔｒａ．Ｔｈｅｕｔｆｔｅｒｅｅｒｈｓｏｔｅｓｓｒｉｒｃｓｕｖｎｈｅｐｇｅｏｉ￣ｔａｎｃｒｅｏｏｌｍａｅｉ１ｅｒｓｌｓｏｈｏｙｒｓａｃｈｗｔａｅｈｏｆｉｇｐｅｓｒｒｉｅｈｔｗｈｎｔｅｃｎｉｎｒｓｕｅａｅｆｄ，ｗｉｈａｒｓｕｅｉｃｅｓｎｅｍｅｂｌｙｏｏｌｍａｅｉｌｉｃｅｓｓｉｎｘｔｔｅｇｓｐｅｓｒｎｒａｉｇｐｒａｉｔｆｃａｔｒｎｒａｅｎｈｉａｃｒａｎｇｓｐｅｓｒ．Ｔｈｅｕｔｓａｐａｔｃｌｇｉｅｆｒｐｅｉｔｎａｄｐｅｅｔｎｏｏｌａｍｉｓｏ．ｅｔｉａｒｓｕｅｅｒｓｌｓｉｒｃｉａｕｄｏｒｄｃｉｎｒｖｎｉｆｃａｓｅｓｉｎｏｏｇ

煤岩全应力_应变过程中渗透特性的研究_王广荣

［1－3 ］
收稿日期： 2011 － 07 － 29 责任编辑：张晓宁基金项目：国家重点基础研究发展计划（ 973 ）资助项目（ 2011CB201201 ）；国家科技支撑计划资助项目（ 2008BAB36B07 ）；国家自然科学基金资助项目（ 50674092 ）作者简介：王广荣（ 1985 —），女，北京人，硕士研究生。E－mail： wangguangrong@ qq. com
［12 ］［4－11 ］
23° 。煤层直接顶板为厚 4. 0 ～ 6. 0 m 的灰白色层状细粒砂岩，岩层层理发育。煤层底板为厚 4. 0 ～ 6. 0 m的灰色块状、性脆、致密页岩，含植物化石。本文的煤岩试样取自安徽省淮南市张集矿，从标－690 m 。的采煤工作面处取得该煤样质地坚硬高为强度较大，可以直接加工成原煤标准试件。采致密，用水钻法将原煤样加工成尺寸为 50 mm× H100 mm C02 、 C03 、的圆柱体，共 9 个，取其编号分别为 C01 、 C04 、 C05 、 C06 、 C07 、 C08 、 C09 ，如图 1 所示。
图2 Fig. 2
含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置 Triaxial servocontrolled seepage equipment for
1
1. 1
试验过程
试样制备试验巷道为李一矿－ 660 mW2EB8 工作面运输
thermofluidsolid coupling of coal containing methane
第 37 卷第 1 期 2012 年 1月
煤炭学报 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY

煤矿采空区岩体渗透性计算模型及其数值模拟分析

煤矿采空区岩体渗透性计算模型及其数值模拟分析孟召平;张娟;师修昌;田永东;李超【摘要】煤矿采空区岩体渗透性是煤矿采空区煤层气抽采设计的基本参数.从煤矿采空区岩体变形-破坏特征分析入手,通过理论分析研究了岩体渗透性与应力之间的耦合关系和模型,揭示了采空区岩体应力-应变和渗透性分布规律.研究结果表明:不同岩性岩石的渗透性在全应力-应变过程中为应变的函数,采空区岩体渗透性决定于岩体破坏程度和断裂的张开度,基于采空区岩体应力-应变导致断裂开度变化,推导了采空区岩体渗透系数与应力之间的三维关系与模型;应用FLAC3D计算软件,对采空区岩体应力-应变-渗透性进行了数值模拟计算,分析了采空区岩体的变形破坏的分区分带特征,在纵向上自上而下形成弯曲下沉带、断裂带和垮落带;在横向上划分为原岩应力区、超前压力压缩区、卸载应力区和岩体应力恢复区;揭示了采空区岩体渗透性分布与采空区岩体应力-应变和破坏规律相一致的特征.无论是垂直渗透系数比(Kz/Kz0),还是水平渗透系数比(Ky／Ky0),均随着距开采煤层垂直距离的增大,采空区岩体渗透性逐渐减小,且采空区边缘的渗透系数较大,采空区两侧煤柱区岩体渗透性显著降低.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)008【总页数】9页(P1997-2005)【关键词】煤矿采空区;应力-应变;破坏特征;渗透性【作者】孟召平;张娟;师修昌;田永东;李超【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北宜昌443002;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;山西蓝焰煤层气集团有限责任公司,山西晋城048006;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;山西蓝焰煤层气集团有限责任公司,山西晋城048006【正文语种】中文【中图分类】P618.11随着煤层气勘探工作的不断深入，为保证煤层气勘探开发的持续性发展，抽采煤矿采空区煤层气，已成为煤矿区煤层气的重要资源之一。

恒定有效应力作用下煤体变形特征及其对渗透率的影响

恒定有效应力作用下煤体变形特征及其对渗透率的影响下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!一、引言煤炭作为一种重要的矿产资源，其地下开采及利用是我国煤炭工业发展的关键之一。

全应力-应变过程中煤岩渗透系数演化规律

ＷＡＮＧＧｕｏｃｈｉ，ＺＨＡＮＧＫａｉ
（１．ＣｏａｌＭｉｎｅＳａｆｅｔｙＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎＢｕｒｅａｕ，ＹａｎｇｑｕａｎＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｙａｎｇｑｕａｎ４５００００，Ｃｈｉｎａ；
第３Ｏ卷第４期２０１５年ｌ２月
ｄｏｉ：１０．１３５８２／ｊ．ｅｎｋｉ．１６７４— ５８７６．２０１５．０４．００３
矿业工程研究
ＭｉｎｅｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ
Ｖｏ１．３０Ｎｏ．４
Ｄｅｃ．２０１５
全应力一应变过程中煤岩渗透系数演化规律
王国墀，张凯
（１．阳泉煤业（集团）有限责任公司力学与建筑工程学院，山西阳泉０４５０００；
２．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州２２１１１６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇａｓｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅａｎｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｈｉｇｈｇａｓａｎｄｏｕｔｂｕｒｓｔｏｆｃｏａｌｓｅａｍ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｓｏｆｉｎ—ｓｉｔｕｓｔｒｅｓｓａｎｄｂｏｒｅｈｏｌｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ，ｔｈｅｃｏａｌｒｏｃｋｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｔｈｅｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｈｏｌｅｓｗｉｌｌｓｕｆｆｅｒｆｒｏｍｙｉｅｌｄｏｒｆａｉｌｕｒｅ．Ｔｈｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｏｒｙｉｅｌｄｃｏａｌｒｏｃｋｗｉｌｌｈａｖｅｄｉｒｅｃｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｅｆｆｅｃｔ．Ａｓｅｒｉｅｓｏｆｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｐｅｍｅｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏａｌｒｏｃｋｕｎｄｅｒ

深部煤体采动应力下双曲函数型渗透率模型

深部煤体采动应力下双曲函数型渗透率模型王路军;周宏伟;荣腾龙;任伟光【摘要】深部资源开采中,采动应力下煤体渗透率演化规律成为煤炭开采理论研究的热点之一.通过对煤体常规三轴渗流实验和采动应力路径下渗流实验对比分析,发现深部含瓦斯煤体在采动应力路径下其渗透率-体积应变异于常规三轴渗透实验.煤体常规三轴实验主要以三向应力加载为路径,而煤体在不断采出过程中其应力路径主要表现为特定方向加载其他方向卸荷的过程,可凝练为加轴压卸围压的应力路径,而应力-应变分析的起始点为静水压力状态,这必然引起煤体力学物理性质异于三向加载条件的行为.在采动应力条件下的渗透率-体应变空间内,以煤体体应变扩容点为界,当体应变达到扩容点后,随着体应变从压缩变形转换为膨胀变形,渗透率呈现出降低、稳态、增加的过程.为了定量地描述深部煤体渗透率在采动破坏或流变失稳过程中先减小后增大的行为,基于在体积应变空间内真实渗透网络是所有可能渗透网络中最优演化形式的假设,建立以渗透率、体积应变为变量的泛函关系,从而得出由体积应变表示的渗透率表达式.考虑深部煤体流变过程,将分数阶微积分理论推导的煤体体积蠕变方程代入渗透率函数中,得出以轴向应变为自变量的渗透率表达式.根据已有的实验数据对渗透率模型进行验证,结果表明:基于最优渗透网络得出的渗透率模型能很好地描述煤体渗透率在破坏过程中的演化规律,同时也可拟合流变过程中渗透率的变化趋势.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2019(044)003【总页数】8页(P941-948)【关键词】渗透率;双曲函数;深部煤体;采动应力;体积应变【作者】王路军;周宏伟;荣腾龙;任伟光【作者单位】中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD821随着煤炭资源开采深度的增加，深部煤岩体处于高地应力、高地温、高渗透压环境中，在开采扰动的条件下，岩爆、煤与瓦斯突出、巷道难以支护等现象发生概率随之增大。

煤岩全应力应变过程渗透性特征试验研究_杨永杰

k=
1
n
∑526 ×10−6 × lg[∆p(i −1) / ∆p(i)]
（2）
5n i=1
式中：n 为数据采集行数；∆p(i − 1) 为第 i −1 行渗透压差（MPa）； ∆p(i) 为第 i 行渗透压差（MPa）。
进行渗透试验前必须预先使试件充分饱和，在不饱和或饱和不充分会造成试件渗流过程不畅，致使渗透压差不是单调减小（有局部升高现象）。岩石试件为圆柱形，试验时须密封良好，防止试件内的水与试件外三轴室内的油混和而使试验数据失真或试验失败。 2.2 试样及试验条件
摘要：在 MTS815 岩石伺服试验机上进行了煤岩全应力-应变过程中的渗透性试验，揭示了煤岩在变形破坏过程中的渗透率变化规律。试验结果表明，应变-渗透率曲线与应力-应变曲线变化趋势基本一致，但表现出相对“滞后”的特点，表明渗透率的变化与其损伤演化过程密切相关，同时煤体通过其内部裂隙的渗透需要一定的时间过程。同其他沉积岩石相比，煤岩
BD-ST-2 应力/ MPa
5.32 10.78
渗透率/10-7Darcy 8.172 4.123
3 0.52 15.28 2.894
0.48 16.32 3.232
4 0.60 18.92 6.326
0.54 20.32 5.017
5 0.70 23.19 5.531
0.63 24.92 5.428
表 2 煤岩渗透率试验结果 Table 2 The Results of coal permeability test
煤岩类型
鲍店 3 煤
试件编号
试验值
1
2
应变/ %
0.26 0.40
BD-ST-1 应力/ MPa

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

煤样全应力应变过程中的渗透系数
——应变方程
煤样全应力应变过程中的渗透系数——应变方程
煤是一种重要的矿产资源，广泛应用于工业和能源领域。

煤储层是一种典型的非均质多孔介质，其孔隙结构和渗透性对煤的开采和利用有重要影响。

煤样的全应力应变过程是煤层岩石力学研究的重要方面，对于煤层岩石变形和流动力学特性的研究具有重要意义。

本文将介绍煤样全应力应变过程中的渗透系数及其应变方程，以期帮助读者更好地理解煤层岩石的力学特性。

1. 渗透系数
渗透系数是描述流体在多孔介质中运动能力的参数，反映了煤样孔隙结构和渗透性对于流体运动的影响。

渗透系数的大小取决于多种因素，如孔径大小、孔隙度、孔隙连通率等，这些因素对于煤样的力学特性和流动特性会产生重要的差异。

2. 应变方程
考虑煤样孔隙介质的特性，我们可以写出煤样全应力应变过程的渗透系数与应变的关系式，该关系式可以被称作应变方程。

应变方程的形式通常为D=Kh^n，其中D是煤
样的渗透系数，K是渗透系数的比例常数，h是孔隙水压力的高度差，n是常数指数。

通过应变方程，我们可以更好地理解煤样在全应力应变过程中渗透性的变化规律。

例如，当应变方程中的常数指数n小于1时，表示渗透系数随着应变的增加而增加，该情况下称为“压缩流”。

当n等于1时，表示渗透系数与应变成正比例关系，煤样的渗透性不会随着应变的增加而发生变化，该情况下称为“达西-布日萨定律”。

当n大于1时，表示渗透系数随着应变的增加而减小，该情况下称为“难透合流”。

应变方程可以帮助我们更好地理解煤样全应力应变过程中渗透性的变化规律，为煤层岩石力学特性的研究提供了重要的依据和理论支持。

3. 应用
应变方程的应用可以帮助我们更好地理解煤层岩石的物理和力学性质。

例如，在煤矿采掘中，煤的压裂和瓦解是常见的现象。

压力会造成煤层岩石的应变，而水的渗透性会随着应变产生变化，这会对采煤作业的安全性产生影响。

通过对应变方程的研究，我们可以更好地理解压力和渗透性的关系，为采煤作业提供更合理的安全性保障。

此外，应变方程还可以应用于煤层油田开发中，例如在注水驱油过程中，要理解水与岩石之间的相互作用关系，应变方程可以提供重要的理论支持和指导。

总之，煤样全应力应变过程中的渗透系数及其应变方程对煤层岩石力学研究具有重要意义，为我们更好地理解煤样的物理和力学性质提供了理论基础和实践支持。