刘永茜
- 作品数：32 被引量：181H指数：9
- 供职机构：河南理工大学更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球建筑科学理学更多>>
- 不同卸载速率下受载煤体裂隙结构演化机制被引量：12
- 2020年
- 针对受载煤体卸压过程裂隙发育数据难以捕捉的现状,设计了受载煤体伪三轴瓦斯渗流实验,完成了受载煤体加载和卸载过程的应力-应变-渗透率动态监测。同时基于能量守恒定理,开展了卸载过程中不同卸载速率下的能量分配比较,阐释了卸载速率对裂隙发育和渗透率变化的控制作用,并通过煤样裂隙监测数据对比予以验证。研究结果显示,卸载过程中的煤体裂隙结构受卸载速率影响,围压卸载速率越高,I类和II类裂隙越发育(所占比率增高),I类裂隙数量较原始数量增幅甚至超过1倍,II类裂隙数量提高74.13%;在卸载过程中渗透率曲线整体可分为3段:线性段、抛物线段和稳定段,而决定其3段曲线分布的关键因素是煤体弹性模量大小、加载强度和卸载速率;随着卸载速率的提高,煤体渗透率加大,线性段斜率和抛物线段曲率半径逐步增加,线性段斜率由0.0548逐步升高至0.0919,0.1388和0.2164,抛物线曲率半径逐步增大,顶点曲率半径分别达到1.232,1.334,1.863和2.014,渗透率稳定的应力临界点不断减小,由15.26 MPa降低至14.08,13.14和10.88 MPa;煤体渗透率的变化可以通过裂隙长度增量进行量化表征,相同实验条件下,渗透率增量与裂隙长度增量之间呈线性关系;统计数据显示,围压卸载速率越高,弹性能转化率越低,裂隙发育能耗越高,高速卸载(加卸比1∶8)可使煤体破裂能耗超过80%,而低速卸载(加卸比1∶1)的裂隙能耗仅有25.62%;比较研究发现,高速卸载过程中煤体能量释放的主体引发原有裂隙扩展,而不是导致新裂隙的萌生,裂隙发育能耗与卸载速率之间呈对数关系。
- 刘永茜刘永茜韩国锋霍中刚王维华
- 关键词：煤体结构裂隙孔隙度
- 保护层开采条件下煤层残余瓦斯含量预测方法研究被引量：3
- 2008年
- 保护层开采是保证突出煤层实现最安全、经济、高效的关键开采技术。介绍了采用保护层开采过程中岩层移动观测情况,分析了地应力作用下岩层移动变化,讨论了岩层移动过程中的裂隙发育规律和钻孔瓦斯流量变化规律,给出了煤层瓦斯放散的衰减方程,建立了计算吨煤瓦斯损失量的数学模型。结合原始煤层瓦斯含量,间接采用煤层瓦斯等效还原的办法,预测计算了煤层残存瓦斯含量。
- 朱拴成刘永茜史小卫
- 关键词：保护层开采
- 吸附–解吸状态下煤层气运移机制被引量：10
- 2019年
- 带吸附作用的煤层气运移规律一直是煤层气地质学界关注的焦点问题之一。为研究吸附解吸状态下的煤层气运移机制,推导了气体吸附解吸方程并分析了多孔介质扩散渗流理论,开展了煤层气运移实验并对实验结果进行了分析。研究结果发现:煤体孔隙结构对煤层气运移具有“容阻效应”,“容储”“阻降”二重特性并存构成了煤基质的基本功能;气体运移过程中煤体对CO2和CH4吸附能力的差异体现在吸附响应时间、吸附速率增长率、吸附平衡时间和最大吸附体积等4项指标;煤层气运移过程中扩散和渗流两种方式并存,当裂隙及大孔内气体压力较中微孔隙系统气体压力高时,气体运移速率以渗流为主,否则以扩散为主。
- 刘永茜刘永茜舒龙勇
- 关键词：双重介质分子极性
- 构造应力控制下的煤层气运移规律分析被引量：2
- 2016年
- 针对地质构造复合控气模式,选取向斜和断层面受力状态与封闭能力为研究目标。研究发现,断面的应力状态反映了局部应力集中程度,断层对于缓解向斜的构造应力作用显著,而向斜翼部的断层位置控制了煤层气运移规律的差异程度。通过平煤十三矿部分煤层气井的产量监测发现,密闭构造条件下(I_f>4.5),储层压力梯度大,局部储层渗透率陡然变低,但煤层气排采产量较高;沿主应力方向裂隙发育区带,储层渗透率变化较大,其运移能力受气体赋存状态制约;构造联合作用下的储层封闭能力决定该区域煤层气运移规律。
- 刘永茜
- 关键词：煤层气向斜断层构造应力气体运移
- 基于渗流力学的掘进工作面瓦斯涌出量预测被引量：9
- 2015年
- 为了实现煤巷掘进工作面瓦斯涌出的动态预测,基于渗流力学方法,采用瓦斯的连续性方程、运动方程、状态方程和瓦斯含量方程,建立了煤壁瓦斯渗流模型,并对渗流速度进行积分,推导得到掘进工作面的瓦斯涌出量预测公式,探讨了现场掘进过程中瓦斯涌出量预测值的准确性,在所建立的煤壁瓦斯渗流模型基础上,利用控制变量法研究了煤体渗透率和原始煤层瓦斯压力2种关键因素对瓦斯渗流速度的影响。研究结果表明:利用预测公式得到的掘进工作面瓦斯涌出量预测值与现场实际基本一致,瓦斯渗流速度随煤体渗透率、原始煤层瓦斯压力均呈负指数关系变化,煤体渗透率越高、原始煤层瓦斯压力越大,煤壁暴露时瓦斯渗流速度指数衰减越明显,随着时间增加,瓦斯渗流速度无限趋近于0。
- 张慧杰张浪刘永茜孙景来
- 关键词：渗流力学掘进工作面渗透率瓦斯压力瓦斯涌出
- 煤与瓦斯突出的非连续变形分析(DDA)模拟被引量：5
- 2010年
- 依据煤层裂隙分布规律和瓦斯运移特征,推导了瓦斯渗流量与瓦斯压力关系方程和瓦斯对煤体作用的瞬时平衡方程,并采用惯性阻尼与黏性阻尼联合方法求解,提高了计算精度,提出煤与瓦斯突出后稳定区的划分。运用改进的非连续变形分析(DDA)方法模拟了鹤壁煤电股份有限公司十煤矿煤巷掘进时一次煤与瓦斯突出过程。模拟结果与实际案例数据统计结论一致。
- 刘永茜杨军张玉贵
- 关键词：煤与瓦斯突出裂隙瓦斯运移渗流
- 含水率对煤层气渗流的影响被引量：24
- 2014年
- 煤的含水率影响煤层气的赋存状态和运移能力。结合基质吸附变形理论,分析了煤层中水分存在对基质力学性质的影响规律,探讨了含水率对煤层裂隙变形及煤层气运移的控制作用;采用含水率分别为0.112%,0.498%和0.785%的原煤进行煤层气渗流实验,研究发现,增压过程中随有效应力增加煤层气渗流速度呈非线性递减,二者满足二次函数关系;煤层含水率大小决定该函数的应力敏感区位置和最小渗流速度;随着煤的含水率增加,煤层气渗流速度变化的应力敏感点逐步降低(分别为5.48,5.17和4.78 MPa)。
- 刘永茜张浪李浩荡邓志刚
- 关键词：含水率有效应力煤层气
- 水平应力加载下煤岩的声发射特征试验研究被引量：2
- 2018年
- 为研究水平应力加载下煤岩声发射规律,在实验室开展了不同应力条件下真三轴压缩破坏试验。试验结果表明:煤岩声发射信号随着应力水平的增大而增大,且轴向应力σ_v相对于水平应力σ_h对声发射信号影响效果更为显著;为比较复杂应力水平下煤岩声发射特征,定义"等效围压"表述应力水平,根据不同应力水平下真三轴压缩试验声发射能量特点将煤岩试件破坏过程划分3个阶段:弹性阶段、屈服阶段及破坏阶段;随着等效围压增大试件破坏时的声发射信号显著增强,声发射计数峰值数量增多,峰值强度滞后更加明显,而应力水平对峰前平静期现象没有直接影响。通过理论及试验研究不同应力条件下煤岩试件的声发射特征可预防煤岩动力灾害的发生。
- 崔聪张浪张浪李宏艳
- 关键词：水平应力三轴压缩声发射煤与瓦斯突出
- 应力作用下的煤层瓦斯运移规律被引量：2
- 2009年
- 为了研究地应力对煤层瓦斯运移规律的影响,采用巷道瓦斯浓度观测方法,对平顶山天安五矿己15-23190工作面回风巷的瓦斯浓度变化进行分析。结果发现:受地应力影响,沿采场方向分为卸压区、应力集中区、原始应力区和采场后面的应力恢复区,不同的应力区对应了不同的裂隙发育状况,这种差异导致了煤层瓦斯运移能力的区带性分布,在煤层的应力集中区,由于高应力的挤压剪切作用,产生大量新的节理和裂隙,同时有更多的裂隙被封闭,该区段瓦斯的运移能力反而会降低。
- 史小卫刘永茜任玉春
- 关键词：地应力煤层瓦斯瓦斯地质裂隙
- 陷落柱发育特征与褶皱位置关系研究被引量：4
- 2016年
- 针对陷落柱的形成和发育环境进行分析,指出其发育程度除了受地下动力水和岩层自身性质影响外,关键受褶皱构造控制;通过对阳泉矿区的陷落柱发育规律研究发现,无论是个数发育密度还是面积发育面积密度,都与褶皱的发育程度成线性关系;阳泉矿区的陷落柱普遍发育在褶皱的复合部位、转向部位和背斜的轴部,总体体现为构造形态的变化区位。
- 潘多伟刘永茜
- 关键词：陷落柱褶皱构造矿井突水
