杨康
- 作品数：25 被引量：172H指数：9
- 供职机构：贵州大学矿业学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金贵州省科学技术基金贵州省科技计划项目更多>>
- 相关领域：环境科学与工程矿业工程天文地球更多>>
- 力热耦合作用下煤岩损伤的能量特征被引量：4
- 2019年
- 为有效预防煤岩动力灾害发生,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置,开展不同温度下三轴压缩试验。基于统计损伤力学理论,得到温度荷载下煤岩的整体损伤演化方程,推导煤岩变形破坏过程中的能量数学表达式,并通过引入耗散能系数,提出力热耦合下煤岩破坏点的确定方法。研究结果表明:不同温度下煤岩变形破坏过程的阶段特征基本相似,对应煤岩不同的变形破坏阶段,能量演化特征呈现阶段性变化;总能量的分配在变形破坏过程中基本不受温度的影响,不同温度下弹性能占比和耗散能占比的演化规律具有较大的相似性;能量的耗散是造成煤岩内部结构产生损伤的主要原因,伴随着能量不断耗散煤岩的整体损伤变量总体上呈幂函数增长。
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- 关键词：荷载
- 不同温度下孔隙压力对煤岩渗流特性的影响机制被引量：13
- 2017年
- 在深部煤层瓦斯抽采过程中,地温较高且孔隙压力逐渐降低,而目前综合考虑温度和孔隙压力对煤岩渗透特性耦合作用的研究较少.利用自主研发的出口端压力可调的三轴渗流装置,以贵州矿区原煤试件为研究对象,进行不同温度下改变孔隙压力的渗流试验,并建立了考虑温度的渗透率匹配模型.研究表明,煤岩渗透率随孔隙压力增大按指数函数减小;煤岩渗透率随压差的增大而减小,随温度的升高而降低,在不同的温度状态下,渗透率的下降速率和变化幅度有所不同.在模拟瓦斯开发的物理试验中,压差应尽量小,减少其误差,为建立不同边界条件的渗透率模型提供帮助;随温度的升高,温度突变系数呈增大的趋势;随孔隙压力的增大,温度突变系数呈减小的趋势.温度突变系数在整个阶段不为常数,且割理压缩系数可变,这两个特征更能真实地匹配模型,反映瓦斯的开发过程.
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- 关键词：煤岩渗透率孔隙压力有效应力
- 孔隙压力与水分综合作用的煤岩渗透率演化规律被引量：17
- 2020年
- 为探究孔隙压力与水分变化引起的煤基质压缩体积变化及其对煤岩渗透率的影响规律,采用液氮吸附实验和压汞实验结合的方法计算煤基质压缩系数,并分析煤岩孔隙结构特征.开展不同含水率条件下孔隙压力升高的煤岩渗流实验,构建考虑水分和孔隙压力综合作用的渗透率模型,体现煤岩孔隙结构和瓦斯渗流的关联性.结果表明:煤基质压缩系数可使煤岩压缩体积变化量化,而且煤岩渗透率与孔隙压力呈指数函数关系.孔隙压力恒定时,渗透率随含水率的增大而减小.对比分析渗透率模型计算的压缩系数与孔隙结构实验计算值,说明孔隙结构对煤岩吸附及渗透特性有控制作用.
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- 关键词：煤岩渗透率孔隙压力含水率
- 贵州六盘水矿区煤岩孔隙发育程度及渗透率演化规律研究被引量：2
- 2020年
- 为探究煤岩孔隙结构与渗透特性的内在关系,以贵州六盘水3个矿区煤岩为研究对象,利用ASAP2020型比表面微孔分析仪和自主研制的含瓦斯煤三轴渗流装置,研究了其内部孔隙发育情况,并进行了不同孔隙压力下的三轴渗流试验。采用FHH表面分形计算分形维数,建立考虑分形维数的渗透率模型,通过试验结果与模型对比验证其合理性。结果表明:1)煤岩的吸附等温线具有Ⅳ型等温吸附线的特征,四角田煤矿7#煤层微孔到大孔均发育较好,松河煤矿3#煤层存在大量的"墨水瓶"形微孔,木冲沟煤矿8#煤层微孔和中孔较为发育;2)煤样FHH分形维数介于2.4~2.8,与孔容、平均孔径和孔隙率均呈负相关关系,煤岩孔体积变化在20~40 nm阶段最为明显,累计孔隙容积迅速增加,煤层具有大量的微孔和过渡孔,孔隙发育良好;3)煤岩渗透率均随孔隙压力升高而降低,四角田煤矿7#煤岩渗透率最大;4)模型曲线与试验值吻合度较高,能很好地反映孔隙压力与渗透率的变化关系。
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- 关键词：安全工程孔隙特征煤岩渗透率
- 考虑气体传输和应力耦合作用的页岩表观渗透率演化机理被引量：2
- 2021年
- 为模拟页岩气抽采过程中孔隙压力对其吸附特性和渗透特性的影响,通过吸附及多孔弹性理论,建立考虑过剩吸附量的吸附模型,并进一步建立考虑气体传输影响的页岩表观渗透率模型,通过试验数据验证其合理性。结果表明,1)随孔隙压力逐渐升高,页岩过剩吸附量呈先快速增加后趋于平缓的变化趋势;随温度升高,其吸附量呈降低趋势。考虑过剩吸附量和温度修正的吸附模型计算结果与试验所测结果吻合较好,且能较好地反映不同温度下页岩过剩吸附量与孔隙压力的关系。2)页岩气体吸附过程中产生的基质膨胀变形量随孔隙压力升高而升高,且温度较低时的气体吸附变形量大于温度较高时的变形量。3)在有效应力恒定的条件下,CH_(4)和He的表观渗透率随努森数增大而减小。相同孔隙压力条件下,随有效应力升高CH4和He的表观渗透率均呈降低的趋势,且页岩表观渗透率对有效应力的敏感程度随孔隙压力升高而降低。相同有效应力条件下,充入He的页岩表观渗透率均大于充入CH4的页岩表观渗透率。4)构建考虑气体传输和应力耦合作用的页岩表观渗透率模型,模型计算的渗透率与实测值具有良好的一致性,能较好地表征不同外应力条件下的页岩表观渗透率演化规律。
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- 关键词：安全工程页岩应力渗透率
- 孔隙压力对煤岩渗透率影响的试验研究被引量：8
- 2017年
- 为探索孔隙压力对煤岩渗透特性的影响和瓦斯运移规律,以贵州六盘水矿区的煤样为研究对象,利用自带能量扩散X射线(EDX)扫描电镜(SEM)、比表面微孔分析仪,分析煤岩的孔隙特征,同时利用自主加工的三轴渗流装置,进行不同压差下孔隙压力变化的渗流试验研究。结果表明,煤岩孔隙特征、氮气吸附量与孔裂隙发育程度成正相关关系,且与孔径的孔连通率有关。压差一定时,随着孔隙压力增加,煤岩渗透率下降,呈指数函数规律;压差小时,煤岩渗透率的减小率随孔隙压力的增大而减小。煤岩渗透率随试件两端压差的增大呈指数函数减小。
- 李波波杨康袁梅许江
- 关键词：煤岩孔隙压力有效应力渗透率压差
- 考虑温度作用下煤岩渗透特性及吸附膨胀的试验研究被引量：7
- 2018年
- 利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流装置,为模拟采深增加导致的渗透特性变化,开展不同温度下孔隙压力升高过程中煤岩渗透特性的试验研究,建立考虑温度作用的吸附膨胀模型,探讨温度和孔隙压力综合作用对煤岩吸附膨胀效应的影响。结果表明:随孔隙压力升高,轴向应变在较低温度下(30,40℃)逐渐下降,在较高温度下(50,60℃)逐渐上升,在各个温度下径向应变、体积应变逐渐降低;随孔隙压力升高,煤岩渗透率先减小后略有增高,不同温度下通入氦气与甲烷气体的煤岩渗透率变化趋势相同且前者渗透率大于后者;随温度升高滑脱效应导致的渗透率变化量(Δkb)逐渐增大,煤岩吸附膨胀导致的渗透率变化量(Δks)随孔隙压力升高先急剧下降后趋于平缓,且随温度升高变化量逐渐增大;在相同孔隙压力下,考虑温度作用吸附膨胀引起的渗透率变化量均高于不考虑温度作用的变化量,且前者总减小量要大于不考虑温度时总减小量。
- 李波波杨康杨康许江张敏
- 关键词：孔隙压力温度渗透率滑脱效应
- 考虑温度效应的煤岩损伤本构模型及参数分析被引量：5
- 2019年
- 为模拟高地温环境下煤岩损伤演化过程,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置,开展不同温度下煤岩三轴压缩试验研究。同时基于Mohr-Coulomb破坏准则,引入损伤修正系数,建立了考虑温度效应的煤岩损伤本构模型,并结合试验结果,研究不同Weibull分布参数和损伤修正系数对本构模型的影响规律。结果表明:1)不同温度下煤岩变形规律基本一致,煤岩三轴抗压强度和峰值应变随温度的升高而降低,在相同偏应力下,径向膨胀变形随温度升高而增大;2)所建损伤本构模型可以较好地表征不同温度下煤岩全应力应变过程中的变形特征;3)Weibull分布参数m0、F0和损伤修正系数q共同决定了损伤本构模型的曲线形状,F0和q分别反映了煤岩的峰值强度和残余强度特征,m0同时反映了煤岩的峰值强度和脆性特征。
- 李波波任崇鸿杨康杨康许江
- 关键词：安全工程煤岩本构模型温度
- 考虑各向异性影响的煤层吸附及渗透机制研究被引量：1
- 2020年
- 为探究煤层各向异性渗流机制,分析其吸附特性,建立吸附模型并计算吸附变形量,进而量化吸附作用对渗透率的贡献情况。在此基础上分析煤层各向异性渗流特性,进一步构建应力和滑脱效应耦合作用的各向异性渗透率模型,并通过试验数据验证其适用性。结果表明:煤层瓦斯吸附过程受吸附变形和外应力的影响,且不同方向的瓦斯吸附量存在差异;在孔隙压力增大过程中,各方向瓦斯吸附量曲线先增大后趋于平缓;在有效应力、孔隙压力和滑脱效应的综合作用下,煤层各方向的渗透率均先减小后趋于平缓。考虑应力和滑脱效应耦合作用下煤层各向异性渗透率模型计算曲线与试验值吻合度较高,验证了模型的适用性。
- 李波波李建华杨康杨康王斌
- 关键词：各向异性孔隙压力煤层渗透率
- 应力与温度综合作用的煤岩渗透机理被引量：12
- 2020年
- 为评估深部煤岩的瓦斯抽采特性,探究不同条件下煤岩渗透率演化规律,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流装置,开展不同平均有效应力和不同孔隙压力下温度升高的三轴渗流实验.基于分形理论表征温度引起的煤岩孔裂隙扩展和滑脱因子变化情况,进一步考虑压缩变形及滑脱效应对煤岩渗透率的影响,建立应力与温度综合作用的煤岩分形渗透率模型.结果表明:1)随温度升高煤岩整体具有压缩效应,渗流通道减小,渗透率先急剧下降后趋于平缓.2)在相同温度下煤岩渗透率随平均有效应力的增大逐渐减小,随孔隙压力增大先急剧减小后趋于平缓.煤岩裂隙压缩系数Cf随平均有效应力增大逐渐减小,随孔隙压力增大煤岩裂隙性系数具有相同的变化趋势.3)新建渗透率模型的计算值和实测值基本一致,其理论机理适用性及数据匹配度均优于Lu模型,该模型可以较好表征多因素影响下的煤岩渗透率演化规律.4)孔隙压力较低时,滑脱效应较为明显,且在孔隙压力升高初期考虑滑脱效应的煤岩渗透率曲线比不考虑滑脱效应的渗透率曲线更接近实验测量值.
- 李波波王斌王斌杨康任崇鸿许江
- 关键词：应力温度煤岩渗透率滑脱效应
