原生煤岩组合体界面力学效应数值模拟研究     

王凯  付强  徐超  艾子博  李丹  王磊  舒龙勇 《岩土力学》2023,(S1):623-633

原生煤岩组合体界面是非均质的且包含大量复杂的微观结构。为透明求解非均质煤岩界面导致的复杂物理场,采用工业CT对原生煤岩组合体试件进行了扫描试验,重构了原生煤岩组合体界面三维模型,计算了非均质煤岩界面的分形维数;基于此建立了原生煤岩组合体数值模拟模型,模拟分析了单轴压缩条件下原生煤岩组合体的应力及损伤特征,并通过煤岩组合体单轴压缩试验结果验证了数值模拟规律的可靠性。研究结果表明：原生煤岩组合体界面具有复杂的微观结构且具有分形特征,分形维数能够反映界面宏观形态;单轴压缩状态下,原生煤岩组合体中垂向应力呈非均匀分布,煤岩界面的存在会在煤体中派生水平压应力,在岩石中派生水平拉应力,煤岩界面附近水平应力呈拱形分布;原生煤岩组合体的损伤破坏主要发生在煤体中,煤体的损伤首先发生在远离界面的煤体中并逐渐向界面处扩展,界面分形维数与试件出现初始损伤对应的轴压呈正相关;由于煤岩界面压应力拱的存在导致原生煤岩组合体整体的强度高于煤体,破坏后的煤体呈拱形分布。预期研究结果对于煤岩动力灾害防治具有一定意义。  相似文献   

三轴应力下饱和水煤岩破裂的声发射特征     

蔡益栋  刘大锰  姚艳斌  李俊乾  邱勇凯  张百忍 《地学前缘》2015,(3):394-401

在GAW-2000型岩石力学试验系统上进行了煤岩饱和水条件下的三轴压缩应力应变试验及声发射检测。结果表明:不同煤级煤岩有着不同的声发射特征,主要可以划分为3种类型。饱和水煤岩的三轴-声发射试验显示,煤样在线弹性阶段之前声发射事件较少,而之后声发射趋于活跃;单轴与三轴实验对比发现,围压会明显改变半无烟煤煤岩在压密阶段的应变量,而对无烟煤不明显。围压的存在对煤岩变形其他阶段的影响要小于压密阶段。声发射参数振铃率和能量率可以应用于预测最大屈服应力点:半无烟煤煤岩在破坏前兆来临时,振铃率和能量率的频率和幅度均有很大提高,在近最大屈服应力90%左右时,幅度基本维持不变;无烟煤煤岩在破坏前兆来临时,会产生明显的某一突变,频率或幅值上有跳跃或突增。同时,煤岩的声发射特征的方式和差异性与煤岩的物质组成及煤岩演化程度有很大的相关性。  相似文献   

裂隙对煤岩超声波速度影响的实验——以沁水盆地石炭系煤层为例   总被引：1，自引：0，他引：1  

周枫 《煤田地质与勘探》2012,40(2):71-74

对沁水盆地煤岩样品进行模拟煤层埋藏压力条件下的多方位超声波速度测试,研究煤岩中裂隙对超声波速度的影响,进而对地下裂隙进行预测,有利于煤层气的勘探开发。分析结果表明:煤岩中的裂隙会导致超声波速度降低,但当围压增大到10 MPa以后,大部分裂隙被压密闭合,煤岩的超声波速度趋于稳定;裂隙的方位对超声波在煤岩中的传播速度产生一定的影响,平行裂隙方向,超声波传播速度最大,垂直裂隙方向,超声波传播速度最小。研究成果为预测煤层中的裂隙提供了基础资料。   相似文献   

西北地区侏罗纪煤的煤岩学特征     

黄文辉  唐书恒  唐修义  陈萍  赵志根  万欢  敖卫华  肖秀玲  柳佳期  B.Finkelman 《煤田地质与勘探》2010,38(4):1-6

我国西北侏罗纪煤储量巨大,煤质优良,多低灰、低硫,被称为“优质煤”。在总结前人研究成果基础上,对其煤岩学特征及其地质控制因素进行了探讨。研究认为,不同地质背景下形成的煤其煤岩学特征表现各异,如新疆的艾维尔沟、阜康等矿区的煤可用于炼焦,神华煤可直接液化,吐哈盆地的煤具有成油潜力。西北中侏罗世煤普遍富含惰质组,贫矿物质最为显著,与我国东部石炭－二叠纪煤以及国外“冈瓦纳煤”均存在较大差异,西北侏罗纪煤煤岩类型独特,是大型内陆型盆地演化的产物,多属低变质烟煤,局部也有中、高变质烟煤和无烟煤,还出现一个褐煤矿点。在煤地质学与煤岩学、煤化学等方面的深入研究,对今后洁净、高效、合理地利用西北侏罗纪优质煤资源十分重要。   相似文献   

灵武煤田延安组煤的煤岩煤质特征及地质解释     

黄昔容  许桂生 《中国煤田地质》1999,11(2):15-17,22

灵武煤田的中侏罗统延安组含煤岩系为一湖泊三角洲沉积。在稳定的大地构造条件和环境水介质条件的控制下,形成了富惰性组、特低灰－低灰、特低硫－中硫煤。上、下三角洲平原及过渡带的泥炭沼泽的煤岩煤质特征具有垂向和侧向分带性,彼此间又有差异。这种分带性系由沼泽位置、沼泽类型和植物类型造成。在延安组第三段沉积期发生的微咸水化引起了煤的硫分的增高。  相似文献   

显微煤岩组分的分散富集程度对粘结性、结焦性的影响     

马兴祥 《地学前缘》1999,6(Z1):65-72

一般认为,煤中的活性组分与情性组分的比例和煤级是影响煤的粘结性和结焦性的主要因素。但在配煤炼焦生产与实验研究中,经常发现尽管煤的活情比和煤级相近,而粘结性和结焦性相差很大。文中通过对不同产地的炼焦配煤送行煤岩学及结焦性实验研究,提出了显微煤岩组分分散富集指数的概念,通过分析显微煤岩组分的分散富集程度对粘结性和结焦性的影响,揭示出显微煤岩组分的分散富集程度是造成粘结性和结焦性异常现象的重要因素。  相似文献   

美国印地安那南部积贮煤泥的岩石学描述与氧化作用研究(英文)     

TANG Dazhen  Colin C Harvey  Nelson D Daniel 《地学前缘》1999,6(Z1):35-44

对印地安那南部Lynnville煤泥积贮地的样品进行了详细的煤岩学研究,并就煤泥的自然氧化作用进行探讨。与原煤比较,煤泥的可见矿物体积分数增加了4～5倍,由5％改变为24％,其中黄铁矿由1％变为5％。煤泥除了黄铁矿。方解石、粘土、石英等煤系煤层的原生矿物,还含有地表土壤混入物。煤泥积贮他的入口处,沉积物自然形成高出潜水面的突起,黄铁矿在此大量富集,高粘土含量的细粒成分在煤泥地的末端富集,输入带（入口150m范围内）煤泥相应具有高硫、高灰特征。作为氧化产物,少量的褐铁矿和石膏分别在镜下和通过X射线行射分析被发现。黄铁矿比有机显微组分更易氧化并经历揭铁矿化到铁质胶体出溶变化过程。石膏主要形成于煤泥输入带。相对较强的氧化作用发生在输入带的推断得到了水化学分析结果的进一步验证。尽管如此,高潜水面及滞留水有效地限制了煤泥地内氧化作用的进行。根据煤泥入注时的自然分选效应,避开输入带,可提高煤泥回收利用率。研究成果为煤炭洗选废弃物（煤泥）的回收利用与排放环境的评价监测提供了新的方法和依据。  相似文献   

不同类型烃源岩气态烃的生成特征研究——来自差热—色谱联机热模拟实验方法的证据   总被引：2，自引：0，他引：2  

史基安  王琪  赵欣 《沉积学报》1999,(2)

运用差热—色谱联机分析仪对不同煤阶的标准煤样及泥岩和碳酸盐岩烃源岩的热模拟研究表明,低成熟的煤具有更强的放热反应和较大的失重量,其放热反应第一峰温度和失重温度相对较低。低煤阶煤在热模拟过程中比高煤阶煤具有更强的生烃能力。烃源岩气态烃的生成量和特征不仅受控于烃源岩中有机质的丰度而且与其岩石类型、干酪根类型、成熟度等存在着密切关系。成熟度较高的烃源岩属耗尽了的烃源岩,其生烃能力相对较弱。含Ⅰ、Ⅱ型干酪根烃源岩生成的气态烃中重组分含量普遍较高,含Ⅲ型干酪根烃源岩生成的气态烃中甲、乙烷等轻组分含量普遍较高。碳酸盐岩烃源岩在热模拟的高温阶段往往能生成比较大量的气态烃。  相似文献   

宏观煤岩特征预测煤灰中CaO含量的初探     

时亚民 《煤田地质与勘探》2000,28(5):15-16

利用煤岩学的理论和方法,对煤灰分中氧化钙(CaO)含量与煤样煤岩特征的关系进行了探讨。结果表明:煤灰分中氧化钙含量与其宏观煤岩特征的关系比较密切,用宏观煤岩特征可以预测煤灰中氧化钙的含量。   相似文献   

塔里木盆地烃源岩显微组分的元素富集规律   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘大锰  金奎励 《煤田地质与勘探》1995,23(5):19-21

运用扫描电镜、能谱仪测定了塔里木盆地烃源岩中几种显微组分及干酪根的常量元素及微量元素含量,结果表明显微组分的原始母质及其形成环境对显微组分的元素富集规律起决定作用。   相似文献