国家自然科学基金(51334005)
- 作品数：28 被引量：106H指数：6
- 相关作者：吴强张保勇高霞刘传海王世海更多>>
- 相关机构：黑龙江科技大学中国矿业大学青岛海洋地质研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金黑龙江省普通高等学校青年学术骨干支持计划黑龙江省研究生创新科研项目更多>>
- 相关领域：矿业工程理学化学工程更多>>
- 三轴压缩下含瓦斯水合物煤体力学特性的离散元研究被引量：2
- 2022年
- 瓦斯水合固化防突技术能有效强化煤体力学特性,减弱煤与瓦斯突出危险性,但荷载作用下瓦斯水合物-煤介质体系力学特性演化机理不清晰,制约了瓦斯水合固化防突技术的发展。因此,以含瓦斯水合物煤体为研究对象,基于离散元法,建立了含瓦斯水合物煤体数值模型,分析了刚度比、水合物颗粒含量等参数取值对应力-应变曲线的影响,揭示了三轴压缩过程含瓦斯水合物煤体接触力链变化规律。研究表明:数值模拟能较好地模拟试验结果;在模拟过程中,刚度比k_(n)/k_(s)>1的弹性模量总体上比k_(n)/k_(s)≤1的弹性模量大;随切向黏结应力及水合物颗粒含量的增加,应力-应变曲线逐渐由应变硬化向应变软化转变;在加载过程中,外力主要由强力链来承载,方向与外部荷载的方向平行;弱力链对强力链起到支撑作用,方向主要沿水平方向。
- 康宇
- 关键词：力学特性
- 高饱和度下含瓦斯水合物煤体应力-应变特性试验研究被引量：6
- 2018年
- 为了解含瓦斯水合物煤体的力学特性,利用自主研发的低温高压水合固化反应-三轴压缩一体化装置,开展了2种高饱和度条件下含瓦斯水合物煤体的三轴压缩试验。结果表明:1)含瓦斯水合物煤体的应力-应变曲线均呈软化型,分为峰前线弹性阶段和强化段、峰后应力软化段和残余变形段四个阶段;2)含瓦斯水合物煤体的初始屈服强度、峰值强度、残余强度随饱和度增加而增大,且随围压增加而线性增加;3)饱和度相同时,含瓦斯水合物煤体在初始屈服点、峰值强度点和残余强度的内摩擦角变化不大,而黏聚力则出现先增大后减小的趋势;4)含瓦斯水合物煤体呈现拉剪破坏以及单面剪切破坏2种破坏模式。
- 张保勇高橙高霞高霞吴强张强
- 关键词：煤与瓦斯突出三轴试验
- 含瓦斯水合物煤体强度特性三轴试验研究被引量：21
- 2015年
- 含瓦斯水合物煤体力学性质准确测定是利用水合物技术预防煤与瓦斯突出的重要基础。利用水合固化反应与三轴压缩一体化原位试验装置开展了饱和度变化对含水合物煤体强度特性影响试验。结果表明:随着围压增加(1,2,3 MPa),含瓦斯水合物煤体应力-应变曲线从软化型向硬化型转化,破坏强度显著增加;随着饱和度增加,煤样破坏强度线性增加,饱和度对黏聚力和内摩擦角无明显影响;与含瓦斯煤体的强度特性比较发现,水合物生成提高了煤体破坏强度、变形模量和内摩擦角,而黏聚力没有明显变化。
- 高霞刘文新高橙吴强张保勇王立娜
- 关键词：三轴压缩力学性质
- 甲烷水合物生成过程温度场分布与生长速率关系实验研究被引量：5
- 2015年
- 为研究瓦斯水合物生成过程的温度分布规律,利用可视化实验系统获取了2种体系甲烷水合物生成过程的温度分布。根据实验数据,结合水合物生长速率模型对2种实验体系的水合物生长速率进行了计算,分析了甲烷水合物生成过程温度场分布规律及其与生长速率的关系。结果表明,水合物生长速率越大,单位时间内甲烷水合物的生成量越多;生成的反应热越多,水合反应体系的温度场温度越高及温度的上升速率也越大。
- 陈文胜李增华吴强
- 关键词：甲烷水合物反应热温度场生长速率
- 不同围压下含瓦斯气体及水合物煤体的力学性质被引量：3
- 2016年
- 为研究围压对含瓦斯气体及水合物煤体的力学影响,取龙煤集团桃山矿务局井下600 m突出煤层的型煤,利用水合固化反应与三轴压缩一体化实验装置,对含瓦斯气体及水合物型煤进行常规三轴压缩实验,研究不同围压下两种煤样的力学性质。结果表明:随着围压增加,两种煤样的应力-应变关系有从软化型向硬化型转化趋势,水合物的生成加大了这种趋势,提升了煤样的黏聚力,对内摩擦角影响不大;瓦斯压力不变时,突出煤体试样的抗压强度、峰值强度和变形模量都随着围压的增加呈线性增加的关系;随围压增大煤样破坏面从径向偏向轴向,破裂角逐渐变大。
- 吴强刘文新高霞高橙
- 关键词：瓦斯水合物三轴压缩力学性质
- 瓦斯水合物诱导时间影响因素实验研究被引量：2
- 2016年
- 为探究多因素条件下瓦斯水合物诱导时间及其规律,利用自主设计的高压可视水合实验装置,由成核动力学实验确定了气体组分、NaCl质量分数及驱动力三种因素对瓦斯水合物诱导时间影响的程度,采用极差法和方差法对实验数据进行分析。结果表明:随着瓦斯中甲烷减少、丙烷增加,水合物的平均诱导时间先减少后增加;随着NaCl质量分数或驱动力Δp增加,水合物平均诱导时间逐渐减少;气样G_2、NaCl质量分数3.5%、驱动力1.5 MPa条件下瓦斯水合物诱导时间最短;驱动力Δp较气体组分对水合物诱导时间影响显著性强,NaCl质量分数的显著性较弱。
- 张保勇刘金华周泓吉
- 关键词：瓦斯水合物影响因素
- 驱动力对瓦斯水合分离效果影响
- 2017年
- 利用可视化搅拌式瓦斯水合分离实验装置,开展了4种驱动力下3种瓦斯气样水合分离实验,获得了水合分离速率、回收率、分配系数等目标参数。结果表明:驱动力由1 MPa提升至4 MPa的过程中,3种气样的水合分离速率分别由1.394×10^(-6),1.162×10^(-6),0.943×10^(-6)m^3/min递增至1.55×10^(-6),1.564×10^(-6),1.609×10^(-6)m^3/min;CH4分离浓度分别由85.89%,77.15%,71.15%递增至91.61%,81.72%,77.17%,CH4回收率分别由6.22%,6.75%,8.79%递增至10.13%,10.25%,11.39%;分配系数分别由1.10,1.17,1.23递增至1.21,1.26,1.33。分析认为,驱动力增大可以改善瓦斯水合分离效果,加快水合分离进程。
- 张保勇尹百元吴强高霞张强
- 关键词：驱动力
- TBAB-SDS对高浓CO_2瓦斯水合分离过程的影响被引量：2
- 2015年
- 为改善高浓CO2瓦斯水合分离效果,研究了TBAB-SDS复配添加剂对三种高浓CO2瓦斯气样水合分离过程的影响。通过自制高压全透明瓦斯水合分离实验装置,获得了不同实验体系瓦斯水合物形成的诱导时间、CO2分离浓度和分配系数,并对TBAB-SDS复配体系的促进机理进行了初步分析。结果表明：TBAB-SDS复配体系较TBAB体系,三种气样形成水合物的诱导时间缩短1~4倍,CO2分离浓度分别提高8.16%、7.13%、2.09%,分配系数分别由1.14,1.18、1.17提升至1.21、1.29、1.30。该研究为瓦斯水合分离技术的应用提供了参考依据。
- 张保勇尹百元高霞张强
- 关键词：瓦斯CO2TBABSDS
- THF对甲烷水合过程温度场影响的实验研究被引量：3
- 2014年
- 为研究瓦斯水合物生成与分解过程的温度分布及热量传递规律,利用可视化实验系统研究了两种体系甲烷水合物生成过程反应热和水合过程的温度分布。根据实验数据,结合反应热计算方程,计算两种实验体系的反应热,研究促进剂四氢呋喃(THF)的添加对甲烷水合反应体系温度场的影响。结果表明,THF的添加,导致甲烷水合物的生成量增多,对应的反应热增多,提高了水合反应体系的温度以及温度的上升速率。
- 陈文胜潘长虹刘传海朱福良
- 关键词：甲烷水合物促进剂反应热温度场
- Span60对甲烷水合过程温度场影响的实验研究
- 2017年
- 为探讨瓦斯水合反应过程的温度场分布特征及传热规律,研究两种体系甲烷水合反应过程的反应热和温度场分布。根据实验数据,结合反应热计算方程,计算两种体系的反应热,分析非离子表面活性剂失水山梨醇单硬脂酸酯(Span60)对甲烷水合过程温度场的影响。结果表明:Span60可以提高水合物的生成量,水合过程的反应热增多,进而提高反应体系的温度以及温升速率。通过分析Span60的分子结构,从微观角度提出Span60促进甲烷水合物生成的机理。该研究可为瓦斯水合固化分离与储运技术应用提供理论支撑。
- 陈文胜吴强
- 关键词：甲烷水合物表面活性剂反应热温度场
