许小凯
- 作品数：12 被引量：89H指数：5
- 供职机构：中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金河南省高校科技创新团队支持计划更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球更多>>
- 综放采空区千米钻孔与高位钻孔抽采方法对比分析及优化被引量：4
- 2015年
- 以余吾煤业N1102综放面为例,通过考察高位钻场与千米钻场两种抽采方法下瓦斯纯流量、瓦斯浓度、抽采总纯量与工作面累积日进尺的关系,得出千米钻场抽采纯量仅为高位钻场的一半,分析其原因,并提出了改进打钻设备及封孔工艺、采用注水法结合UDEC数值模拟法准确确定裂隙带高度、在单个千米钻孔内开出多条分支、提高抽采负压等优化方法。
- 陈亮许小凯尚荣亚段本杰王吉生葛路军
- 关键词：采空区瓦斯抽采高位钻场裂隙带抽采效果
- 广义有效应力在煤岩多相耦合渗流评价中的应用被引量：4
- 2015年
- 基于对多孔介质流-固耦合力学特征的分析,引出了广义有效应力原理,提出了广义有效应力系数α概念。认为广义有效应力是对煤储层多相耦合渗流力学作用的综合表征。储层多相耦合的宏观动力强度特征可以通过α来集中反映。讨论了煤岩渗透率动态预测的2种方法:数学模型法和直接拟合法。研究认为直接拟合法不必考虑储层内部的各种耦合机制,操作简单易行。总结出可通过拟合的渗透率一般方程求取α的3种方法:方程变形法、Cross--plotting法和微分法。经实例运用Cross--plotting法和微分法对α进行求取,并讨论煤岩的广义有效应力特征,证实了对α及广义有效应力原理理解的正确性,广义有效应力原理在评价煤储层固-流复杂耦合过程中准确预测渗透率变化。
- 许小凯陈亮张玉贵李红斌刘贺
- 关键词：广义有效应力渗透率
- 常温压条件下六种变质程度煤的超声弹性特征被引量：10
- 2016年
- 煤弹性是反映煤的物质组分和结构的重要力学特征之一.在钻孔与测井的约束下,运用地震勘探获取煤层的弹性特征以反映其物性等,对于煤炭井工开采和煤层气储层评价及开发具有重要的工程意义,而其中,煤样的超声实验是实现地震反演煤层物性的基础.鉴于此,本文针对中国义马、阜康、淮南、平顶山、鹤壁和焦作6个矿区采集的6种不同变质程度的原煤样30块,在常温常压条件下分别进行了沿煤层走向、倾向及垂直层理三个方向煤样的实验室超声波测量.测试结果显示:煤样纵横波速度在走向、倾向、垂向三个方向上依次减小,存在各向异性,且P波速度的平均各向异性强于S波;品质因子与弹性模量在三个方向上也存在较大差异,且S波的品质因子大于P波的品质因子;弹性模量除泊松比外,均小于一般的沉积岩.通过本实验与分析进一步证明了:Gardener与Castagna公式不适用于中国煤田的煤岩弹性描述,并给出了精度更高的经验公式.
- 王赟许小凯张玉贵
- 关键词：煤变质程度超声测量纵波横波
- 泥、砂岩交互地层综放开采覆岩破坏高度的确定被引量：5
- 2017年
- 为了确定泥、砂岩交互地层综放开采覆岩破坏高度,以余吾煤业N1102综放面为例,运用多种方法研究该工作面回采过程中覆岩破坏情况。结果表明:运用关键层理论结合软、硬岩破断的力学分析法所确定的覆岩破坏最大高度为61.04 m,并指出覆岩破坏发育主要受各关键层控制,当其临界高度(岩层下部自由空间为0)位于相邻关键层之间,具体破坏高度受控于相邻关键层之间覆岩岩性和岩层下部自由空间。应用钻孔电视图像技术和数值模拟法所确定的覆岩破坏高度为50~63 m,并得出软、硬岩采动裂隙的发育特征,验证了理论分析结果的准确性,表明此理论分析方法可用于确定同类条件下的覆岩破坏高度。
- 陈亮吴兵许小凯商荣亚
- 关键词：综放开采采动裂隙关键层覆岩破坏高度
- 六种不同煤阶煤的品质因子特征被引量：16
- 2014年
- 通过6种不同煤阶煤的弹性测试,分析了煤岩变质程度(以镜质组最大反射率表示)与煤岩品质因子之间的关系;在此基础上,进一步分析了煤岩速度与品质因子之间的关系及纵波与横波品质因子的各向异性特征.研究发现:煤岩镜质组最大反射率与纵波、横波品质因子均存在良好的线性相关性;垂直层理方向的波速与品质因子存在良好的线性关系,好于走向与倾向方向;垂直层理方向的纵波与横波品质因子线性相关,相关系数可达93.5%;煤岩的三方向品质因子存在各向异性,且强于速度的各向异性.通过横波品质因子与纵波品质因子间相互换算的理论公式计算结果与实验室实测结果的对比,证明了该理论公式的可靠性,误差小于10%,为多分量转换波的吸收衰减补偿提供了理论依据.
- 许小凯王赟孟召平
- 关键词：煤岩镜质组反射率品质因子各向异性
- 关于表面能在煤吸附性评价方面应用的探讨被引量：1
- 2015年
- 煤表面能是反映煤表面特性的重要热力学参数。常用的煤表面能求取方法是吸附法。对比前人研究成果,发现用该方法计算的表面能在描述煤吸附性时存在矛盾的结论。原因总结:用基于吸附实验的表面能计算结果来描述煤吸附性在逻辑上存在循环论证问题。认为用吸附法计算的表面能不可以用来反映煤的吸附性。为了避免循环论证问题,可以尝试用其它实验实测表面能,但实现难度大,可操作性不强。所以用表面能来解释煤对甲烷的吸附特征的意义不大。引入量子化学等学科,深入研究微观煤大分子结构与甲烷分子的相互作用,才是探索煤吸附甲烷本质的必经途径。
- 许小凯孟召平张玉贵陈亮丁九龙
- 关键词：煤甲烷LANGMUIR方程表面能
- 六种不同变质程度煤的纵横波速度特征及其与密度的关系被引量：42
- 2012年
- 对采自不同地区和煤矿的六种不同变质程度煤样进行常温常压条件下的超声测量.测量发现:煤的纵波与横波速度均与密度存在良好的线性正相关关系,且沿煤层走向、倾向和垂直煤层层理方向的纵横波速度逐渐降低;走向、倾向和垂向上的纵波速度与同一方向的横波速度也存在良好的线性正相关性;六种煤样三个方向间的速度各向异性一般都大于10%.通过与经典经验公式—Gardner与Castagna公式理论换算值的对比发现:由于煤层的软岩特征,理论换算煤的纵波速度、横波速度与实验室实测值之间存在较大误差.因此,在煤田地震勘探中应使用根据煤的岩石物理测试而形成的关系式.
- 王赟许小凯张玉贵
- 关键词：纵波横波各向异性
- 覆岩岩性-结构特征对采空区裂隙带高度的影响被引量：2
- 2015年
- 根据软、硬的破坏变形特征,结合岩层发生破断时的极限载荷和极限应变的分析,揭示了软岩对裂隙发育的抑制机理。并提出当关键层位置一定时,在某一岩层（下方自由空间为0）下方相对高位存在软岩或者相对低位存在厚软岩,裂隙不发育,且位于相对低位的厚软岩对裂隙带的高度影响相对较大。对屯留矿N1102和S1206工作面的覆岩岩性结构进行实例分析,得出采空区裂隙带高度分别为23.6-30.5 m和32-34.5 m,并运用注水测漏法进行了现场测定,很好地验证了此方法的准确性。
- 陈亮许小凯
- 关键词：裂隙带关键层突水
- 构造煤原煤制样及渗流实验方法设计
- 2015年
- 构造煤强度低,原煤难制样。为了对构造煤原煤的渗流实验进行研究,设计了一种凝胶-构造煤原煤组合试件的制样方法。该试件既保存了构造煤原煤又具有规则的外形,适宜在一般的渗流实验系统装置上选用非稳态法进行渗透率测试。提出了运用"最大圆柱体法"近似确定构造煤的有效渗流长度和横截面积,为渗透率计算提供基本的尺寸参数。实验时通过加载的轴压和围压不易确定原煤的受力状态,所以只能研究该试件渗透率的孔隙压力响应特征。该组合试件的制样及渗流实验方法设计为探索构造煤原煤的渗流特征提供了一种思路。
- 许小凯陈亮孟召平
- 关键词：渗透率
- 常温压条件下五种变质程度构造煤的超声弹性特征被引量：16
- 2014年
- 鉴于构造煤对煤矿安全生产和煤层气抽采的重要影响,为了实现构造煤的地震预测,针对淮南、平顶山、鹤壁和焦作4个矿区采集的5种不同变质程度的碎粒与糜棱构造煤样进行了走向方向的实验室超声测量.在常温常压条件下,构造煤样纵、横波超声测试显示:相比于原生结构煤,构造煤的纵横波速度、品质因子、弹性模量大幅度降低.具体表现为:构造煤的纵横波速度之间存在一定的相关性,但速度与密度、速度与品质因子、纵波品质因子与横波品质因子之间的线性相关性已不存在;纵横波速度比与泊松比总体呈现降低的规律,纵波品质因子小于横波品质因子.孔隙结构与弹性模量的关系分析显示:纵横波速度与孔隙体积、有效孔隙率和比表面积存在较好的正相关性;杨氏模量、剪切模量也存在类似的关系,但其他模量不存在这种相关性.不同构造煤样的弹性模量、孔隙结构与变质程度、密度之间未发现存在相关性,这与构造煤主要表现为结构的破坏是吻合的.上述实验结果显示,从地震弹性反演的角度预测构造煤是可能的.
- 王赟许小凯杨德义
- 关键词：构造煤变质程度超声测量
