张磊
- 作品数：14 被引量：86H指数：6
- 供职机构：中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球更多>>
- 露天煤矿拉斗铲作业效率研究被引量：11
- 2009年
- 为了探讨露天煤矿拉斗铲的作业效率,采用黑岱沟露天矿拉斗铲现场作业的统计数据,研究了拉斗铲的作业周期及分布规律和拉斗铲作业的满斗系数.得出了拉斗铲作业周期的计算公式,作业周期服从正态分布规律,分析了影响作业周期及满斗率的主要因素.结果表明:回转时间是影响拉斗铲作业周期的最主要因素;根据拉斗铲作业周期服从的分布规律可以得出拉斗铲的倒堆能力,为露天矿生产计划的制定提供依据;通过提高拉斗铲司机技术水平及加强露天矿各种工艺间的配合和现场管理,可以进一步提高拉斗铲的满斗系数;减小拉斗铲作业回转角和加大拉斗铲斗容的满斗系数是提高拉斗铲作业效率的有效途径,为国内外拉斗铲的研究提供了具体的分析方法和理论依据.
- 陈彦龙才庆祥周伟罗伟张磊
- 关键词：拉斗铲
- 不同含水率煤体液氮致裂渗透率变化规律及应力敏感性分析被引量：4
- 2022年
- 液氮致裂煤体技术是一种新型的煤层增透技术,含水率、煤阶、温度梯度等因素都会影响液氮的增透作用。其中,煤体含水率对液氮致裂的增透效果影响尤为显著。为研究含水率对液氮致裂的影响效果和机制,对含水率分别为0%、2%、4%及6%的4组煤样进行液氮溶浸处理,使用渗透率测试仪进行气相渗透率测试,对不同压力点煤样渗透率及应力敏感性变化规律进行讨论分析。试验结果表明:(1)在相同围压条件下,煤体气相渗透率随有效应力的变化趋势整体上符合负指数函数k=ae^(−bσ)+c,拟合后相关指数均大于0.95;(2)当有效应力超过一定临界值,煤体气相渗透率会受克林伯格效应影响,随有效应力的增大呈现上升趋势;(3)煤体自身含水率的增加会对液氮致裂效果产生明显促进作用,最明显的是,当含水率从2%提升到4%时,煤样液氮致裂前后渗透率增幅从92.88%增大到357.12%;(4)对液氮致裂前后煤样的渗透率进行归一化处理后,发现煤体水分同时具有阻碍渗流的消极作用与提升致裂效果的促进作用,在水分的复合作用下致裂前后煤样归一化渗透率变化规律比较复杂;(5)在相同孔隙压力下,煤体有效应力敏感性随有效应力的增大逐渐减小,液氮致裂后,煤体的有效应力敏感性显著提高。
- 张磊张磊卢硕李明雪李明雪
- 关键词：含水率应力敏感性
- 液氮溶浸时间对烟煤渗流特性的影响及传热过程模拟被引量：6
- 2021年
- 低透气性一直限制着我国煤层气的高效抽采,近年来,液氮致裂技术因其绿色环保、增透效果显著等优势成为研究热点。低温液氮在冷冲击致裂煤层的同时,热量也在发生迁移,液氮对煤层的致裂效果是随时间逐渐发生衰减的。为了保证液氮致裂全程的高效性、节约工艺时间,有必要对液氮致裂过程进行细化研究,精确评价其时间效益。为此,选择安徽省淮北煤矿中阶烟煤分别进行了1,5,10,30 min的液氮溶浸处理实验,并对传热过程进行数值模拟。结果表明:1)液氮溶浸处理可显著提升煤体的渗透率,处理后的煤样较初始状态渗透率增幅可达208.82%~432.50%。2)液氮溶浸处理后,拟合参数"a"值明显增大,即煤体渗透率对孔隙压力的敏感性增大;随着围压的上升,拟合参数"a"值呈减小趋势,即煤体渗透率对孔隙压力的敏感性逐渐减小。3)实验结果表明随着溶浸时间的增长,液氮的致裂增透效果是在逐渐衰减的;根据数值模拟结果,将液氮溶浸致裂煤体分为3个阶段:0~158 s为高效致裂阶段,158~450 s为正常致裂阶段,450 s后为低效致裂阶段。
- 张磊卢硕唐俊李明雪张村
- 关键词：渗透率热应力
- 液氮致裂煤体技术研究现状及展望被引量：12
- 2022年
- 我国煤层气储层渗透率普遍较低,如何有效提高煤层透气性是目前煤层气开采的重点和难点。液氮致裂技术作为一种高效绿色的无水致裂技术,能够有效改善煤层透气性,提高煤层气的开采率。同时,还可有效节约水资源并避免水锁水敏伤害等问题。鉴于液氮致裂煤体技术的重要意义,相关学者对其进行了大量理论及试验研究。为明确液氮致裂煤体技术的研究进展及未来研究方向,综合分析了相关学者的研究成果,对水-冰相变冻胀力、液氮汽化膨胀力和温度应力诱发的煤基质收缩作用等主要作用机理进行讨论,特别深入分析了在含水煤体中起主要作用的水-冰相变冻胀力和在干燥煤体中起主要作用的温度应力。系统分析了液氮致裂煤体内部物理性质影响因素(含水率、煤体变质及胶结程度、节理等)和外部环境因素(温度梯度、液氮作用时间及循环次数、地应力等)的影响程度。归纳分析了循环注入低温、高温流体技术、液氮重复压裂技术、液氮气化压裂技术、低温流体压裂技术和液氮辅助压裂技术等液氮致裂增产工艺的现状及相关设备发展情况。对液氮致裂现场试验与应用情况进行了介绍,重点介绍液氮重复压裂技术和液氮伴注辅助水力压裂技术的试验流程及试验结果。最后进一步对从液氮致裂煤体主要作用机理、影响因素及现场试验与应用等3个方面目前的研究不足进行总结,并在此基础上对研究重点进行了展望。明确提出液氮致裂煤体技术今后的研究重点是综合机理及多影响因素的深入研究,最终目标是实现现场应用,提高煤层气抽采效率。
- 田苗苗张磊张磊张村卢硕陈帅
- 关键词：温度应力增产工艺
- 液氮溶浸对不同煤阶含水煤样渗流特性的影响
- 2022年
- 中国包含多种煤阶煤层,由于煤质、地质条件等差异,不同煤层中的水分赋存情况也具有较大差异性。煤阶、饱水度作为影响液氮低温致裂效果的两个重要因素,有必要对其进行深入研究。为此,分别选择褐煤、烟煤与无烟煤3种煤阶煤样,并制备得出饱水度分别为0%、33%与99%的煤样进行液氮溶浸处理,使用摄像机定点拍摄、观察煤样表面宏观裂隙处理前后的演化规律,并对煤样进行氮气渗流试验。试验结果表明:液氮溶浸后褐煤因产生的一条与多条贯穿裂隙发生整体结构上的断裂,烟煤表面有新裂隙产生,原生宏观裂隙有一定的扩展与延伸,无烟煤表面宏观裂隙无明显发育;煤样饱水度越高,液氮的致裂增透效果越显著;液氮溶浸对3种煤阶煤样的致裂增透效果关系为:褐煤>烟煤>无烟煤,在完全干燥状态下,由于热应力不足以破坏颗粒间链接,烟煤与无烟煤的增透效果近似相等;对于褐煤,液氮溶浸处理对完全干燥状态下的煤体即产生有效致裂,渗透率平均增幅高达559.35%,对于烟煤,在饱水度为33%和99%的状态下,液氮溶浸对煤体具有明显致裂效果,渗透率平均增幅分别为330.60%和448.77%,对于无烟煤,在饱水度为99%的状态下液氮溶浸处理才能对煤体产生有效致裂,渗透率平均增幅为185.53%。
- 张磊田苗苗曾世攀郭鲁成卢硕唐俊
- 关键词：饱水度
- 原孔位多次应力解除地应力测试方法与实践被引量：12
- 2013年
- 针对影响深部煤矿巷道围岩稳定的地应力因素,基于深埋巷道围岩体应力分布的力学特征和地应力钻孔解除法原理,探讨了在同一钻孔内间隔一定距离进行反复多次解除的地应力测试方法,建立了判别原始应力的科学依据,根据基准孔和校验孔的测量结果,可以推算出其他测点原岩应力区与巷道半径之间的关系。工程实践表明:在千米埋深的大屯矿区孔庄煤矿井底车场区域,基准孔在3.7R处进入了原岩应力区,实测垂直原岩应力值为23.3 MPa,并在校验孔和推广孔得到了验证。
- 郑西贵花锦波张农张磊曹栩
- 关键词：地应力应力解除判据
- 新疆伊犁矿区采动覆岩活动规律氡气探测三维物理模拟试验研究被引量：4
- 2019年
- 以新疆伊犁四矿21103综放工作面采矿地质条件为工程背景,针对伊犁矿区弱胶结地层条件开展了采动覆岩活动规律氡气探测三维物理模拟试验。结果表明:伊犁矿区弱胶结地层中覆岩无明显的关键层结构,覆岩采动裂隙随工作面推进同步向上发育;21103综放工作面初次来压步距约40 m,周期来压步距约20 m;采动覆岩垮落带高度为31.7 m,裂隙带高度为29.8 m,弯曲下沉带高度为53.5 m。试验过程中氡气浓度最大值约5300 Bq/m3,表明弱胶结地层内部原生裂隙较为发育,可以给氡气运移提供较好的优势通道,采动覆岩"裂隙发育-基本顶破断-裂隙闭合"过程与氡气浓度"增大-峰值-减少"过程二者之间具有明显的对应关系。
- 张炜孙毓言张东升张磊唐佳佳范钢伟梁帅帅
- 关键词：采动覆岩
- 基于极限平衡理论的边坡稳定评价方法被引量：9
- 2008年
- 综合分析了影响露天矿边坡稳定性的主要因素,通过对3种基于极限平衡理论(Limit-Equilibrium)的边坡稳定分析软件在岩土质边坡稳定性分析中的实际操作,表明用BishopGS法计算得到的安全系数在大多数情况下较稳定。工程技术人员应结合矿情,科学有效地确定露天矿边坡的最佳许用安全系数。
- 张磊张磊舒继森彭竹彭洪阁
- 关键词：露天矿边坡稳定安全系数
- 液氮循环处理对不同含水率煤样渗流特性的影响被引量：11
- 2021年
- 我国煤炭储层渗透率普遍较低,需要煤层增透技术强化煤层气开采。液氮致裂煤体技术因其环保、增透效果强等优点成为近年来煤层增透技术研究的热点。水-冰相变冻胀作用是液氮致裂含水煤体的主要作用机理。故利用真空饱水容器制备含水率分别为0%,2%,4%及6%的4组煤样,分别对煤样进行液氮循环冻融处理,直至煤体整体发生破碎或完成5次循环冻融处理。期间使用摄像机定点拍摄,观察煤样各循环处理表面宏观裂隙的演化;使用受载煤体注气驱替瓦斯测试试验系统进行氮气渗流试验得出不同压力点下煤样渗透率的变化规律;并使用渗透率增长幅度及渗透率平均增长幅度表征煤体渗透率增长水平。试验结果表明:①相同致裂次数下,煤样含水率越高表面裂隙发育越明显。②液氮致裂能提高煤体渗透率水平,且与含水率成正比。围压一定时,渗透率平均增长幅度随含水率呈指数上升。③增加循环次数也会提高煤样渗透率。随着液氮循环次数的增加,煤样的渗透率整体呈上升趋势,渗透率增长幅度与含水率成正比。除含水率2%煤样第3次液氮处理后的渗透率大幅度增加外,煤样的渗透率增长幅度近似以倍数增加,单次致裂平均渗透增长率略有减小。④在液氮致裂煤层过程中,综合考虑提高煤层含水率与适当增加液氮循环致裂次数才能取得良好的增透效果。
- 张磊张磊薛俊华李明雪李明雪卢硕
- 关键词：含水率
- 液氮致裂烟煤渗透率及其应力敏感性研究被引量：14
- 2020年
- 为了研究液氮致裂条件下烟煤渗透率及其应力敏感性演变规律,取许疃煤矿自然含水率烟煤进行了多次液氮致裂实验,分析了液氮致裂前后不同应力条件下渗透率变化特征,探究了液氮致裂作用对煤应力敏感性影响规律。结果表明:恒定围压下渗透率随着有效应力减小,呈现出先减小后增大的趋势,符合二次函数分布;多次液氮致裂能有效提高煤体渗透率,渗透率随致裂次数的增加而增加,但增长速率逐渐变缓;定义了渗透率离散度来表征改变气体压力所引起渗透率值改变的波动范围,渗透率离散度经过第一次液氮致裂后有明显增加,而其余几次液氮致裂波动范围很小;在同一气体压力下,围压敏感性系数随着围压增大而减小,渗透率损害率随着致裂次数和气体压力增大而增大;第一次液氮处理对煤体渗透率和应力敏感性影响最为显著,后几次液氮处理影响较小。
- 张磊陈帅薛俊华任廷祥张村
- 关键词：液氮烟煤渗流特性应力敏感性
