张小强
- 作品数：79 被引量：395H指数：10
- 供职机构：太原理工大学矿业工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划山西省青年科技研究基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学自动化与计算机技术环境科学与工程更多>>
- 真三轴应力下岩体预刻槽定向致裂试验研究
- 2021年
- 针对煤矿坚硬顶板难以垮落的问题,提出预刻槽定向压裂方案并进行试验研究,采用自行研制的大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置进行物理模拟试验,研究不同预刻槽角度(α)及不同压裂介质对裂缝的起裂与扩展规律的影响,结果表明:(1)预刻槽角度从30°到90°增大的过程中,裂隙从刻槽尖端起裂逐步向最大水平应力方向偏转,且起裂压力逐渐降低,裂隙的长度缩短;(2)CO2作为压裂介质时,试件表面产生波折的裂隙,起裂压力低且压力升高时间长,以清水作为压裂介质时,试件表面产生平滑的裂隙,起裂压力高且压力升高时间短;(3)根据试验数据拟合得到压力裂隙长度曲线和压力偏转角曲线,在α从30°到90°的变化过程中,起裂压力降低,裂隙长度与偏转角均在减小。当预刻槽角度改变时,可以通过拟合曲线近似计算出试件的起裂压力、裂隙长度及偏转角度,对定向致裂顶板具有一定的参考价值。
- 王一帆张东峰张小强
- 关键词：起裂压力裂隙扩展
- 一种用于沿空留巷巷旁支护的快装高强让压墩柱支护工艺
- 本发明涉及一种用于沿空留巷巷旁支护的快装高强让压墩柱支护工艺，属于沿空留巷巷旁支护技术领域；首先在巷旁充填使用单体支柱进行初期支护，然后使用可伸缩快装支架支撑高强柔模袋，柔模袋上有预制的加固钢带和架起柔模袋后插入的对拉锚...
- 张小强张钰凯王开姜玉龙张世玉邱鹏奇闫建兵岳少飞
- 一种煤层气抽采水平井跨层位的压裂层位优选方法
- 本申请公开了一种煤层气抽采水平井跨层位的压裂层位优选方法，其针对水平井的初期布置工作，主要根据地质钻孔、煤层气井等因素进行分析，初步选取水平井的层位布置区域，有利于煤层气井进一步提高产气量；其次，根据顶板煤岩层精细对比图...
- 姜玉龙陈积鑫张小强王开王文伟
- 蠕变破坏影响下残采煤柱宽度数值研究被引量：8
- 2017年
- 为确定掘进巷道过残采区域时煤柱的合理宽度,采用理论计算及数值模拟,对不同宽度残采煤柱稳定性、应力分布及其内部巷道受蠕变影响后的变形破坏特征进行了分析,研究表明:当煤柱宽度为15 m时,微破裂隙贯通煤柱,确定煤柱临界尺寸为15m;残采煤柱经过二次蠕变破坏,巷道位移曲线可分为Ⅰ蠕变递增区、Ⅱ蠕变衰减区、Ⅲ稳定蠕变区共三个阶段,相应的巷帮应力曲线类型可分为马鞍型、几字型和孤峰型。
- 张佳飞王开张小强魏国帅王超
- 关键词：煤柱宽度蠕变数值模拟
- 不同孔隙率及孔隙水压条件下无烟煤蠕变特性研究被引量：2
- 2021年
- 长期浸泡在采空水中的残采煤柱,会发生蠕变失稳。为研究孔隙率及孔隙水压对煤柱蠕变特性的影响,以山西沁水煤田3#无烟煤为研究对象,以三维CT扫描技术为手段,对无烟煤试样进行孔隙尺度分类,并对不同孔隙率煤样进行分级加载单轴蠕变试验,得出不同孔隙率无烟煤蠕变本构模型,嵌入FLAC3D数值模拟软件中,模拟不同孔隙率及孔隙水压下无烟煤的蠕变规律。结果表明:(1)不同孔隙率无烟煤试样均经历瞬时变形、衰减蠕变、稳定蠕变和加速蠕变4个阶段;(2)随着加载水平的增加,试样瞬时应变逐渐减小,进入稳定蠕变阶段所经历的时间缩短;(3)孔隙率一定时,随着孔隙水压的增加,煤样轴向应变增大;(4)孔隙水压相同时,孔隙率越小,试样变形量越少;(5)随着孔隙率及孔隙水压的增加,煤样进入加速蠕变阶段的时间越短。
- 谷鹏雨张小强闫建兵
- 关键词：蠕变孔隙率孔隙水压数值模拟
- 超临界CO_(2)作用下煤岩组合体力学特性损伤及裂隙演化规律
- 2023年
- 将CO_(2)注入到深部不可采煤层是实现CO_(2)地质封存的有效途径之一,但CO_(2)在高压、高温作用下会处于超临界状态,为了探究超临界CO_(2)作用对煤系储层结构的影响,基于自主研发的超临界CO_(2)浸泡实验系统,结合声发射测试系统及RFPA3D数值模拟,研究了3种煤层厚度和3种顶底板岩性的“岩-煤-岩”(RCR)组合试件在超临界CO_(2)作用下的力学损伤特性及其裂隙扩展演化规律。研究结果表明:(1)超临界CO_(2)作用后,随煤厚增加RCR组合体抗压强度劣化幅度逐渐增大,弹性模量劣化幅度逐渐降低,而当岩煤强度比不同时,抗压强度和弹性模量劣化幅度基本一致,未呈现较大差异;(2)超临界CO_(2)作用会促进煤体塑性破坏,加剧RCR组合体由拉伸劈裂破坏向剪切塑性破坏转变的趋势,RCR组合体塑性破坏程度与煤厚和岩煤强度比均成正相关关系;(3)超临界CO_(2)浸泡作用促使RCR组合体更早进入弹性变形阶段,且经历更为短暂的弹性变形后发生失稳破坏,煤厚越大影响越大,而岩煤强度比影响较小;(4) RCR组合体失稳态势与煤厚成正比、与岩煤强度比成反比,破坏时动力显现强度与煤厚成反比,与岩煤强度比成正比;(5) RCR组合体总能量、耗散能、弹性能、盈余能随煤体厚度增加而逐渐降低,随岩煤强度比的增大而逐渐增大,超临界CO_(2)作用会使RCR组合体试件弹性能占比降低,耗散能占比升高,盈余能占比降低。综合上述研究成果可知,煤层越厚的地层越容易发生失稳,顶底板岩层强度越高的地层越不容易发生失稳,地层失稳破坏时动力显现强度与煤厚成反比、与岩煤强度比成正比。故在满足CO_(2)注入封存量前提的一定区域地层内,应选择顶底板岩层强度较高、煤层厚度较薄的区域地层封存CO_(2)安全性更高。该研究成果可为CO_(2)注入到深部不可采煤层进行地质封存的安全性提供一定的理论借鉴。
- 张小强王文伟姜玉龙王开闫建兵岳少飞蔚默然
- 关键词：失稳破坏裂隙扩展
- 沿空留巷高强让压巷旁支护体“承-让”机理研究被引量：5
- 2022年
- 针对深井高应力条件下沿空留巷过程中现有充填体材料不能适应顶板活动的问题,在C40基准混凝土的基础上使用不同掺量聚合物(EVA)和钢纤维进行正交试验,得到了应变系数为2%~10%的改性混凝土。以麦地掌煤矿21213工作面回风顺槽留巷为研究对象,运用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究不同应变系数的改性混凝土充填体的支护效果。研究表明:(1)基于弹性地基基础理论和砌体梁理论,得到在该地质条件下应变系数为5.6%的改性混凝土可以使关键块回转触矸达到稳定状态,充填体所需的最大支撑力为20.46 MPa;(2)数值分析结果表明,随着充填体的应变系数逐渐增大,充填体侧与实体煤侧最大垂直应力比由1.26减小到0.33,应力集中位置逐渐从充填体侧转移至实体煤侧,充填体起到让压承载的作用。但应变系数过大的充填体支撑力不足,顶板下沉速度过大,不利于留巷围岩控制。综合分析得出:在21213工作面回风顺槽留巷时应采用应变系数为6%的混凝土为充填墙体,在适应顶板给定变形的同时,有足够高的强度使基本顶平稳回转下沉。
- 张钰凯张小强张泽瑞
- 关键词：沿空留巷改性混凝土数值模拟
- 用于煤岩体蠕变试验控制孔隙水压的气压稳定系统及方法
- 本发明涉及用于煤岩体蠕变试验控制孔隙水压的气压稳定系统及方法，属于煤层试验技术领域，系统主要由气瓶、出口减压阀、自动调节电磁阀、传感器、信号处理器、气动阀、排气口、反应釜组成；该系统运用反馈调节的思想，通过传感器来传输反...
- 张小强张福民王开张东峰姜玉龙岳少飞
- 文献传递
- 不同注液速率水力压裂多裂缝扩展规律研究
- 2024年
- 为了分析影响水力压裂效果的射孔参数,采用TCHFSM-I型大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置,并配合声发射监测系统和高温-高压动态流量计,以均质水泥砂浆试件为研究对象,对不同注液速率下水力压裂多裂缝同步扩展规律进行研究。研究结果表明:随注液速率增大,射孔裂缝长度和宽度不同程度增加,缝间干扰程度减弱,应力阴影效应减小,射孔间距较大时裂缝扩展更加均衡,压裂效果更佳;随注液速率增大,射孔水力压裂裂缝起裂压力增大,起裂时间变短,受射孔间距影响较小;不同注液速率条件下各射孔注液流量分配差异显著,且受射孔间距影响明显,射孔间距为20 mm和60 mm时,中部射孔注液流量占比分别为7.31%、10.88%、16.12%和31.12%、32.69%、33.44%。
- 姜玉龙王开蔡婷婷张小强王文伟陈志杰
- 关键词：水力压裂
- 一种厚煤层旧采残煤复采工作面冒落区的采前处置方法
- 本发明属于煤矿开采技术领域，具体是一种厚煤层旧采残煤复采工作面冒落区的采前处置方法。包括以下步骤。S100～采前获取冒落区的位置信息、冒落区高度信息以及冒落区宽度信息；S200～在复采工作面巷道及切眼掘进期间首先对步骤S...
- 苏超弓培林王开李建忠李鹏张小强
- 文献传递
