不同冷热交替周期影响煤岩损伤规律研究

温度是影响煤岩物理性质的重要因素,而煤岩作为固体介质存在着热胀冷缩的性质,冷热交替会使煤岩因形变发生不可逆损伤,最终导致煤岩原生裂隙结构损伤破坏。为了研究不同冷热交替周期对煤岩损伤的影响规律,选用辽宁省阜新地区长焰煤制成尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的正方体试件,采用在低温保存箱(−15℃)和室温(20℃)内往复切换施加温度载荷的研究方法,测定试验前后煤样各力学参数和煤样表面维度,进而揭示煤样裂隙结构随冷热交替周期循环的扩展规律以及损伤机理。研究结果表明:①冷热交替作用下煤样裂隙膨胀扩展,且煤样表面裂隙扩展量、扩展率均随冷热交替周期的循环逐渐增大。②煤样在多周期温度载荷作用下力学性能减弱,损伤破坏严重,且煤样抗压强度随冷热交替周期的循环逐渐减小。③利用ABAQUS软件建立煤样结构损伤力学模型,模拟计算结果与试验结果吻合度较高。煤样整体结构损伤程度加剧,表明冷热交替作用是煤样结构损伤的重要因素。

液氮循环冻融作用对不同初始温度煤样损伤的影响

针对深部煤层自身高温对深部原位人工破煤技术产生的影响,以辽宁阜新盆地的长焰煤为研究对象,为煤样赋予多个初始温度并进行液氮循环冻融,通过卸载后煤样表面节理宽度、整体孔隙量、单轴抗压强度的变化值,研究煤样结构损伤的物理性质与力学性质。并建立高温煤体循环冻融力学模型,揭示液氮循环冻融所产生的温度应力对不同初始温度煤样结构损伤的作用机理。结果表明:不同初始温度煤样在经过液氮循环冻融后,煤样整体结构均有不同程度损伤,初始温度越高,产生的温度应力越大,煤样物理性质与力学性质的劣化程度也越大,宏观破坏周期越短。

不同冷条件的循环冻融作用对煤样结构损伤的影响

为了增加煤体的渗透性,提高煤层气的抽采量。采用循环冻融的方式对煤样进行物理增透,以温度作为实验的唯一变量,探究最优、最高效增透煤样的冷条件;揭示不同冷条件的循环冻融作用对煤样结构损伤的影响规律。研究结果表明:随着阶梯低温的降低,煤样结构冻融损伤程度逐渐增大;不同冷条件温度冻融煤样损伤速率不同,温度低于-33℃或高于-15℃后损伤速率均变缓,-33℃的冷条件温度循环冻融效果最优,循环冻融后孔隙量达2.242;通过理论推导所得的损伤因子计算结果与实验所得结果较为一致,表明理论推导与实验结果真实有效。温度及冻融周期均是煤样损伤的重要原因,实验结果可对绿色能源开采等方面提供重要理论支撑。

液氮对不同温度煤裂隙冻融扩展作用研究

为研究液氮冻融循环作用对煤内原生裂隙扩展和抗压强度的影响,选取初始温度分别为35,55和75℃的原煤煤样,采用激光共聚焦显微镜、声波测速仪测试煤样经液氮冻融前后的裂隙扩展程度,通过单轴压缩试验研究冻融循环前后煤样抗压强度的变化规律。结果表明,液氮冻融循环对煤裂隙的发育有促进作用,相同冻融循环周期下试样裂隙宽度扩展量随初始温度升高而增大;相同初始温度下试样裂隙宽度扩展量随冻融循环周期数的增加而增大,试样裂隙沿垂直节理方向扩展明显;55和75℃煤样破坏周期数分别为8和9。

循环冷加载条件下受载煤样结构损伤规律

煤体是具有孔隙、裂隙结构的固体介质,孔隙的贯通程度、裂隙的宽度是煤层渗透能力的重要指标,为了使煤体裂隙结构发生损伤而达到增透的目的,对三轴受载煤样进行注液氮冷加载实验,利用液氮注入钻孔煤实验装置系统对煤样施加4 MPa围压,分别进行多周期冷加载作用,通过高倍相机、金相显微镜、声波测速仪和CT成像系统观测煤样表面裂隙宽度、波速衰减率及内部结构损伤情况。根据单轴压缩实验的应力-应变曲线,分析煤样结构随冷加载周期的变化规律。结果表明:(1)煤样裂隙结构损伤程度随冷加载周期的增加而增大,损伤速率随注液氮周期的增加呈现先增加后降低的非线性变化规律;(2)煤样经6周期注液氮冷加载后表面发生颗粒脱落,经过7周期注液氮冷加载后发生宏观碎裂;(3)冷加载对煤样原生裂隙损伤效果显著,并沿着层理方向延伸。液氮冷加载能使煤体结构发生显著损伤,这为冲击地压灾害防治与瓦斯治理提供了新的方法。

冷加载循环作用下煤样强度特性研究

为研究煤样强度与冷加载周期、表面裂隙宽度和裂隙体积变化量之间的关系,实验采用液氮作为制冷剂,对水饱和煤样进行1~5周期循环浸泡冷加载,使煤样原生裂隙结构发生损伤,通过拟合多项式揭示周期、表面裂隙宽度和裂隙体积变化量作为损伤因子对裂隙结构的损伤规律,构建损伤判据。结果表明：煤样随着循环冷加载周期的增加,表面裂隙宽度由微观向细观和宏观演化;循环冷加载4个周期为煤样冻裂和抗压的强度极限,2个周期为煤样裂隙饱和水吸附能力极限;冷加载对煤样的原生裂隙结构作用显著,使裂隙在膨胀拉应力作用下发生扩展,同时水结冰体积膨胀,对裂隙结构损伤产生了重要作用。

冷热交替作用致煤样裂隙结构损伤试验

为研究有约束煤样和自由煤样冷热交替作用下的裂隙扩展规律,采用液氮作为制冷剂对煤样进行冷热交替作用试验,使用激光显微镜观测冷热交替作用前后煤样表面原生裂隙扩展情况,利用声波测试仪表征煤样内部原生裂隙扩展情况,通过压缩试验机测量试验后煤样的承载能力。结果表明:1)冷热交替作用可以使煤样裂隙结构发生进一步损伤,裂隙宽度增大,煤样承载能力随裂隙结构损伤程度加深而减小;2)单周期冷热交替作用过程中,全浸泡煤样表面裂隙扩展最明显,而有约束煤样表面裂隙扩展最小;3)多周期冷热交替作用过程中,全浸泡和无约束注液氮煤样温度应力产生的结构损伤通过周期累积,在5周期时达到强度极限,发生破坏,而有约束煤样裂隙结构变化不明显。

冷加载作用下不同围压煤样结构损伤规律研究

煤体孔隙、裂隙结构是影响煤层气存储能力和渗流能力的主要因素,煤体结构损伤可以提高煤层气储层的渗透性。为了研究液氮作用下煤样结构损伤与围压之间的关系,通过将液氮注入钻孔煤实验装置系统对煤样施加0~7MPa围压,开展液氮注入不同围压煤样实验,揭示了不同围压下煤样结构损伤的规律。结果发现:(1)围压大于1MPa时,煤样结构损伤程度随围压的增加而增大;无围压条件下,煤样更容易发生损伤甚至破坏;(2)4MPa^7MPa围压下煤样结构损伤变化速率明显增加,1MPa围压煤样结构损伤不明显;(3)在温度应力与围压作用下,煤样的孔隙、裂隙体积在垂直层理方向扩展明显;冷加载对于煤样原生裂隙扩展效果显著。本文结果表明液氮冷加载作用可以使带围压煤样结构发生损伤。

液氮冷加载对不同节理煤样结构损伤的影响

煤体的节理结构是煤层气主要存储空间和渗流通道,而煤层的低渗透性是导致煤层气开采效率低的主要原因,由于节理的角度与贯穿程度不同,使得煤体的物理力学性能产生了较大差异。为了增加煤体的渗透性,利用液氮冷加载煤体的方式对不同种类节理煤样,实验选用阜新盆地长焰煤制成50 mm×50 mm×50 mm的正方体煤样。将煤样放入液氮中浸泡4 h,室温条件下放置20 h,为一个冷加载周期(T),多周期冷加载直至煤样破裂。运用激光共聚焦显微镜、声波测试仪、单轴压缩试验机等仪器观测煤样的表面、整体裂隙损伤情况和单轴抗压强度的变化程度,揭示不同节理煤样结构在液氮低温冷加载作用下的损伤规律。研究结果发现:①贯穿型节理煤样(Ⅰpb15°,Ⅰam45°和Ⅰal60°)分别在8T,6T和7T冷加载后,煤样节理结构累积损伤达到煤岩强度极限,发生破碎;②在相同冷加载周期条件下,贯穿型节理较半贯穿型与未贯穿型节理扩展速度快;③煤样冷加载后,与层理呈45°的节理扩展明显。冷加载及作用周期都是煤样节理结构损伤的重要因素,实验结果符合断裂力学理论,并将对煤体结构损伤的进一步研究起到借鉴意义。

循环冷浸致煤样结构损伤的力学性质演化规律

孔隙、裂隙结构是影响煤体力学性质的重要因素,直接关系到煤层气等能源的安全生产。为了研究在液氮作用下,结构损伤引起煤体力学性质的变化规律,选取辽宁省阜新市新邱煤矿长焰煤作为实验试样,通过循环冷浸的实验方法,采用岩石压缩实验机和声波反馈结构损伤检测实验装置观测不同循环冷浸周期煤样在单轴压缩过程中,孔隙量和单轴抗压强度的耦合变化关系,并建立损伤力学模型,揭示循环冷浸致煤样结构损伤的力学性质演化规律和作用机理。结果表明:(1)煤样的孔隙、裂隙在单轴压缩过程中存在3个阶段:孔隙闭合阶段、孔隙扩展阶段、破坏及其发展阶段,在孔隙闭合阶段时,随着循环冷浸周期的增加,煤样的压缩形变量逐渐增大;(2)通过与未冷浸煤样的应力-应变曲线比较,循环冷浸处理后煤样的单轴抗压强度和脆性程度降低,循环冷浸周期与单轴抗压强度和脆性程度呈负相关;(3)利用ABAQUS软件进行数值模拟,建立煤样冷浸损伤力学模型,发现在液氮冷浸环境下,煤基质收缩,煤的裂隙尖端出现了应力集中现象,当裂隙尖端的应力强度因子超过煤的断裂韧性时,裂隙就会扩展。液氮循环冷浸可以使煤样孔隙、裂隙结构发生损伤变化,促使煤体的力学性质劣化,这将对煤层气抽采和冲击地压防治提供重要的理论参考。

典型示范在构建和谐校园中的必要性

典型示范是雷锋精神的时代载体,当代大学生需要以典型示范来重塑雷锋精神的时代特质,通过树立典型、第二课堂教育以及理性爱国主义教育等方法,让大学生自觉继承雷锋精神的优良传统,使其成为构建和谐校园的基础和生命。

高校共青团员与党员教育一体化系统构建

针对学生不同时期的引导需求和教育特点,优化教育资源合理配置。采用调查法、对比法和模型建立法,将高校青年的教育时期分为共青团员、积极分子、预备党员和正式党员四个阶段进行系统分析。建立了高校共青团员与党员教育一体化系统模型,使高校学生在不同阶段的思想教育更有效,资源更节约,结构更合理。构建一体化系统,使学生思想教育更有效、资源更节约。

新媒体语境下学生公共行为方式特点与应对

高校的学生公共行为受新媒体影响较大,尤其思维方式、语言方式和行动方式方面表现明显,对社会的影响较大,为使学生能够更好地服务社会,利于推动其自身发展,高校应结合新媒体技术,通过思想政治教育、典型示范和规章制度的建立,有效引导学生公共行为向着积极方向发展。

跨时空教育法优化教师政治理论学习方式与路径研究

高校教师政治理论学习是教师学习马克思主义理论的重要载体,是办好社会主义大学为祖国培养合格建设者和可靠接班人的重要途径和方式,更是坚定教师理想信念的重要举措。高校教师政治理论学习存在时间不足、内容匮乏和形式单一的问题,跨时空教育法是政治理论学习时间和空间的优化组合,对优质教育资源合理再分配起到促进作用。通过学习载体的设置、实现途径的构建和学习内容的设置,并建立科学合理的评价体系,可以有效地优化教师政治理论学习方式与路径,对于提高教师政治素质有促进作用。

引领路径创新体系下高校主题思想教育研究

主题思想教育是高校思想政治教育和学生良好行为习惯养成的重要载体,为了避免形式主义,使高校主题思想教育更有针对性、时代性和实效性,采用打造品牌活动、树立典型示范、推动焦点校园文化活动、创建加权考评机制等一系列创新引领路径,构建一整套系统完善的引领路径创新体系,利用问卷调查形式进行对比分析,结果表明,该体系推进了高校主题思想教育良性发展,学生满意度86%,对于提高大学生的思想认识、政治觉悟、道德品质和团支部幸福感有着重要的推动作用。

高校青年学生社会实践面临的问题分析及应对策略

高校组织开展社会实践有利于青年学生认识社会、了解供求关系、明确人生定位,从而引导学生更好的进行学涯与生涯规划,为成才提供实践基础。但随着社会实践的开展一些问题也逐渐暴露出来,给社会实践工作带来了较大阻力,通过设置社会实践课程、进行有效的实践动员、优化社会环境和党员成才示范等方法,可以明显改善青年学生的实践效果,拓展了青年学生的成才路径。

发扬雷锋精神在构建和谐校园中的时代作用

弘扬雷锋精神就是弘扬＂全心全意为人民服务＂的精神,当代大学生正在缺失这种雷锋精神,通过树立典型、第二课堂教育以及理性爱国主义教育等方法,让大学生自觉继承雷锋精神的优良传统,使它成为构建和谐校园的基础和生命。

液氮溶浸煤致裂的机理研究

为分析液氮作用下煤的致裂机理,对原煤煤样开展了液氮溶浸实验。利用激光显微镜观测液氮溶浸前后煤样的原生裂隙扩展和新裂隙萌生情况,利用断裂力学理论分析液氮溶浸下煤样原生裂隙的扩展机制。研究结果表明:1)液氮作用引起煤内温度拉应力和应力集中,当应力强度因子超过煤原生裂隙的断裂韧度时,煤样原生微裂隙扩展;2)温度拉应力使得原生裂隙周围强度不大的颗粒团拉破坏、脱落,破坏了煤样的结构,并引起新的微裂隙萌生;3)液氮作用时间对应力强度因子有很大的影响,随着作用时间增加,温度梯度增大,裂隙的应力强度因子增加,煤更易发生断裂。

饱水度和再溶浸对液氮冷冻煤致裂的影响

为解饱水度和液氮再溶浸对液氮冷冻煤致裂效果的影响,取王营子矿的干燥、天然含水和饱水3组原煤煤样在室内实验室开展了液氮溶浸实验,测试液氮溶浸前后煤样波速变化,观察煤样表面裂隙发展。定义了煤样波速变化率和代表性裂隙面积变化率2个指标,分析了饱水程度、液氮再溶浸对煤内原生裂隙结构扩展和新裂隙萌生的影响,结果表明:1在液氮作用下,原煤内主要发生原生裂隙扩展及新裂隙萌生。2煤的饱水程度对液氮溶浸煤致裂效果影响很大。随着饱水度增加,煤样的波速变化率和代表性裂隙面积变化率都增加。饱水煤样的波速变化率和代表性裂隙面积变化率分别为干燥煤样的21.2倍和11.7倍。3液氮再溶浸作用将加剧煤样内缺陷结构发育,提高液氮作用效果。天然含水煤样的液氮再溶浸作用效果更好。

建立高校青年学生创新实践能力培养机制的重要性

青年学生创新实践能力培养始终是高校人才培养的关键环节,党的十八大以来,创新人才的培养已经成为国家经济社会发展的重点工程。为了更好地服务于青年学生的创新实践能力养成,保证人才培养质量,利用高等教育发展自身特点、思想政治教育引领功能和第二课堂育人阵地的偶和联动,建立和完善青年学生创新实践能力培养机制,为青年学生的创新实践能力的养成提供制度支撑和思想保障。