Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ obecności płynu porowego na niektóre właściwości fizyczne brykietu węglowego

Nowakowski A., Nurkowski J., Lizak Z.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2014

|

Vol. 16, no. 3-4

71--80

PL

Wykonano i przebadano dwie serie próbek-brykietów węglowych o porowatościach odpowiednio 21,8±0,2% i 12,8±0,2% wykonanych z miału węglowego o średnicy ziaren między 0,1 a 0,5 mm pochodzącego z KWK „Zofiówka”. Próbki odpomowywano pod próżnią, następnie nasycano gazem inertnym (azot) lub sorbującym (dwutlenek węgla) pod ciśnieniem 0,2, 0,4 lub 0,6 MPa i ściskano jednoosiowo w atmosferze tego gazu. Badano wpływ obecności płynu porowego na granicę wytrzymałości próbki na ściskanie oraz jej moduł odkształceń. Wykazano, że wpływ ten jest silnie uzależniony od porowatości próbki, a w konsekwencji od sposobu wykonania brykietu węglowego.

EN

Manufactured and tested two sets of samples-briquettes were made from coal dust coming from hard coal mine “Zofiówka”. Samples were made of fine grain diameter between 0.1 and 0.5 mm and had a porosity of 21.8 ±0.2% and 12.8 ±0.2%. The samples were pumped out in vacuo, then saturated with an inert gas (nitrogen) or non-inert one (carbon dioxide) at 0,2, 0,4 or 0,6 MPa and finally pressed uniaxially in an atmosphere of the gas. The effect of the presence of the pore fluid on the sample uniaxial compressive strength was tested as well as on its modulus of deformation. It has been shown that this effect is strongly dependent on the porosity of the sample and, consequently, on the method of coal briquettes manufacturing.

2

Zależność wyniku testu ściśliwości próbki węgla od rodzaju płynu porowego

Nowakowski A., Nurkowski J., Lizak Z.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2012

|

Vol. 14, no. 1-4

53--62

PL

Prowadzone dotychczas w Pracowni Odkształceń Skał badania laboratoryjne wykazały, że właściwości mechaniczne skał zależą od rodzaju płynu wypełniającego przestrzeń porową skały. W celu sprawdzenia czy dla węgla zachodzą podobne zależności jak dla skał przebadano testem ściśliwości dwie serie cylindrycznych próbek z dwóch węgli pochodzących z KWK Brzeszcze i KWK Zofiówka. Próbki testowano w stanie powietrznie-suchym oraz nasączone naftą i wodą destylowaną. Wyniki badań pokazały, że test ściśliwości w przypadku węgla ma zasadniczo inny przebieg niż w przypadku skały i to niezależnie od rodzaju zastosowanego płynu porowego. Uzyskane krzywe ściśliwości okazały się nieliniowe w całym zakresie stosowanych ciśnień, wykazały brak odkształceń trwałych oraz brak zależności między kształtem krzywej ściśliwości a typem cieczy porowej (sorbująca vs. inertna). Wydaje się, że przyczynami zaobserwowanych zjawisk mogą być budowa węgla, a w szczególności struktura jego przestrzeni porowej, zasadniczo inna niż w przypadku badanych do tej pory skał, oraz fi zykochemiczne właściwości węgla jako sorbentu.

EN

Laboratory tests that have been conducted until now in the Laboratory of Rock Deformations have shown that the mechanical properties of rocks depend on the type of fluid filling the pore space of the rock. In order to check whether the same dependencies were true for hard coal compressibility tests were carried out for two series of cylindrical samples from Brzeszcze and Zofiówka hard coal mines. The samples were tested in an air-dry state as well as when they were saturated with distilled water or kerosene. The experiments showed that the compressibility test gave for coal substantially different results than in the case of rocks and it happened regardless of the type of pore fluid. The obtained compressibility curves were nonlinear in full range of applied pressure, showed no permanent deformation and the lack of correlation between the shape of compressibility curve and type of pore fluid (inert vs. non-inert). It seemed that the causes of the observed phenomena could be as follows: coal construction, in particular the structure of its pore space, substantially different than in the case so far studied rocks, and physicochemical properties of the coal as a sorbent.

3

Wpływ prędkości obciążania na wartości pewnych stałych materiałowych uzyskiwanych w teście konwencjonalnego trójosiowego ściskania

Nowakowski A., Nurkowski J., Lizak Z.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

Vol. 13, no. 1-4

45--60

PL

Artykuł zawiera omówienie wyników czterech serii testów trójosiowych wykonanych na zmodernizowanym urządzeniu GTA-10. Badano próbki z piaskowca „Tumlin” w stanie powietrznie suchym oraz w stanie pełnego nasączenia naftą. Testy wykonano dla dwóch prędkości przesuwu tłoka: „wysokiej” – 100 μm×s-1 i „niskiej” – 1 μm×s-1. Potwierdzono poprawność działania wykonanego układu stabilizacji prędkości, doprecyzowano zakres prędkości w jakim układ działa poprawnie i przeprowadzono badania wpływu jakości poszczególnych elementów układu na sposób jego pracy. Uzyskane wyniki badań wytrzymałościowych potwierdziły fakt wzrostu różnicowej granicy wytrzymałości Rσ1-σ3 ze wzrostem prędkości obciążania próbki. Porównanie wyników uzyskanych dla próbek powietrznie-suchych i nasączonych naftą pozwoliło stwierdzić znaczące spadkiRσ1-σ3 dla próbek nasączonych naftą i ciśnień okólnych wyższych od ciśnienia zamykania spękań. Wykorzystując prawo ciśnienia efektywnego Terzaghiego oszacowano wartości ciśnień porowych indukowanych w próbce ciśnieniem okólnym, które a następnie wykorzystano do obliczenia tzw. współczynnika Skemptona B.

EN

The article discusses the results of the four series of triaxial tests performed on an upgraded GTA-10 device. The subject of the analysis were samples of the “Tumlin” sandstone, both in air-dry condition and fully saturated with kerosene. The tests were performed for two velocities of piston slide: the “high” one, i.e. 100 μm×s-1, and the “low” one, i.e. 1 μm×s-1. Proper functioning of the developed speed stabilization system was confi rmed; a precise speed range necessary for the proper functioning of the system was established; finally, the influence of the quality of particular elements of the system upon its functioning was examined. The obtained results confirmed an increase of differential stress limit Rσ1-σ3, coupled with an increase in crosshead speed. Comparison of the results obtained for air-dry samples and samples saturated with kerosene revealed signifi cant decreases of Rσ1-σ3 for the kerosene-saturated samples, as well as decreases in confining pressures greater than the crack closing pressure. The application of the Terzaghi effective stress principle made it possible to estimate the values of the pore pressures induced in the sample by means of the confining pressure. These values were subsequently used in calculating the co-called Skempton coefficient B.

4

Zależność wartości współczynnika Biota od rodzaju medium porowego

Dutka B., Lizak Z., Nowakowski A., Nurkowski J., Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2008

|

Vol. 10, no. 1-4

3--15

PL

Artykuł poświęcony jest badaniom laboratoryjnym pewnych stałych materiałowych służących do opisu zjawisk zachodzących w ośrodku porowatym. W szczególności przedmiotem badań były moduły sprężystości objętościowej skały (K) i jej szkieletu (KS), oraz tzw. współczynniki Biota będące funkcją modułów K i KS oraz porowatości skały (n). Do badań wykorzystano próbki skalne wycięte z dwóch skał: piaskowca i opoki. Dla wszystkich próbek wyznaczono w piknometrze gęstości pozorne i rzeczywiste a na ich podstawie wyliczono wartości porowatości. Następnie wykonano na nich badania kinetyki sorpcji dla dwóch gazów: fizykochemicznie obojętnego helu (He) i sorbującego ditlenku węgla (CO2). Eksperymenty ściśliwości wykonywano dla czterech płynów porowych: dwóch cieczy (wody i nafty) i dwóch gazów (azotu i dwutlenku węgla). Moduł K wyznaczano na podstawie eksperymentów, w których ciśnienie płynu porowego było równe ciśnieniu atmosferycznemu, a moduł KS na podstawie eksperymentu, w którym ciśnienie porowe było równe ciśnieniu okólnemu. Wszystkie testy ściśliwości były testami drenowanymi. Eksperymenty pokazały, że wartości modułów K i KS (a co za tym idzie wartości współczynników Biota) zależą w stosunkowo niewielkim stopniu od rodzaju płynu wypełniającego przestrzeń porową skały. Wydaje się, że czynnikiem decydującym o tych wartościach jest stopień wypełnienia płynem przestrzeni porowej skały i możliwości filtracji płynu w tej przestrzeni. Eksperymenty pokazały, że współczynniki Biota można wyznaczyć poprawnie jedynie wtedy, gdy cała przestrzeń porowa jest wypełniona płynem i płyn ten ma swobodę filtracji w obrębie próbki.

EN

In the Biot’s porous medium theory some material constants are used for description the phenomena that take place in a fluid saturated porous medium. In particular rock porosity (n) and bulk moduli of an intact rock (K) and of a rock matrix (KS) are important in this case. The, so called, Biot coefficients are calculated from the constants n, K and KS. The bulk moduli are determined by means of the compressibility test. The cylindrical rock specimens cut of a sandstone an gaize were used for researches. At first they were tested in pycnometer to determine their bulk and helium densities that allowed to calculate their porosities. Then some sorption kinetics measurements were carried out for two gases: inert – helium and non-inert – carbon dioxide.