不同粒度及变质程度含瓦斯煤样瓦斯解吸全过程测试研究
本文选题:瓦斯解吸全过程 切入点:模拟测试 出处:《中国矿业大学》2017年硕士论文
【摘要】:系统研究瓦斯解吸规律,以便对突出危险性进行准确预测及瓦斯灾害事故的有效预防与控制具有重要的意义与价值。瓦斯解吸过程具备初始阶段流量大、速度快、变化大,而后期涌出量急剧降低但连绵不断等特征,由于传统的测试技术的限制,至今无法对整个煤样的解吸过程进行全面测定。目前我们在研究含瓦斯煤样瓦斯解吸规律时,多是将煤样罐中的气体压力降低接近大气压后再测定的解吸瓦斯规律,初始阶段内的煤体所释放瓦斯多被忽略。而在采掘过程中,煤体受破坏并解吸瓦斯时,初始阶段迅速大量释放出来的瓦斯(包括游离和吸附瓦斯)对突出起到关键作用,决定着煤与瓦斯突出是否发生以及突出强度的大小,而后缓慢释放的大量瓦斯对突出的作用迅速降低,但是目前通过煤样解吸全过程得到的瓦斯解吸规律及与突出的定量化关系研究较少。本文针对上述研究瓦斯解吸规律方面存在的缺陷,以初始释放瓦斯膨胀能测定装置为基础,搭建了瓦斯解吸全过程测试平台。实验室测试了吸附平衡压力、变质程度、粒度等因素对全过程瓦斯解吸规律的影响,得到了不同影响因素条件全过程瓦斯解吸规律曲线,从理论上对上述规律进行分析。分别用对数函数以及幂函数拟合全过程瓦斯解吸量曲线,发现幂函数更符合瓦斯解吸特征。分析了突出煤样瓦斯解吸规律,研究了突出危险与非突出危险煤样瓦斯全解吸过程的差异性,其差别主要在瓦斯解吸的前期阶段解吸量的大小。因此,在选择突出危险性预测指标时,初始释放瓦斯膨胀能指标优于钻屑瓦斯解吸指标K1、钻屑瓦斯解吸指标Δh2。此外,拟合了不同时期煤粒瓦斯解吸量与初始释放瓦斯膨胀能之间的关系式,计算了不同时期煤粒瓦斯解吸量突出临界值,这对于煤与瓦斯突出的判定和预测具有重要的意义。
[Abstract]:It is of great significance and value to study systematically the law of gas desorption in order to accurately predict the outburst risk and to prevent and control effectively the gas disaster accident.The process of gas desorption has the characteristics of large initial flow, fast speed and great change, but the quantity of gas emission decreases sharply in the later stage, but it is continuous and so on. Because of the limitation of traditional testing technology, the desorption process of the whole coal sample can not be completely determined.At present, when we study the law of gas desorption from gas-bearing coal samples, most of them are determined after reducing the gas pressure in coal sample tanks close to atmospheric pressure, and most of the gas released by coal bodies in the initial stage are ignored.In the process of mining, when the coal is destroyed and desorbed, the gas released rapidly in the initial stage (including free gas and adsorbed gas) plays a key role in the outburst.Determine whether coal and gas outburst occurs and the magnitude of outburst strength, and then slow release of a large amount of gas on the role of the outburst rapidly reduced,However, there are few studies on the law of gas desorption and the quantitative relationship between gas desorption and outburst through the whole process of coal sample desorption.In view of the defects in the study of the law of gas desorption, a test platform for the whole process of gas desorption was set up based on the measuring device of the initial gas release expansion energy.The influence of adsorption equilibrium pressure, degree of metamorphism and granularity on the law of gas desorption was tested in the laboratory. The curves of the law of gas desorption in the whole process with different influencing factors were obtained, and the above laws were analyzed theoretically.The logarithmic function and power function are used to fit the whole process gas desorption curve, and it is found that the power function is more suitable for the characteristics of gas desorption.The law of gas desorption of outburst coal sample is analyzed and the difference of total desorption process between outburst dangerous coal sample and non-outburst coal sample is studied. The difference mainly lies in the amount of gas desorption in the early stage of gas desorption.Therefore, when selecting the outburst risk prediction index, the initial gas expansion energy index is better than the drill cuttings gas desorption index K1 and the drill debris gas desorption index 螖 H2.In addition, the relationship between coal gas desorption capacity and initial gas expansion energy in different periods is fitted, and the critical value of coal particle gas desorption outburst in different periods is calculated, which is of great significance for the determination and prediction of coal and gas outburst.
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD712
【参考文献】
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,本文编号:1708424
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