颗粒煤瓦斯扩散时效特性研究

发布时间：2018-06-20 04:36

  本文选题：颗粒煤 + 瓦斯扩散　； 参考：《中国矿业大学（北京）》2014年博士论文

【摘要】：本文针对煤层瓦斯含量井下直接测定方法测值误差大的问题，开展了颗粒煤瓦斯解吸规律试验研究，对影响瓦斯解吸和扩散的因素进行了模拟试验。研究结果表明，以定扩散系数为基础的瓦斯解吸量计算方法是导致瓦斯含量偏小的重要原因。通过对比定扩散系数条件下瓦斯解吸量及不同条件下瓦斯扩散系数的差异，研究了颗粒煤瓦斯扩散系数随时间的变化规律，探讨了瓦斯扩散时效特性的发生机理，认为瓦斯-颗粒煤系统与解吸环境间、颗粒煤内部与表面间瓦斯浓度及浓度梯度不断变化，是导致瓦斯扩散时效特性发生的内在原因，吸附平衡压力、温度等因素是导致瓦斯扩散时效特性产生的主要外在原因。 以Fick扩散定律为基础，构建了颗粒煤瓦斯扩散时效特性模型，，求取该模型的近似解，对模型中的扩散系数的通解进行了解算，并对该模型进行了实验室和现场验证，验证结果表明新模型具有较高的准确性。新模型在一定程度上修正了煤层瓦斯含量计算方法，为瓦斯含量的准确测定提供了理论基础和应用依据。
[Abstract]:In this paper, aiming at the problem of large error of direct measurement method of gas content in coal seam, the experimental study on the law of gas desorption of granular coal is carried out, and the factors affecting the desorption and diffusion of gas are simulated. The results show that the method of calculating the amount of gas desorption based on the constant diffusion coefficient is an important reason for the small gas content. By comparing the gas desorption amount under the condition of constant diffusion coefficient and the difference of gas diffusion coefficient under different conditions, the variation law of gas diffusion coefficient with time in granular coal is studied, and the mechanism of gas diffusion aging characteristic is discussed. It is considered that the constant change of gas concentration and concentration gradient between the gas particle coal system and the desorption environment and between the granular coal and the surface is the internal cause of the gas diffusion aging characteristics and the adsorption equilibrium pressure. Temperature and other factors are the main external causes of gas diffusion aging characteristics. Based on Fick's diffusion law, a particle coal gas diffusion aging characteristic model is constructed. The approximate solution of the model is obtained, and the general solution of the diffusion coefficient in the model is calculated, and the model is verified in laboratory and field. The results show that the new model has high accuracy. The new model modifies the calculation method of gas content in coal seam to a certain extent and provides theoretical basis and application basis for accurate determination of gas content in coal seam.
【学位授予单位】：中国矿业大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李祥春;聂百胜;何学秋;;振动诱发煤与瓦斯突出的机理[J];北京科技大学学报;2011年02期

2 王生维，张明，庄小丽;煤储层裂隙形成机理及其研究意义[J];地球科学;1996年06期

3 陈富勇;琚宜文;李小诗;范俊佳;梁英;;构造煤中煤层气扩散-渗流特征及其机理[J];地学前缘;2010年01期

4 范俊佳;琚宜文;侯泉林;谭静强;卫明明;;不同变质变形煤储层孔隙特征与煤层气可采性[J];地学前缘;2010年05期

5 田智威;;煤层气渗流理论及其研究进展[J];地质科技情报;2010年01期

6 王生维，陈钟惠;煤储层孔隙、裂隙系统研究进展[J];地质科技情报;1995年01期

7 琚宜文,姜波,侯泉林,王桂梁,方爱民;华北南部构造煤纳米级孔隙结构演化特征及作用机理[J];地质学报;2005年02期

8 张时音;桑树勋;;液态水影响不同煤级煤吸附甲烷的差异及其机理[J];地质学报;2008年10期

9 马东民;韦波;蔡忠勇;;煤层气解吸特征的实验研究[J];地质学报;2008年10期

10 张素新,肖红艳;煤储层中微孔隙和微裂隙的扫描电镜研究[J];电子显微学报;2000年04期

相关博士学位论文 前2条

1 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年

2 李志强;重庆沥鼻峡背斜煤层气富集成藏规律及有利区带预测研究[D];重庆大学;2008年

本文编号：2042987