含瓦斯煤水锁效应实验研究

发布时间：2017-04-26 01:02

  本文关键词：含瓦斯煤水锁效应实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤层注水是防治瓦斯灾害的重要措施,然而实施煤层注水后会在煤中产生水锁,从而对消突和瓦斯抽采效果产生影响。本文为了研究水锁对煤中瓦斯解吸的影响,通过搭建含瓦斯煤外加水分渗吸/解吸实验平台,开展了不同含水率、不同吸附平衡压力条件下瓦斯解吸实验,通过测试和比较干燥煤和含水煤样的瓦斯解吸量、解吸速度、解吸率、残余瓦斯含量等指标,评价了含瓦斯煤中的水锁效应。实验结果表明:自吸水分能够促进煤中吸附态瓦斯发生置换解吸,相同吸附平衡压力下,含水率越高,瓦斯置换量越大。卸压解吸过程中,相同时间内累计解吸量随含水率的增加而减小,最大解吸量也随含水率升高而减小;水锁使得含水煤样的瓦斯解吸速度和解吸率表现出时效特性,前30min内,解吸速度随含水率增加而降低,随着时间延长,被水封堵的瓦斯逐渐释放,含水煤样的解吸速度逐渐大于干燥煤样。在前1h内,干燥煤样的卸压瓦斯解吸率大于含水煤样,长时间解吸后,含水煤样的解吸率都大于干燥煤样。利用解吸终止后的指标评价水锁对煤中瓦斯解吸全过程的综合影响效果:相同吸附平衡压力下,在含水率为2%~10%时,含水率越高,瓦斯解吸总量和总解吸率越大,残余瓦斯含量越小。研究表明:水分对煤中瓦斯解吸的影响是置换效应和水锁效应综合作用的结果。针对实验所用的晋城永红煤样,当含水率为2%~10%时,水锁对煤中瓦斯的卸压解吸过程具有延缓作用,但与含水率不存在单调的关系;随着解吸时间的延长,水锁封堵的瓦斯会逐渐释放,从最终效果来看,自吸水分对瓦斯解吸的综合影响整体上表现为促进作用。
【关键词】：渗吸 置换效应 卸压解吸 水锁效应 综合影响
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 问题的提出9-10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 水力化措施在煤矿现场应用的研究现状10-12
• 1.2.2 水分对煤中瓦斯解吸影响的研究现状12-16
• 1.3 研究内容和技术路线16-19
• 1.3.1 研究目的16
• 1.3.2 研究内容16-17
• 1.3.3 研究思路及技术路线17-19
• 2 实验装置及煤样的制备19-27
• 2.1 实验装置19-22
• 2.1.1 实验条件分析19
• 2.1.2 实验装置结构19-22
• 2.1.3 实验装置自由体积标定22
• 2.2 煤样的制备22-25
• 2.2.1 煤样的采集22
• 2.2.2 煤样相关参数测试22-23
• 2.2.3 实验煤样的制备23-25
• 2.3 本章小结25-27
• 3 水分对煤中瓦斯解吸影响实验研究27-47
• 3.1 煤中瓦斯解吸类型27-28
• 3.2 实验过程28-29
• 3.3 水分对煤中瓦斯的置换效应研究29-40
• 3.3.1 置换解吸的理论基础29-32
• 3.3.2 水分置换瓦斯过程研究32-36
• 3.3.3 水分对煤中瓦斯置换效应定量研究36-40
• 3.4 水分对卸压后煤中瓦斯解吸影响研究40-44
• 3.4.1 卸压过程中煤中瓦斯初始解吸量的确定40-42
• 3.4.2 水分对卸压后煤中瓦斯解吸量的影响42-43
• 3.4.3 吸附平衡压力对卸压后煤中瓦斯解吸量的影响43-44
• 3.5 本章小结44-47
• 4 含水煤卸压瓦斯解吸时效性研究47-61
• 4.1 卸压后煤中瓦斯解吸时效特性模型47-49
• 4.2 卸压瓦斯解吸终止时间的变化规律49-51
• 4.3 卸压后瓦斯解吸速度时效特性51-57
• 4.3.1 不同含水率煤样瓦斯解吸速度时效特性51-54
• 4.3.2 不同吸附平衡压力煤样瓦斯解吸速度时效特性54-57
• 4.4 卸压后煤中瓦斯解吸率时效特性57-58
• 4.5 本章小结58-61
• 5 含瓦斯煤水锁效应评价61-67
• 5.1 水锁对煤中瓦斯解吸总量的影响61-62
• 5.2 水锁对煤中瓦斯总解吸率的影响62-63
• 5.3 水锁对煤中残余瓦斯含量的影响63-65
• 5.4 本章小结65-67
• 6 结论与展望67-69
• 6.1 主要结论67-68
• 6.2 论文创新点68
• 6.3 展望68-69
• 参考文献69-75
• 作者简历75-77
• 学位论文数据集77

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本文编号：327399