闭坑瓦斯矿井气体吸附特性与地下水质响应模拟
发布时间：2021-10-05 01:40
高瓦斯煤矿在闭坑后,仍然残留有大量的瓦斯气体,地下水位回弹,形成了闭坑矿井水-煤岩-瓦斯三相多组分系统,三相反应有可能带来瓦斯泄露及地下水污染风险。本文以关闭煤矿水岩气反应模拟实验系统为实验平台,模拟闭坑矿井水-煤-瓦斯相互作用过程,结合X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、高压压汞、低温液氮吸附、低温二氧化碳吸附、瓦斯等温吸附、电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）、离子色谱等分析测试手段,分析了三相作用下煤中元素含量、矿物含量、微观形貌、孔隙结构、瓦斯吸附特性以及地下水质变化。主要研究成果如下:（1）揭示了三相作用下煤中矿物溶解、元素释放特征与微观形貌变化。三相作用下,煤中矿物含量和元素含量发生变化。碳酸盐矿物反应最强烈,方解石矿物降低幅度最大,其表面出现了晶锥和新的晶面,白云石次之,其表面形成了新的溶蚀沟壑,因此煤中Ca和Mg元素有较高的迁移率;黏土矿物反应缓慢,长石向伊利石演化,原生伊利石向高岭石演化,绿泥石和伊利石降低幅度较小,高岭石含量上升,Na和K元素迁移率较高,Al和Si元素迁移率低;石英等矿物含量几乎未发生变化,黄铁矿表面和菱铁矿...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采样点位置图
实验煤块采集Figure2-2Experimentalcoalblockcollection
2闭坑矿井水-煤-瓦斯相互作用实验研究15（a）BK（b）MD（c）ZZ（d）SH图2-3实验煤样Figure2-3Experimentalcoalsample煤样基础参数分析主要包括工业分析、元素分析和显微组分测试，测试结果如表2-1、表2-2和表2-3.表2-1煤样工业分析结果Table2-1Theresultsofindustrialanalysisofcoalsamples煤样采样地变质程度Mad%Ad%Vdaf%FCd%BK八矿肥煤1.29.0728.8669.84MD麦地掌矿瘦焦煤1.567.6216.0777.53ZZ赵庄矿贫煤1.508.819.7282.33SH寺河矿无烟煤1.2615.568.0077.69注：Mad是煤中的水分含量，%；Ad是煤中的灰分含量，%；Vdaf是煤中的挥发分含量，%；FCd是煤中的固定碳含量，%。表2-2煤样元素分析结果Table2-2Theresultsofelementanalysisofcoalsamples煤样采样地C（%）H（%）O（%）N（%）S（%）BK八矿78.254.3914.961.221.05MD麦地掌矿88.054.334.421.381.68ZZ赵庄矿91.313.303.861.180.31SH寺河矿91.773.413.610.850.30
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同温度和压力条件下煤样对瓦斯的吸附特性研究[J]. 何鑫,李绍泉,段正鹏. 矿业研究与开发. 2018(12)
[2]煤体结构与甲烷吸附/解吸规律相关性实验研究及启示[J]. 康志勤,李翔,李伟,赵静. 煤炭学报. 2018(05)
[3]徐州东部废弃矿井地下水化学及其时空演化特征分析[J]. 潘玥,刘勇,徐红霞,曾献奎,吴吉春. 高校地质学报. 2018(02)
[4]我国关闭/废弃矿井资源精准开发利用的科学思考[J]. 袁亮,姜耀东,王凯,赵毅鑫,郝宪杰,徐超. 煤炭学报. 2018(01)
[5]How moisture loss affects coal porosity and permeability during gas recovery in wet reservoirs?[J]. Teng Teng,Gao Feng,Ju Yang,Xue Yi. International Journal of Mining Science and Technology. 2017(06)
[6]矿井闭坑的理论与技术框架[J]. 黄炳香,刘江伟,李楠,赵兴龙. 中国矿业大学学报. 2017(04)
[7]峰峰矿区废弃矿井充水水源判别[J]. 郭钰颖,王广才,吕智超,马栾,许庆宇,高树志,贾斌. 煤炭技术. 2017(04)
[8]煤炭精准开采科学构想[J]. 袁亮. 煤炭学报. 2017(01)
[9]废弃煤矿瓦斯赋存与运移气-水-岩相互作用研究进展[J]. 徐潇,周来,冯启言,朱雪强,高波. 煤矿安全. 2016(06)
[10]废弃煤矿采空区煤层气资源评价模型及应用[J]. 孟召平,师修昌,刘珊珊,田永东,李超. 煤炭学报. 2016(03)
博士论文
[1]ScCO2注入煤层矿物地球化学及其储层结构响应的实验研究[D]. 杜艺.中国矿业大学 2018
[2]煤层系统CO2-水—煤（岩）地球化学作用及其对盖层封闭性演化的影响[D]. 王开然.吉林大学 2016
[3]煤体甲烷吸附解吸机理研究[D]. 杨华平.西安科技大学 2014
[4]采动影响稳定区煤层气储层及资源量评估技术的研究与应用[D]. 李日富.重庆大学 2014
[5]废弃矿井地下水污染风险评价研究[D]. 李庭.中国矿业大学 2014
[6]高温高压三相介质煤吸附瓦斯机理与吸附模型[D]. 刘高峰.河南理工大学 2011
[7]CO2流体—砂岩相互作用的实验研究及其在CO2气储层中的应用[D]. 曲希玉.吉林大学 2007
硕士论文
[1]关闭煤矿水—岩—气反应模拟研究[D]. 徐潇.中国矿业大学 2017
[2]微量元素在两淮矿区煤中赋存特征及应用研究[D]. 万宗启.中国科学技术大学 2015
[3]贾汪矿区煤矿关闭后地下水化学特征[D]. 高波.中国矿业大学 2014
本文编号：3418744
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采样点位置图
实验煤块采集Figure2-2Experimentalcoalblockcollection
2闭坑矿井水-煤-瓦斯相互作用实验研究15（a）BK（b）MD（c）ZZ（d）SH图2-3实验煤样Figure2-3Experimentalcoalsample煤样基础参数分析主要包括工业分析、元素分析和显微组分测试，测试结果如表2-1、表2-2和表2-3.表2-1煤样工业分析结果Table2-1Theresultsofindustrialanalysisofcoalsamples煤样采样地变质程度Mad%Ad%Vdaf%FCd%BK八矿肥煤1.29.0728.8669.84MD麦地掌矿瘦焦煤1.567.6216.0777.53ZZ赵庄矿贫煤1.508.819.7282.33SH寺河矿无烟煤1.2615.568.0077.69注：Mad是煤中的水分含量，%；Ad是煤中的灰分含量，%；Vdaf是煤中的挥发分含量，%；FCd是煤中的固定碳含量，%。表2-2煤样元素分析结果Table2-2Theresultsofelementanalysisofcoalsamples煤样采样地C（%）H（%）O（%）N（%）S（%）BK八矿78.254.3914.961.221.05MD麦地掌矿88.054.334.421.381.68ZZ赵庄矿91.313.303.861.180.31SH寺河矿91.773.413.610.850.30
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同温度和压力条件下煤样对瓦斯的吸附特性研究[J]. 何鑫,李绍泉,段正鹏. 矿业研究与开发. 2018(12)
[2]煤体结构与甲烷吸附/解吸规律相关性实验研究及启示[J]. 康志勤,李翔,李伟,赵静. 煤炭学报. 2018(05)
[3]徐州东部废弃矿井地下水化学及其时空演化特征分析[J]. 潘玥,刘勇,徐红霞,曾献奎,吴吉春. 高校地质学报. 2018(02)
[4]我国关闭/废弃矿井资源精准开发利用的科学思考[J]. 袁亮,姜耀东,王凯,赵毅鑫,郝宪杰,徐超. 煤炭学报. 2018(01)
[5]How moisture loss affects coal porosity and permeability during gas recovery in wet reservoirs?[J]. Teng Teng,Gao Feng,Ju Yang,Xue Yi. International Journal of Mining Science and Technology. 2017(06)
[6]矿井闭坑的理论与技术框架[J]. 黄炳香,刘江伟,李楠,赵兴龙. 中国矿业大学学报. 2017(04)
[7]峰峰矿区废弃矿井充水水源判别[J]. 郭钰颖,王广才,吕智超,马栾,许庆宇,高树志,贾斌. 煤炭技术. 2017(04)
[8]煤炭精准开采科学构想[J]. 袁亮. 煤炭学报. 2017(01)
[9]废弃煤矿瓦斯赋存与运移气-水-岩相互作用研究进展[J]. 徐潇,周来,冯启言,朱雪强,高波. 煤矿安全. 2016(06)
[10]废弃煤矿采空区煤层气资源评价模型及应用[J]. 孟召平,师修昌,刘珊珊,田永东,李超. 煤炭学报. 2016(03)
博士论文
[1]ScCO2注入煤层矿物地球化学及其储层结构响应的实验研究[D]. 杜艺.中国矿业大学 2018
[2]煤层系统CO2-水—煤（岩）地球化学作用及其对盖层封闭性演化的影响[D]. 王开然.吉林大学 2016
[3]煤体甲烷吸附解吸机理研究[D]. 杨华平.西安科技大学 2014
[4]采动影响稳定区煤层气储层及资源量评估技术的研究与应用[D]. 李日富.重庆大学 2014
[5]废弃矿井地下水污染风险评价研究[D]. 李庭.中国矿业大学 2014
[6]高温高压三相介质煤吸附瓦斯机理与吸附模型[D]. 刘高峰.河南理工大学 2011
[7]CO2流体—砂岩相互作用的实验研究及其在CO2气储层中的应用[D]. 曲希玉.吉林大学 2007
硕士论文
[1]关闭煤矿水—岩—气反应模拟研究[D]. 徐潇.中国矿业大学 2017
[2]微量元素在两淮矿区煤中赋存特征及应用研究[D]. 万宗启.中国科学技术大学 2015
[3]贾汪矿区煤矿关闭后地下水化学特征[D]. 高波.中国矿业大学 2014
本文编号：3418744
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