受载含瓦斯煤渗透特性及应用研究

发布时间：2022-04-22 21:08

　　煤层的渗透性是瓦斯流动理论的重要研究内容，含瓦斯煤的渗透率是反映瓦斯气体在煤层中渗流难易程度的重要指标，是标志着煤层瓦斯抽采抽放难易程度的关键参数，也是煤层瓦斯多场耦合的重要物性参数。国内外学者在吸收和发展多种学科理论的基础上，结合煤体的微观结构，以及其所处的多应力场作用的复杂条件，通过大量的理论分析和实验验证，在对瓦斯气体在煤层中的流动理论研究上取得了众多的宝贵成果。本文在总结和分析前人理论和实验成果的基础上，搭建了三轴煤层渗透性实验平台，模拟了矿井实际生产环境，在对煤样微观孔隙参数的测定和分析的基础上，对具有代表性的焦作软硬煤和鹤壁软煤煤样在含气状态下的渗透性规律进行了实验测试研究，对比分析了型煤和原煤煤样的渗透率差异以及其内在原因。从煤体孔隙结构以及应力变形等因素出发，分析了不同孔隙结构、不同硬度、不同变质程度煤样在加载应变过程中渗透率的变化规律及其内在原因。结合采样矿区现场测定的煤层透气性系数结果，在考虑矿井具体煤体变质程度、煤层矿压、突出危险性等因素的基础上，建立了有效应力与煤层透气性系数关系的预测公式。对矿井瓦斯防治工作，提供了一定的经验。 

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 文献综述
        1.2.1 瓦斯流动理论研究现状
        1.2.2 国内外研究现状
    1.3 存在的问题
    1.4 本文的主要研究工作
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究技术路线
        1.4.3 研究特色
2 煤样制备及取样点煤层瓦斯渗流情况
    2.1 煤样的选取
    2.2 煤样的制备
        2.2.1 型煤煤样的制作
        2.2.2 原煤煤样的制作
    2.3 本章小结
3 渗透率的测定实验
    3.1 渗透率的定义及测定方法
    3.2 实验设计及实验步骤
        3.2.1 实验平台的搭建
        3.2.2 实验中的关键仪器
        3.2.3 实验方案
    3.3 实验结果统计
        3.3.1 实验结果
        3.3.2 围压对煤体渗透率的影响和分析
        3.3.3 气体压力对煤体渗透率的影响和分析
        3.3.4 应力加载过程煤体渗透率的变化及分析
        3.3.5 不同吸附气体对煤体渗透性的影响及分析
    3.4 本章小结
4 煤体渗透性影响因素的综合分析
    4.1 煤体孔隙特性对渗透性影响分析
        4.1.1 煤体的孔隙分类
        4.1.2 煤体电子扫描镜像
        4.1.3 煤体比表面积的测定
        4.1.4 煤体裂隙对煤样渗透性的影响
        4.1.5 煤体孔隙特性对煤样渗透性影响的综合分析
    4.2 煤体变质程度对渗透性影响分析
    4.3 煤样制取方式对渗透性的影响分析
    4.4 本章小结
5 实验结果的应用
    5.1 煤层透气性系数现场测定
        5.1.1 煤层透气性系数与渗透率的关系
        5.1.2 煤层透气性系数的现场测定方法
    5.2 煤层透气性系数与煤层有效应力的关系研究
        5.2.1 有效应力与煤层透气性系数的关系建立
        5.2.2 取样点渗透参数考察分析
    5.3 预测结果分析
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]两种含瓦斯煤样的渗透性对比试验研究[J]. 高魁,刘泽功,刘健.  煤炭科学技术. 2011(08)
[2]具突出危险原煤瓦斯渗流特性试验[J]. 曹树刚,白燕杰,李勇,郭平,刘延保.  重庆大学学报. 2011(07)
[3]煤层透气性系数简便测定方法[J]. 滑俊杰,李震,张明杰.  煤. 2011(05)
[4]低渗煤层气藏气体KlinKenberg效应试验研究[J]. 于丽艳,潘一山,肖晓春,吕祥锋.  水资源与水工程学报. 2011(02)
[5]煤的吸附作用对瓦斯渗流特性影响的实验研究[J]. 袁梅,李波波,马科伟,何明华,王珍.  煤炭技术. 2011(04)
[6]浅谈煤的变质类型及变质作用[J]. 曹志勇.  品牌(理论月刊). 2011(03)
[7]不同性质煤的微观特性及渗透特性对比试验研究[J]. 李晓泉,尹光志.  岩石力学与工程学报. 2011(03)
[8]现场测定煤层透气性系数计算方法的优化研究[J]. 王志亮,杨仁树.  中国安全科学学报. 2011(03)
[9]不同卸围压速度对含瓦斯煤岩力学和瓦斯渗流特性影响试验研究[J]. 尹光志,蒋长宝,王维忠,黄启翔,司焕儒.  岩石力学与工程学报. 2011(01)
[10]吸附不同气体对煤岩渗透特性的影响[J]. 周军平,鲜学福,李晓红,许江,谷达圣.  岩石力学与工程学报. 2010(11)

博士论文
[1]含瓦斯煤岩本构模型与失稳规律研究[D]. 王登科.重庆大学 2009

硕士论文
[1]不同孔径下瓦斯流动机理及模型研究[D]. 孙维吉.辽宁工程技术大学 2007



本文编号：3646708