构造煤结构组成差异对气体渗透运移影响的试验研究

发布时间：2017-05-19 13:04

  本文关键词：构造煤结构组成差异对气体渗透运移影响的试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤体结构强烈破坏不仅影响地面煤层气开发,亦是井下防治煤与瓦斯突出的重点。因此,研究不同颗粒结构的构造煤体瓦斯运移及突出特征,对于地面煤层气开发及井下瓦斯治理有重要意义。本文以不同颗粒大小的煤颗粒为对象,制作了不同颗粒结构的煤体,利用实验室自制的瓦斯动力试验装置,对不同颗粒结构煤体的气体渗透运移及煤体突出特征进行了研究。本论文的主要内容及成果如下： 1.从朱集东矿采集了煤样,按照论文的研究内容,对采集的煤样进行了筛分处理,制取了不同粒径大小的煤颗粒,并对各煤样的级配特征进行了分析。 2.进行了不同颗粒结构煤体的气体运移特试验。对不同颗粒结构的煤体进行了注气—吸附—解吸—渗流试验,利用matlab函数拟合工具箱对流量计收集到的数据进行了处理,得出了不同颗粒结构煤体具有不同的气体渗流特征,主要有线性渗流和二项式渗流两种。 3.进行了瞬间卸载颗粒结构煤体的气体运移特征试验。建立了颗粒结构煤体有效应力、孔渗性动态变化特征的数学模型,同时结合试验研究了瞬间卸载煤体有效应力及孔渗性的动态变化特征,在此基础上分析了瞬间卸载颗粒结构煤体的气体渗流特征。试验结果表明颗粒结构煤体在卸载时煤体颗粒间有效应力、煤体的渗透率、孔隙率均表现出符合指数变化数学模型的趋势,且在卸载过程中气体渗流具有从二项式流向线性流转换的潜势。 4.进行了不同颗粒结构煤体在发生煤体的破坏瞬间的气体渗流特征试验。分析了不同颗粒结构煤体在发生煤体结构破坏前后瓦斯压力、瓦斯流动速度、煤体渗透率等的变化特征；拟合处理了突出瞬间气体流量数据,研究了不同颗粒结构煤体突出瞬间的气体渗流特征。
【关键词】：构造煤 颗粒结构 气体渗透运移 煤体突出破坏
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 插图清单14-15
• 插表清单15-17
• 1 绪论17-25
• 1.1 选题背景17
• 1.2 国内外研究现状17-22
• 1.2.1 构造煤国内外研究现状18
• 1.2.2 煤体内气体运移特征国内外研究现状18-20
• 1.2.3 煤与瓦斯突出国内外研究现状20-22
• 1.3 问题的提出及本文研究内容22
• 1.4 论文技术路线图22-25
• 2 煤体孔裂隙及瓦斯赋存特征25-31
• 2.1 煤体内孔裂隙类型25-26
• 2.2 煤体内瓦斯赋存状态26-27
• 2.3 煤体内瓦斯的吸附与解吸27-31
• 3 不同颗粒级配煤样的制取31-39
• 3.1 不同煤体结构构造煤的成因31-33
• 3.2 不同颗粒级配煤样的筛分33-34
• 3.3 煤样的颗粒级配特征34-39
• 4 不同颗粒结构煤体的气体渗流特征39-47
• 4.1 煤样处理39
• 4.2 试验装置39-40
• 4.3 试验步骤40-41
• 4.3.1 不同颗粒结构煤体的制作40-41
• 4.3.2 不同颗粒结构煤体内气体渗流特征试验41
• 4.4 试验结果及分析41-45
• 4.4.1 试验结果初步分析42-43
• 4.4.2 不同颗粒结构煤体的气体渗流试验数据拟合分析43-44
• 4.4.3 不同颗粒结构煤体的流量变化分析44-45
• 4.5 结论45-47
• 5 颗粒结构煤体瞬间卸载气体渗流特征47-57
• 5.1 卸载颗粒结构煤体模型47-48
• 5.1.1 煤样特征47
• 5.1.2 卸载煤样模型47-48
• 5.2 瞬间卸载颗粒结构煤体的试验模拟48-49
• 5.2.1 试验装置48
• 5.2.2 试验步骤48-49
• 5.3 试验模拟结果及分析49-56
• 5.3.1 瞬间卸载煤体的有效应力变化特征49-50
• 5.3.2 瞬间卸载煤体的孔隙率变化特征50-53
• 5.3.3 瞬间卸载煤体的气体渗流特征53-56
• 5.4 结论56-57
• 6 不同颗粒结构煤体突出瞬间的气体渗流特征57-69
• 6.1 试验方法57-59
• 6.1.1 煤样的处理57-58
• 6.1.2 试验装置58
• 6.1.3 试验步骤58-59
• 6.2 试验结果59-68
• 6.2.1 煤与瓦斯突出前后煤体结构特征59-60
• 6.2.2 煤与瓦斯突出瞬间气体压力变化特征60-62
• 6.2.3 煤与瓦斯突出前后煤体渗透率变化特征62-63
• 6.2.4 煤与瓦斯突出瞬间气体渗流特征63-68
• 6.3 结论68-69
• 7 结论69-71
• 7.1 主要结论69-70
• 7.2 存在的问题及不足70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-77
• 作者简介及读研期间主要科研成果77

【参考文献】

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  本文关键词：构造煤结构组成差异对气体渗透运移影响的试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：378749