海孜煤矿86采区7#煤层粉化煤体瓦斯解吸规律研究

发布时间：2017-06-28 17:00

  本文关键词：海孜煤矿86采区7#煤层粉化煤体瓦斯解吸规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文通过对海孜7#煤粉化煤体多元物性参数、解吸规律及指标的研究,得出一系列的实验或理论的结论,并在第五章用其分析和解释了海孜7#煤764工作面在已采取消突措施且采掘期间未见动力现象的情况下,预测指标值异常偏大的原因,指出对于海孜7#煤这种特异性煤体,传统的预测指标及测量设备的局限性。取得的主要结论如下:1)根据不同粒径煤样的多元物性参数测定结果:工业分析结果表明,各粒径煤样水分比例大致相同,灰分与挥发分随粒径变化趋势并不单调;煤样的基本物性参数测定结果表明三个煤样的吸附常数a,b值及f值差异不大,a值均在36m3/t左右,表明该煤体对瓦斯的吸附能力较强,f值均在0.3以下,说明该煤体的强度较小,抗破坏能力较弱;瓦斯放散初速度均在40mm Hg以上,且随着粒径的增加而指数关系减小,说明该煤样初期瓦斯放散能力极强且随着粒径的减小而增强;电镜扫描发现,海孜7#煤呈微观的层状结构,高倍下可见煤体表面附着大量渣质;煤的孔隙结构研究发现,该粉煤孔隙发育,大孔孔容所占比例随粒径减小而增大,从粒间孔、煤样表面积和墨水瓶效应三个角度进行了解释。2)根据1#煤样不同粒径的解吸特性及指标研究发现:任一时刻的累计解吸量随着压力的增大、粒径的减小而增大,压力越大、粒径越小则初期解吸速度越快,且衰减越快;相同压力下,粒径越小,第1min解吸量占前120min解吸量越大,初期解吸量与粒径对数关系显著;海孜7#煤解吸特性对于对数式及孙重旭式拟合效果均较好,而对于巴雷尔式的拟合相关度较低;结合双重孔隙介质模型,从基质的角度、表面积和墨水瓶效应三个方面从理论上分析了小粒径煤样初期解吸量更大、解吸速度更快的原因;理论分析得出指标1K值的误差较大,但仍具有参考性,指标2Dh则更为可靠;实验得出,当粒径为0.5-1mm时,所测指标值最大;各粒径区间煤样指标1K和2Dh与平衡压力间的幂指数关系明显;在相同压力下,指标1K和2Dh与粒径之间的对数关系明显;从理论推导与实验数据拟合两个方面论证了指标1K和2Dh之间线性关系显著;根据解吸数据,拟合得到累计解吸量方程组,并验证了其准确性。3)利用上述结论分析现场指标异常偏大原因,从实验角度再次验证指标2Dh则更为可靠的结论,通过累计解吸量方程组论证了取样粒径的不真实性,并推算出其实际等效粒径为1.677,并从煤体的性质结构方面分析得出结论1K值与2Dh不能适用《规定》中的临界值作为海孜7#煤的突出危险预测指标。
【关键词】：粉化煤体 解吸规律 指标 粒径
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 变量注释表17-18
• 1 绪论18-23
• 1.1 研究的目的与意义18-19
• 1.2 国内外研究现状19-21
• 1.3 主要研究内容与技术路线21-23
• 2 海孜煤矿86采区 7#煤层瓦斯赋存规律23-34
• 2.1 采区位置及范围23
• 2.2 采区煤层、顶底板及煤质23-26
• 2.3 采区地质构造26-27
• 2.4 煤层瓦斯赋存特征27-31
• 2.5 煤层突出危险性分析31-32
• 2.6 本章小结32-34
• 3 海孜 7#煤层粉化特征及孔隙结构研究34-55
• 3.1 煤样的选取与制备34-35
• 3.2 煤样的工业分析35-37
• 3.3 煤样的基本物性参数测定37-41
• 3.4 煤样的电镜扫描分析41-43
• 3.5 煤样的孔隙结构测定实验43-53
• 3.6 本章小结53-55
• 4 煤样的瓦斯解吸特性及指标研究55-77
• 4.1 不同粒径煤样在不同压力条件下的解吸特性55-63
• 4.2 煤样的钻屑瓦斯解吸指标测定63-72
• 4.3 不同粒径煤样的解吸特性研究72-74
• 4.4 本章小结74-77
• 5 海孜7#煤层指标异常分析研究77-86
• 5.1 区域预测指标敏感性研究77-78
• 5.2 局部预测指标敏感性研究78-84
• 5.3 本章小结84-86
• 6 主要结论与展望86-89
• 6.1 主要结论86-87
• 6.2 主要创新点87
• 6.3 展望87-89
• 参考文献89-92
• 作者简历92-94
• 学位论文数据集94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 戴林超;聂百胜;;煤粒的微观孔隙结构特征实验研究[J];矿业安全与环保;2013年04期

2 王佑安 ,朴春杰;井下煤的瓦斯解吸指标及其与煤层区域突出危险性的关系[J];煤矿安全;1982年07期

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4 郝琦;;煤的显微孔隙形态特征及其成因探讨[J];煤炭学报;1987年04期

5 李建功;;不同煤屑形状对瓦斯解吸扩散规律影响的数学模拟[J];煤矿安全;2015年01期

6 李晓泉;尹光志;;不同性质煤的微观特性及渗透特性对比试验研究[J];岩石力学与工程学报;2011年03期

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1 高然超;基于吸附势理论的构造煤甲烷吸附/解吸规律研究[D];河南理工大学;2012年

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本文编号：494558