高温高压耦合作用下深部煤层吸附瓦斯综合模型研究

发布时间：2017-05-23 12:03

  本文关键词：高温高压耦合作用下深部煤层吸附瓦斯综合模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,我国煤矿的开采深度不断加深,当埋藏深度达到一定值之后,瓦斯含量与埋深的关系不再是简单的线性关系,这与以往的浅部煤层的结论不同。且随着深度的增加,原定的煤层瓦斯含量突出临界值8m3/t已经不再适用于对矿井突出危险性的预测。本文以平煤一矿为例,对深部煤层的温度和压力进行预测,在此基础上,进行了高温高压等温吸附实验,综合分析了温度压力对煤吸附特性的影响,压力增大,吸附瓦斯量增加,温度升高,吸附瓦斯量减少,高温、高压条件下煤对瓦斯吸附性能的大小,是压力和温度综合作用的结果,并由实验数据得到了吸附常数与温度的线性回归方程式,并因此建立了吸附瓦斯含量的计算模型。在综合分析了温度压力的变化对孔隙率的影响的基础上,建立了孔隙率计算模型,并因此建立了游离瓦斯含量的计算模型,从而得到了高温高压耦合作用下煤吸附瓦斯的综合模型。利用此模型对埋深850m以深的煤层进行瓦斯含量理论值计算,与实测瓦斯含量值进行对比验证,并在此基础上提出了新的瓦斯含量突出临界指标。
【关键词】：高温高压 深部煤层 吸附特性 孔隙率 吸附模型
【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】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-19
• 1.2.1 深部煤层瓦斯研究现状10-11
• 1.2.2 煤层瓦斯赋存研究现状11-13
• 1.2.3 吸附理论及模型研究13-17
• 1.2.4 煤吸附特性的影响因素研究17-19
• 1.3 存在的问题19
• 1.4 主要研究内容19-20
• 1.5 创新点20
• 1.6 技术路线20-21
• 2 平顶山矿区深部煤层瓦斯赋存规律21-37
• 2.1 矿井概况21-31
• 2.1.1 交通位置21
• 2.1.2 井田地貌与构造特征21-23
• 2.1.3 断裂、褶皱特征23-26
• 2.1.4 煤层赋存特征26-29
• 2.1.5 矿井开拓方式29
• 2.1.6 矿井煤与瓦斯突出状况29-31
• 2.2 深部煤层瓦斯赋存特征研究31-35
• 2.2.1 瓦斯压力分布特征31-32
• 2.2.2 瓦斯含量分布特征32-35
• 2.3 本章小结35-37
• 3 不同温度下煤对甲烷的吸附特性研究37-49
• 3.1 深部煤层温度变化规律及预测37-38
• 3.2 深部煤层压力变化规律及预测38-39
• 3.3 高温高压下煤吸附实验39-45
• 3.3.1 测定原理39-40
• 3.3.2 测定装置40-42
• 3.3.3 测定方法42
• 3.3.4 测定步骤42-45
• 3.3.5 精密度45
• 3.4 吸附实验结果及分析45-48
• 3.5 本章小结48-49
• 4 深部矿井煤孔隙结构特征49-57
• 4.1 煤的孔隙性分类及表征方法49-50
• 4.2 煤体孔隙率计算模型50-54
• 4.3 本章小结54-57
• 5 温度压力耦合作用下煤吸附瓦斯综合模型57-61
• 5.1 温度、压力影响下游离甲烷计算模型57
• 5.2 温度、压力影响下吸附甲烷计算模型57-58
• 5.3 温度、压力影响下瓦斯含量计算模型58-61
• 6 吸附模型现场验证及应用61-65
• 6.1 吸附模型现场验证61
• 6.2 吸附模型的应用61-65
• 7 结论与展望65-67
• 7.1 主要研究结论65-66
• 7.2 工作展望66-67
• 参考文献67-73
• 作者简历73-75
• 学位论文数据集75

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