构造煤中应力敏感元素与矿物动力分异特征及机理研究

发布时间：2023-03-06 20:29

　　本文以宿县矿区构造煤为重点研究对象,结合煤的高温高压变形实验,紧密围绕构造煤中矿物与元素的动力分异特征与机理的核心科学问题展开系统研究。揭示了构造煤有机质的动力变质作用与矿物的变形、变位与变质的内在联系及其对应力-应变的响应特征,进一步阐释了元素的应力敏感性特征及造煤中元素的迁移变化机理,为煤与瓦斯突出预测提供了新的思路及途径,本文取得了以下主要成果。(1)揭示了不同序列构造煤形成的应力-应变环境。脆性变形构造煤多形成于高应变速率的挤压、拉张或剪切应力环境,脆-韧性变形构造煤多形成于强烈的剪切应力环境,韧性变形构造煤多形成于低应变速率的挤压或剪切应力环境。从超微观角度揭示了构造煤脆、韧性变形机理,与脆性变形作用相比,韧性变形作用通过将机械能转化为应变能,促进了煤分子发生结构松弛作用并产生可移动分子相,使得煤体塑性增强,更容易发生韧性变形;煤高温高压模拟实验结果表明宿县矿区低煤级烟煤发生脆、韧性变形转换的条件为温度100²00?C,差应力100¹50MPa。(2)从复合煤分子结构模型出发,揭示了构造煤分子结构演化路径与机理。构造煤分子结构演化主...

【文章页数】：287 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 选题依据及意义
    1.2 国内外研究现状及存在问题
    1.3 研究内容及技术路线
    1.4 论文工作量
2 区域及矿区地质概况
    2.1 区域地层及含煤地层
    2.2 区域构造特征及演化
    2.3 矿区地质概况
    2.4 本章小结
3 煤高温高压变形实验
    3.1 实验系统与步骤
    3.2 实验样品变形条件与宏观力学表现
    3.3 实验变形煤宏、微观变形特征
    3.4 实验变形煤中有机质与矿物变化规律
    3.5 实验变形煤中元素分布规律
    3.6 本章小结
4 构造煤变形特征及动力变质作用
    4.1 构造煤样品采集
    4.2 构造煤宏、微观变形特征
    4.3 构造煤中摩擦面发育特征及影响因素
    4.4 构造煤有机结构动力变质规律
    4.5 本章小结
5 构造煤中矿物变形、变质与元素分异特征
    5.1 构造煤中矿物变形与变质特征
    5.2 构造煤中元素分异特征
    5.3 构造带内元素迁移变化规律
    5.4 构造煤动力变质作用分子动力学模拟
    5.5 本章小结
6 构造煤中矿物与元素动力分异机理及指示意义
    6.1 构造煤形成的应力-应变环境分析
    6.2 构造煤有机质结构的演化特征与机理
    6.3 构造煤中矿物应力响应特征与机制
    6.4 元素的动力分异特征与机理
    6.5 应力敏感元素与构造煤瓦斯特性间的内在联系
    6.6 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3757332