贵州突出煤层电热高温场影响因素及实验研究

发布时间：2020-06-12 06:09

【摘要】：煤炭是支撑我国工业发展必不可缺的能源,而随着深部开采的进行,煤层渗透率也随之降低,发生煤与瓦斯突出现象的矿井越来越多。贵州一半以上的煤矿为高突矿井,然而瓦斯治理最主要的技术措施钻孔抽采的实际效果并不理想,因此根据升温促进煤层瓦斯解吸的原理,提出了利用MI加热电缆在突出煤层中产生电热高温场促进瓦斯解吸,提高瓦斯抽采率。本文采用了理论分析和实验研究的方法,以MI加热电缆产生的电热高温场为研究核心,进行了不同加热温度(100℃、200℃、300℃)、不同电缆布置方式(单电缆布置方式、双电缆布置方式、三电缆布置方式)以及注水煤样条件下的电热高温场分析,主要研究成果如下:1)建立了大型实验平台系统,其外部尺寸为1750mm×1700mm×2100mm,腔体内部尺寸为1500mm×1500mm×1500mm,结构为钢筋混凝土,在对煤样进行加热时,该腔体是对煤样进行约束的容器,通过对腔内煤体施加压力,模拟煤层实际受压状态。2)分析得出了电热高温场的主要影响因素,分别是水分,温度以及电缆的布置方式。3)在电缆布置方式一定的情况下,加热温度的升高,温度传感器所在位置单位时间内温度上升速率增大;煤样中的温度达到稳定状态后,温度传感器位置的煤样温度会小幅波动或恒定不变,直至停止加热;随着加热温度的提高,煤样温度达到稳定后的最高加热温度会提高,加热半径会随之增大。4)在加热温度一定的情况下,不同的电缆布置方式对为电热高温场具有显著影响。通过分析得出,MI加热电缆的数量对电热高温场的影响需要结合其间距判断,MI加热电缆距离越近,则电热高温场加热范围越大,煤样温度越高;距离越远,则电热高温场范围仅限在单根MI加热电缆周围,煤样温度较低。5)注水煤样对电热高温场的加热效果和加热范围有明显的提高。相同加热温度和电缆布置方式下,注水煤样的单位时间温度上升速率大,最高加热温度提高,电热高温场有效加热半径增大。6)实验得出最优电热高温场布置方式为100℃三电缆布置方式加热注水煤样,其有效加热半径为524mm,最高加热温度未超过临界温度70℃。
【图文】：

瓦斯事故,次数,瓦斯灾害,煤炭能源

1 绪论究背景中国工业和经济腾飞源源不断的提供动力，同时也是我国主要煤炭能源占中国能源消耗比例的 65.7%，预计到 2025 年，这 50%以上[1-2]；然而在煤炭开采过程中，对煤矿安全生产造成别是：顶底板、水害、瓦斯灾害等；“十二五”期间我国发生少了 856 次，，死亡人数减少了 1385 人，百万吨死亡率下降了故仍然是导致煤矿因灾害死亡的主要类型[3],瓦斯事故造成的失依旧严重，如图 1-1 所示，煤与瓦斯突出事故是我国煤矿安，在造成人员伤亡和财产损失的同时，也导致了极其恶劣的社出事故具有突发性，其一旦发生导致的事故后果将严重影响煤

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论文主要研究内容及技术路线论文主要研究内容文通过理论分析与实验研究相结合的方法对贵州低透气性突出煤促进瓦斯解析机理及煤层电热高温场加热效果进行深入研究，其主）建立电热高温场实验模型，设置加热钻孔参数和布置方式，获得模型煤样电热高温场。）通过对煤样注水，实验研究注水煤样温度变化情况。）研究实验条件下煤样电热高温场主要影响因素及特征。）通过实验结果，分析得出最佳电热高温场的布置方式以及有效加热技术路线
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD727.2;TD712.6

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