安阳矿区突出煤体瓦斯解吸扩散动力学特性实验研究
发布时间：2021-03-27 19:06
本文以安阳矿区大众煤矿、贺驼煤矿、龙山煤矿的二1煤层为研究对象。采用工业分析和扫描电镜研究煤体物性参数及表面结构特征;采用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）实验研究煤的分子结构特征;采用瓦斯等温吸附实验、120min瓦斯解吸实验研究煤体吸附解吸及时变扩散动力学特性;并以大众煤矿为例对二1煤层突出敏感指标及其临界值进行试验研究。本文的主要研究结论如下:1)XRD实验结果表明微晶结构参数芳香度（fa）、微晶延展度（La）、微晶堆砌度（Lc）与镜质组平均最大反射率（Ro,max）呈正线性关系,层间距（d002）与Ro,max呈负线性关系。Raman光谱分析结果表明,随着Ro,max的增大,Raman参数G峰位置、峰位差G-D1与Ro,max呈负线性关系,D峰位置、峰强度比（ID1/IG）与Ro,max呈负线性关系。FTIR实验结果表明安阳煤样中主要包含芳香结构、脂肪结构、含氧官能团和羟基,且随着Ro,max的增大,脂肪结构参数A（CH3）/A（CH2）呈现先减小后增大的U型趋势。2)DZ 1#、DZ 2#、HT 1#、HT 2#、LS 1#和LS 2...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
硕士学位论文82安阳矿区基本概况2BasicSituationofAnyangCoalfield安阳矿区是我国煤炭开发利用较早的矿区之一，位于河南省东北部，太行山南段东侧，地层类型及其基本构造形态与华北各煤田类似。矿区内主要开采煤层为二1煤层，煤层在全矿区发育且厚度稳定，矿区内南部以果园井田、龙山井田和王家岭井田为代表；北部以红岭、主焦井田为代表。断裂构造系统如图2-1所示。图2-1安阳矿区构造纲要图Figure2-1OutlinemapofgeologicalstructureofAnyangcoalfield矿区前后经历了印支期、燕山期、古近纪、新近纪、第四纪等构造运动，区域构造主应力场也发生了多次改变，最终形成了目前的构造格局。矿区地质构造复杂，瓦斯含量高，煤与瓦斯突出严重，截至2010年安阳矿区内发生突出200余次，始突深度仅155m。而煤层瓦斯压力高达3.53MPa，瓦斯含量高达27.05m3/t。矿区有龙山、主焦、红岭、大众、铜冶、贺驼、安林等生产矿，其中大众、龙山、安林、铜冶、主焦、果园为瓦斯突出矿井，贺驼、红岭为高瓦斯矿井。随着开采深度的持续增加，煤与瓦斯突出灾害愈加严重。二1煤层作为安阳矿区的主要开采煤区，其赋存稳定，变质程度高，瓦斯赋存条件好，煤层中瓦斯含量较高。基于地质因素的影响，瓦斯含量分布不均衡，整体变现为南高北低，东高西低的特征。安阳矿区北部以红岭、主焦井田为代表的区段，煤层气含量平均为7.95m3/t，相对南部较低，透气性好；南部以龙山井田为代表的区段，煤层平均瓦斯压力为1.38MPa、平均含气量为14.94m3/t，煤层透气性较差。
2安阳矿区基本概况92.1矿井概况(GeneralSituationofMining)本文主要对安阳矿区的大众煤矿、贺驼煤矿、龙山煤矿三个矿井的二1煤层进行研究。文章中所有实验的煤样均取自上述三个矿井的二1煤层。安阳大众煤业有限责任公司（简称大众煤矿）、永安贺驼煤矿有限公司（简称贺驼煤矿）、安阳鑫龙煤业（集团）龙山煤业有限责任公司（简称龙山煤矿）交通位置示意图如图2-2所示。图2-2安阳矿区研究矿井交通位置图Figure2-2ThetrafficlocationmapofstuiedminesinAnyangcoalfield一、交通位置大众煤矿位于安阳市西北约30km处，南距水冶镇7km，行政隶属安阳县铜冶镇管辖。矿区南北长约7.56km，东西宽约2.20km，面积16.04km2。贺驼煤矿位于鹤壁市与安阳市（县）交界处，南距鹤壁市12km，北距安阳市约20km，行政区划属安阳市龙安区。矿区南北长约2.70km，东西长约1.0～2.1km，面积3.12km2。龙山煤矿位于安阳市西25km处，行政隶属河南省安阳市龙安区。矿区东西宽2.65km，南北长约3.68km，面积约5.14km2。二、煤层概况（1）大众煤矿大众煤矿二1煤层位于山西组下方，位居大占砂岩和北岔沟砂岩之间。山西组主要含煤4层，分别为二0、二1、二2、二3煤层，煤层平均厚度为5.90m，其中二1煤层为区内主要可采煤层，煤层稳定，其余煤层均不可采。标高-100～-800m之间，埋深250～1040m之间，上距砂锅窑砂岩平均67.76m，下距灰岩平均34.00m，为本矿区主要开采煤层。二1煤层煤类包含无烟煤和贫煤等；颗粒以粉状为主，次之为粒状、鳞片状，
【参考文献】：
期刊论文
[1]对我国煤炭主体能源地位与绿色开采的思考[J]. 王双明. 中国煤炭. 2020(02)
[2]直接法瓦斯含量测定结果准确性实验研究[J]. 李成武,王义林,王其江,高鑫. 煤炭学报. 2020(01)
[3]不同粒度煤的瓦斯解吸扩散规律实验研究[J]. 韩恩光,刘志伟,冉永进,马树俊,李志强. 中国安全生产科学技术. 2019(12)
[4]2005—2016年我国较大及以上煤矿事故特征分析[J]. 张慧,王冬雪,王启飞. 安全与环境学报. 2019(05)
[5]煤矿局部突出预测敏感指标实验研究[J]. 李跃华,赵科,蒋恒. 能源与环保. 2019(09)
[6]基于扫描电镜的寺河矿3号煤微孔裂隙精细定量表征[J]. 王维. 能源与环保. 2019(07)
[7]安阳矿区构造煤瓦斯扩散动力学特性实验研究[J]. 蒋恒,赵科,李跃华. 能源与环保. 2019(07)
[8]全自动工业分析仪在煤及焦炭分析中的应用评价[J]. 董莹,王鹏程. 技术与市场. 2019(06)
[9]2013—2017年全国煤矿事故统计分析及对策[J]. 蒋星星,李春香. 煤炭工程. 2019(01)
[10]黔北构造煤与原生结构煤解吸初期特征研究[J]. 陈刘瑜,李希建,毕娟,刘钰. 煤炭科学技术. 2019(02)
博士论文
[1]煤表面微结构特征与电磁辐射机理研究[D]. 柳先锋.中国矿业大学(北京) 2018
[2]低阶煤的微观结构特征及其对瓦斯吸附解吸的控制机理研究[D]. 李子文.中国矿业大学 2015
[3]淮南煤田早二叠纪岩浆接触变质煤纳米级结构研究[D]. 吴盾.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]基于瓦斯解吸的煤基质形状因子研究[D]. 王然鹏.中国矿业大学 2019
[2]基于细观试验的煤样变形破坏规律研究[D]. 郭放.河南理工大学 2017
本文编号：3104045
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
硕士学位论文82安阳矿区基本概况2BasicSituationofAnyangCoalfield安阳矿区是我国煤炭开发利用较早的矿区之一，位于河南省东北部，太行山南段东侧，地层类型及其基本构造形态与华北各煤田类似。矿区内主要开采煤层为二1煤层，煤层在全矿区发育且厚度稳定，矿区内南部以果园井田、龙山井田和王家岭井田为代表；北部以红岭、主焦井田为代表。断裂构造系统如图2-1所示。图2-1安阳矿区构造纲要图Figure2-1OutlinemapofgeologicalstructureofAnyangcoalfield矿区前后经历了印支期、燕山期、古近纪、新近纪、第四纪等构造运动，区域构造主应力场也发生了多次改变，最终形成了目前的构造格局。矿区地质构造复杂，瓦斯含量高，煤与瓦斯突出严重，截至2010年安阳矿区内发生突出200余次，始突深度仅155m。而煤层瓦斯压力高达3.53MPa，瓦斯含量高达27.05m3/t。矿区有龙山、主焦、红岭、大众、铜冶、贺驼、安林等生产矿，其中大众、龙山、安林、铜冶、主焦、果园为瓦斯突出矿井，贺驼、红岭为高瓦斯矿井。随着开采深度的持续增加，煤与瓦斯突出灾害愈加严重。二1煤层作为安阳矿区的主要开采煤区，其赋存稳定，变质程度高，瓦斯赋存条件好，煤层中瓦斯含量较高。基于地质因素的影响，瓦斯含量分布不均衡，整体变现为南高北低，东高西低的特征。安阳矿区北部以红岭、主焦井田为代表的区段，煤层气含量平均为7.95m3/t，相对南部较低，透气性好；南部以龙山井田为代表的区段，煤层平均瓦斯压力为1.38MPa、平均含气量为14.94m3/t，煤层透气性较差。
2安阳矿区基本概况92.1矿井概况(GeneralSituationofMining)本文主要对安阳矿区的大众煤矿、贺驼煤矿、龙山煤矿三个矿井的二1煤层进行研究。文章中所有实验的煤样均取自上述三个矿井的二1煤层。安阳大众煤业有限责任公司（简称大众煤矿）、永安贺驼煤矿有限公司（简称贺驼煤矿）、安阳鑫龙煤业（集团）龙山煤业有限责任公司（简称龙山煤矿）交通位置示意图如图2-2所示。图2-2安阳矿区研究矿井交通位置图Figure2-2ThetrafficlocationmapofstuiedminesinAnyangcoalfield一、交通位置大众煤矿位于安阳市西北约30km处，南距水冶镇7km，行政隶属安阳县铜冶镇管辖。矿区南北长约7.56km，东西宽约2.20km，面积16.04km2。贺驼煤矿位于鹤壁市与安阳市（县）交界处，南距鹤壁市12km，北距安阳市约20km，行政区划属安阳市龙安区。矿区南北长约2.70km，东西长约1.0～2.1km，面积3.12km2。龙山煤矿位于安阳市西25km处，行政隶属河南省安阳市龙安区。矿区东西宽2.65km，南北长约3.68km，面积约5.14km2。二、煤层概况（1）大众煤矿大众煤矿二1煤层位于山西组下方，位居大占砂岩和北岔沟砂岩之间。山西组主要含煤4层，分别为二0、二1、二2、二3煤层，煤层平均厚度为5.90m，其中二1煤层为区内主要可采煤层，煤层稳定，其余煤层均不可采。标高-100～-800m之间，埋深250～1040m之间，上距砂锅窑砂岩平均67.76m，下距灰岩平均34.00m，为本矿区主要开采煤层。二1煤层煤类包含无烟煤和贫煤等；颗粒以粉状为主，次之为粒状、鳞片状，
【参考文献】：
期刊论文
[1]对我国煤炭主体能源地位与绿色开采的思考[J]. 王双明. 中国煤炭. 2020(02)
[2]直接法瓦斯含量测定结果准确性实验研究[J]. 李成武,王义林,王其江,高鑫. 煤炭学报. 2020(01)
[3]不同粒度煤的瓦斯解吸扩散规律实验研究[J]. 韩恩光,刘志伟,冉永进,马树俊,李志强. 中国安全生产科学技术. 2019(12)
[4]2005—2016年我国较大及以上煤矿事故特征分析[J]. 张慧,王冬雪,王启飞. 安全与环境学报. 2019(05)
[5]煤矿局部突出预测敏感指标实验研究[J]. 李跃华,赵科,蒋恒. 能源与环保. 2019(09)
[6]基于扫描电镜的寺河矿3号煤微孔裂隙精细定量表征[J]. 王维. 能源与环保. 2019(07)
[7]安阳矿区构造煤瓦斯扩散动力学特性实验研究[J]. 蒋恒,赵科,李跃华. 能源与环保. 2019(07)
[8]全自动工业分析仪在煤及焦炭分析中的应用评价[J]. 董莹,王鹏程. 技术与市场. 2019(06)
[9]2013—2017年全国煤矿事故统计分析及对策[J]. 蒋星星,李春香. 煤炭工程. 2019(01)
[10]黔北构造煤与原生结构煤解吸初期特征研究[J]. 陈刘瑜,李希建,毕娟,刘钰. 煤炭科学技术. 2019(02)
博士论文
[1]煤表面微结构特征与电磁辐射机理研究[D]. 柳先锋.中国矿业大学(北京) 2018
[2]低阶煤的微观结构特征及其对瓦斯吸附解吸的控制机理研究[D]. 李子文.中国矿业大学 2015
[3]淮南煤田早二叠纪岩浆接触变质煤纳米级结构研究[D]. 吴盾.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]基于瓦斯解吸的煤基质形状因子研究[D]. 王然鹏.中国矿业大学 2019
[2]基于细观试验的煤样变形破坏规律研究[D]. 郭放.河南理工大学 2017
本文编号：3104045
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