外加水分对煤的瓦斯解吸动力学特性影响研究
发布时间：2022-07-27 16:34
煤层注水后将增加煤体内外加水分，煤的瓦斯解吸特性随之也发生变化。为研究外加水分增加后煤的瓦斯解吸特性变化规律，在分析水分对瓦斯解吸影响研究现状的基础上，研制了一套高压吸附状态下注水解吸测试装置，实验装置能够对吸附高压瓦斯煤注水时进行搅拌，较好地改善了注水后煤样水分含量分布均匀程度。CH4和H2O分子在煤表面吸附模拟及其之间的作用力估算结果表明：煤对H2O的吸附能力大于对CH4的吸附能力。煤解吸瓦斯类型分为升温解吸、降压解吸、置换解吸和混合解吸四种类型，注入外加水分实验过程中主要发生了置换解吸和降压解吸。在考察确定1-3mm煤样为注水实验用合理粒径的基础上，利用自制的高压吸附-注水-解吸测试装置，在实验温度30℃、吸附平衡压力0.5MPa、0.84MPa、1.5MPa和2.5MPa条件下，采用先对干燥煤样吸附平衡，再对其进行边注水边搅拌的实验方法分别对高变质的永红煤（YH煤）和高家庄煤（GJZ煤）、中等变质程度的祁南煤（QN煤）和低变质程度的大隆煤（DL煤）注入不同外加水分后的瓦斯解吸过程进行了测试。实验结果表明，外加水分能够置换吸附的瓦斯，外加水分越大，水分对吸附瓦斯的置换量和置换率越...
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
目录
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容及技术路线
2 煤对甲烷和水分子吸附差异性及解吸类型
2.1 煤与甲烷和水相互作用的分子模拟
2.2 煤基质与甲烷和水分子间作用力
2.3 煤解吸瓦斯类型
2.4 小结
3 实验装置及煤样参数测试
3.1 实验装置
3.2 煤样选择
3.3 煤样基础参数测试
3.4 小结
4 外加水分对煤解吸瓦斯影响实验
4.1 煤样合理粒径研究
4.2 实验装置注水均匀效果分析
4.3 实验方法
4.4 实验过程分析
4.5 小结
5 外加水分对卸压前煤中瓦斯置换作用研究
5.1 置换瓦斯机理分析
5.2 置换强度分析
5.3 小结
6 外加水分对卸压后煤解吸瓦斯影响研究
6.1 外加水分对卸压后瓦斯解吸量的影响
6.2 外加水分对卸压后瓦斯解吸速度的影响
6.3 外加水分对卸压后煤的瓦斯解吸指标 K1的影响
6.4 外加水分对卸压后煤的瓦斯扩散系数的影响
6.5 外加水分对卸压后煤的瓦斯解吸率影响的研究
6.6 外加水分对瓦斯放散初速度的影响
6.7 小结
7 外加水分对煤中瓦斯解吸的综合影响研究
7.1 外加水分对煤中瓦斯解吸的综合影响实验研究
7.2 煤层注水对煤解吸瓦斯综合影响数值模拟
7.3 煤层注水对瓦斯解吸影响的工程实践
7.4 小结
8 结论、创新点及展望
8.1 主要结论
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]外加水分对煤中瓦斯解吸抑制作用试验研究[J]. 陈向军,程远平,王林. 采矿与安全工程学报. 2013(02)
[2]不同变质程度煤的孔径分布及其对吸附常数的影响[J]. 陈向军,刘军,王林,戚灵灵. 煤炭学报. 2013(02)
[3]水分对不同煤阶煤瓦斯放散初速度的影响[J]. 陈向军,程远平,王林. 煤炭科学技术. 2012(12)
[4]钻孔割缝网络化增透机制及其在底板穿层钻孔瓦斯抽采中的应用[J]. 林柏泉,张其智,沈春明,杨威. 煤炭学报. 2012(09)
[5]突出煤层煤巷掘进水力挤出综合效益研究[J]. 马骏驰,陈中华,周杨洲,窦浩. 煤炭技术. 2012(10)
[6]注水煤瓦斯放散特性的研究[J]. 牟俊惠,程远平,刘辉辉. 采矿与安全工程学报. 2012(05)
[7]煤与瓦斯突出煤层综掘工作面瓦斯防治技术[J]. 刘军,夏会辉,杨宏民,王兆丰. 煤炭科学技术. 2012(04)
[8]不同温度条件下煤中甲烷解吸特性的实验研究[J]. 姜永东,阳兴洋,刘元雪,周维新,韩兴江,梅世兴,胡建. 矿业安全与环保. 2012(02)
[9]水力挤出消突技术在水井头煤矿掘巷中的应用[J]. 陈向军,王兆丰,程远平,武贵平. 煤炭科学技术. 2012(03)
[10]水力冲孔煤层瓦斯分区排放的形成机理研究[J]. 王新新,石必明,穆朝民. 煤炭学报. 2012(03)
博士论文
[1]顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突关键技术研究[D]. 秦长江.中国地质大学 2012
[2]低透煤层水力致裂增透与驱赶瓦斯效应研究[D]. 程庆迎.中国矿业大学 2012
[3]煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D]. 孟筠青.中国矿业大学（北京） 2011
[4]煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D]. 肖知国.河南理工大学 2010
[5]井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D]. 杨宏民.河南理工大学 2010
[6]低渗透煤层高压旋转水射流割缝增透技术及应用研究[D]. 姜文忠.中国矿业大学 2009
[7]煤储层固—液—气相间作用机理研究[D]. 张时音.中国矿业大学 2009
[8]煤层气吸附解吸机理研究[D]. 马东民.西安科技大学 2008
[9]煤结构与反应性的量子化学研究[D]. 王宝俊.太原理工大学 2006
硕士论文
[1]煤层注水防突机理及合理水分研究[D]. 郭怀广.河南理工大学 2011
[2]环境温度对颗粒煤瓦斯解吸规律的影响实验研究[D]. 李宏.河南理工大学 2011
[3]高瓦斯突出煤层水力湿润防突技术研究[D]. 朱亚.安徽理工大学 2010
[4]唐安煤矿3＃煤综放工作面煤层注水参数与施工工艺研究[D]. 刘忠锋.太原理工大学 2010
[5]水分对构造煤瓦斯解吸规律影响的实验研究[D]. 陈攀.河南理工大学 2010
[6]水分对阳泉3号煤层瓦斯解吸规律影响的实验研究[D]. 李晓华.河南理工大学 2010
本文编号：3665803
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
目录
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容及技术路线
2 煤对甲烷和水分子吸附差异性及解吸类型
2.1 煤与甲烷和水相互作用的分子模拟
2.2 煤基质与甲烷和水分子间作用力
2.3 煤解吸瓦斯类型
2.4 小结
3 实验装置及煤样参数测试
3.1 实验装置
3.2 煤样选择
3.3 煤样基础参数测试
3.4 小结
4 外加水分对煤解吸瓦斯影响实验
4.1 煤样合理粒径研究
4.2 实验装置注水均匀效果分析
4.3 实验方法
4.4 实验过程分析
4.5 小结
5 外加水分对卸压前煤中瓦斯置换作用研究
5.1 置换瓦斯机理分析
5.2 置换强度分析
5.3 小结
6 外加水分对卸压后煤解吸瓦斯影响研究
6.1 外加水分对卸压后瓦斯解吸量的影响
6.2 外加水分对卸压后瓦斯解吸速度的影响
6.3 外加水分对卸压后煤的瓦斯解吸指标 K1的影响
6.4 外加水分对卸压后煤的瓦斯扩散系数的影响
6.5 外加水分对卸压后煤的瓦斯解吸率影响的研究
6.6 外加水分对瓦斯放散初速度的影响
6.7 小结
7 外加水分对煤中瓦斯解吸的综合影响研究
7.1 外加水分对煤中瓦斯解吸的综合影响实验研究
7.2 煤层注水对煤解吸瓦斯综合影响数值模拟
7.3 煤层注水对瓦斯解吸影响的工程实践
7.4 小结
8 结论、创新点及展望
8.1 主要结论
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]外加水分对煤中瓦斯解吸抑制作用试验研究[J]. 陈向军,程远平,王林. 采矿与安全工程学报. 2013(02)
[2]不同变质程度煤的孔径分布及其对吸附常数的影响[J]. 陈向军,刘军,王林,戚灵灵. 煤炭学报. 2013(02)
[3]水分对不同煤阶煤瓦斯放散初速度的影响[J]. 陈向军,程远平,王林. 煤炭科学技术. 2012(12)
[4]钻孔割缝网络化增透机制及其在底板穿层钻孔瓦斯抽采中的应用[J]. 林柏泉,张其智,沈春明,杨威. 煤炭学报. 2012(09)
[5]突出煤层煤巷掘进水力挤出综合效益研究[J]. 马骏驰,陈中华,周杨洲,窦浩. 煤炭技术. 2012(10)
[6]注水煤瓦斯放散特性的研究[J]. 牟俊惠,程远平,刘辉辉. 采矿与安全工程学报. 2012(05)
[7]煤与瓦斯突出煤层综掘工作面瓦斯防治技术[J]. 刘军,夏会辉,杨宏民,王兆丰. 煤炭科学技术. 2012(04)
[8]不同温度条件下煤中甲烷解吸特性的实验研究[J]. 姜永东,阳兴洋,刘元雪,周维新,韩兴江,梅世兴,胡建. 矿业安全与环保. 2012(02)
[9]水力挤出消突技术在水井头煤矿掘巷中的应用[J]. 陈向军,王兆丰,程远平,武贵平. 煤炭科学技术. 2012(03)
[10]水力冲孔煤层瓦斯分区排放的形成机理研究[J]. 王新新,石必明,穆朝民. 煤炭学报. 2012(03)
博士论文
[1]顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突关键技术研究[D]. 秦长江.中国地质大学 2012
[2]低透煤层水力致裂增透与驱赶瓦斯效应研究[D]. 程庆迎.中国矿业大学 2012
[3]煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D]. 孟筠青.中国矿业大学（北京） 2011
[4]煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D]. 肖知国.河南理工大学 2010
[5]井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D]. 杨宏民.河南理工大学 2010
[6]低渗透煤层高压旋转水射流割缝增透技术及应用研究[D]. 姜文忠.中国矿业大学 2009
[7]煤储层固—液—气相间作用机理研究[D]. 张时音.中国矿业大学 2009
[8]煤层气吸附解吸机理研究[D]. 马东民.西安科技大学 2008
[9]煤结构与反应性的量子化学研究[D]. 王宝俊.太原理工大学 2006
硕士论文
[1]煤层注水防突机理及合理水分研究[D]. 郭怀广.河南理工大学 2011
[2]环境温度对颗粒煤瓦斯解吸规律的影响实验研究[D]. 李宏.河南理工大学 2011
[3]高瓦斯突出煤层水力湿润防突技术研究[D]. 朱亚.安徽理工大学 2010
[4]唐安煤矿3＃煤综放工作面煤层注水参数与施工工艺研究[D]. 刘忠锋.太原理工大学 2010
[5]水分对构造煤瓦斯解吸规律影响的实验研究[D]. 陈攀.河南理工大学 2010
[6]水分对阳泉3号煤层瓦斯解吸规律影响的实验研究[D]. 李晓华.河南理工大学 2010
本文编号：3665803
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3665803.html
