本文針對深部煤層高地應力場、較高溫度場和較高孔隙壓力場條件下的瓦斯賦存特征及在不同介質中煤的瓦斯解吸規(guī)律進行了研究，并基于煤的瓦斯解吸規(guī)律研究結果，提出了地勘煤層瓦斯含量測定新方法，為進一步揭示了深部煤層瓦斯賦存機制奠定了基礎。首先，在總結前人研究成果的基礎上，詳細分析了煤儲層特征、瓦斯賦存狀態(tài)、運移過程及瓦斯賦存影響因素。在實驗室研究了深部煤層的孔隙特征及吸咐特征，實驗得出：在同等實驗條件下，同一煤層煤的瓦斯吸咐能力隨深度增加呈增強趨勢。某些煤樣等溫吸附線并不符合朗格繆爾方程。以滲流理論和多物理場耦合理論為基礎，首次建立了深部煤層瓦斯賦存流體動力場耦合模型，并借助數(shù)值分析軟件Comsol Multiphysics對數(shù)學模型進行求解，進而揭示了深部煤層瓦斯賦存規(guī)律，分析結果表明：瓦斯壓力與埋藏深度呈近似線性關系，煤層瓦斯含量與深度則呈明顯的非線性關系，煤層的孔隙率和滲透率隨著深度的增加而相應減小。實驗室測試、數(shù)值模擬及現(xiàn)場統(tǒng)計的研究成果表明：深部煤層由于微孔的增多及瓦斯壓力增加，使其對瓦斯的吸附能力也增強，但由于受溫度等因素的顯著影響，深部煤層瓦斯含量增加梯度趨于減小，最后將不再增加。... 

【文章來源】：遼寧工程技術大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

技術路線框圖

圖 2.1 煤和瓦斯結構模式Fig.2.1 structure mode of coal and methan爾(Langmuir)于 1916 年以動力學為吸附平衡是動態(tài)平衡；②固體表面為④吸附平衡僅形成單分子層。通過煤體表面的特性適用于朗格繆爾方吸附量，通常用式（2.4）表示。bPbPV 1a，m3/t；Vm為瓦斯極限吸附量，m3/，MPa。

幾何建模界面圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]地勘期間煤層瓦斯含量測定方法存在問題及對策分析[J]. 秦玉金.  煤礦安全. 2011(08)
[2]非等溫吸附變形條件下瓦斯運移多場耦合模型研究[J]. 秦玉金,羅海珠,姜文忠,田富超.  煤炭學報. 2011(03)
[3]淮南煤田深部煤的孔隙特征及其意義[J]. 梁紅俠,陳萍,童柳華,陸春輝.  中國煤炭地質. 2010(06)
[4]煤體結構差異的吸附響應及其控制機理[J]. 張小東,劉浩,劉炎昊,蘇現(xiàn)波.  地球科學(中國地質大學學報). 2009(05)
[5]高溫礦井地溫分布規(guī)律與反問題研究[J]. 謝中朋,宋曉燕.  能源技術與管理. 2009(04)
[6]深部開采環(huán)境及巖體力學行為研究[J]. 劉玉鼎,霍丙杰,辛龍泉.  礦業(yè)工程. 2009(03)
[7]焦作煤田深部煤層含氣量預測[J]. 聶懷耀,李俊生,張俊.  煤礦安全. 2009(06)
[8]峰峰、大城、開平礦區(qū)深部煤層含氣量預測[J]. 劉愛華,傅雪海,張軍,周寶艷,彭倫.  黑龍江科技學院學報. 2009(03)
[9]煤層瓦斯含量主控因素分析[J]. 秦玉金,羅海珠,姜文忠,薛軍峰,董全.  煤礦安全. 2009(05)
[10]煤變質程度對煤儲層物性的控制作用[J]. 唐書恒,蔡超,朱寶存,段利江,張佳贊.  天然氣工業(yè). 2008(12)

博士論文
[1]低滲透煤層氣開采的熱—流—固耦合作用機理及應用研究[D]. 張麗萍.中國礦業(yè)大學 2011
[2]遠程采動煤巖體變形與卸壓瓦斯流動氣固耦合動力學模型及其應用研究[D]. 劉洪永.中國礦業(yè)大學 2010



本文編號：3114686