本文通過實驗研究、理論分析、數(shù)學分析相結(jié)合的方法,實驗研究靜電場對不同煤種不同破壞類型煤樣吸附解吸瓦斯特性的影響規(guī)律。采用實驗對比法分析在不同靜電壓處理后的煤樣的吸附等溫曲線的變化規(guī)律和吸附常數(shù)a, b值的變化特征,得出不同煤種靜電場下的瓦斯吸附量增加,吸附常數(shù)b值與之相一致的變化規(guī)律；采用變化測試方式的方法對比分析上述煤樣在靜電場處理下的瓦斯放散變化特征,得出靜電場利于瓦斯放散,對其的影響程度具有煙煤構(gòu)造煤＞煙煤原始結(jié)構(gòu)煤＞無煙煤原始結(jié)構(gòu)煤＞無煙煤構(gòu)造煤的規(guī)律性,這一變化特征符合不同煤級自由基濃度的分布規(guī)律。并對實驗中特征明顯的現(xiàn)象分析得出：煤的瓦斯放散速度在靜電場處理后具有明顯的粒徑特征和時間記憶效應(yīng)。運用灰色關(guān)聯(lián)法分析在靜電場下影響瓦斯放散的煤體自身因素中哪個因素占主導地位,得出的固定碳的關(guān)聯(lián)度的變異系數(shù)最大,從而證實靜電場是通過影響煤巖組分中固定碳來宏觀改變瓦斯放散速度,為機理分析的提供量化的基礎(chǔ)。建立煤—瓦斯系統(tǒng)相互作用勢模型,計算靜電場下一維勢阱的變化量,并從外加電場電介質(zhì)極化的角度分析靜電場對煤表面吸附勢的影響,都得出靜電場下煤表面的吸附勢阱深度增加的瓦斯吸附影響機理,在... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
詳細摘要
Detailed Abstract
1 緒論
    1.1 論文的研究背景與意義
    1.2 文獻綜述
        1.2.1 煤對瓦斯吸附解吸方面研究現(xiàn)狀
        1.2.2 外加場對瓦斯吸附解吸影響的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 外加靜電場影響瓦斯吸附解吸的研究現(xiàn)狀
    1.3 問題的提出
        1.3.1 存在的不足
        1.3.2 需要進一步研究的問題
    1.4 研究內(nèi)容及方法
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 研究方法與技術(shù)路線
2 煤巖導電機理理論研究
    2.1 引言
    2.2 煤體的電學性質(zhì)
        2.2.1 電介質(zhì)理論分析
        2.2.2 有機固體電介質(zhì)導電
        2.2.3 煤化過程中煤的電學性能
    2.3 含瓦斯煤的導電機理分析
        2.3.1 吸附瓦斯對煤導電性的影響
        2.3.2 游離瓦斯對煤導電性的影響
        2.3.3 煤體導電微觀機理分析
    2.4 煤巖導電現(xiàn)象分析
        2.4.1 電磁升溫效應(yīng)
        2.4.2 電磁極化效應(yīng)
    2.5 本章小結(jié)
3 靜電場對瓦斯吸附特性影響的實驗研究
    3.1 引言
    3.2 煤樣采集與制備
    3.3 實驗系統(tǒng)組成及程序
        3.3.1 實驗系統(tǒng)組成
        3.3.2 實驗程序
    3.4 靜電場下瓦斯吸附量的變化特征
        3.4.1 無煙煤瓦斯吸附量的變化特征
        3.4.2 煙煤瓦斯吸附量的變化特征
    3.5 靜電場作用下吸附常數(shù)變化特征
    3.6 本章小結(jié)
4 靜電場對瓦斯放散特性影響的實驗研究
    4.1 引言
    4.2 靜電場下瓦斯放散初速度變化特征
        4.2.1 無煙煤瓦斯放散初速度變化特征
        4.2.2 煙煤瓦斯放散初速度變化特征
        4.2.3 實驗結(jié)果分析
    4.3 靜電場下瓦斯放散初速度電場特征
        4.3.1 無煙煤瓦斯放散初速度電場特征
        4.3.2 煙煤瓦斯放散初速度電場特征
        4.3.3 實驗結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 靜電場對瓦斯放散影響的特征響應(yīng)
    5.1 引言
    5.2 靜電場對瓦斯放散初速度的時間記憶效應(yīng)
    5.3 靜電場下瓦斯放散初速度的粒徑特征
        5.3.1 同一粒徑不同特征電壓下的瓦斯放散特征
        5.3.2 不同粒徑同一特征電壓下的瓦斯放散特征
        5.3.3 實驗結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 靜電場與△P影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析
    6.1 引言
    6.2 灰色關(guān)聯(lián)分析
        6.2.1 灰色關(guān)聯(lián)分析概述
        6.2.2 灰色關(guān)聯(lián)分析數(shù)據(jù)處理
    6.3 靜電場與△P影響因素灰色關(guān)聯(lián)分析
        6.3.1 △P影響因素分析
        6.3.2 灰色關(guān)聯(lián)分析的模型建立
        6.3.3 靜電場與△P影響因素灰色關(guān)聯(lián)分析
    6.4 本章小結(jié)
7 靜電場對瓦斯吸附放散的影響機理分析及應(yīng)用探討
    7.1 引言
    7.2 外加靜電場下煤-瓦斯系統(tǒng)相互作用勢能模型
        7.2.1 煤體表面與瓦斯分子吸附勢阱能模型
        7.2.2 外加靜電場作用下一維勢阱計算
    7.3 靜電場極化作用對煤表面吸附勢阱的影響
        7.3.1 吸附系統(tǒng)Lennard-Jones勢能
        7.3.2 煤與瓦斯吸附系統(tǒng)Lennard-Jones勢能
        7.3.3 外加電場作用下電介質(zhì)極化
        7.3.4 靜電場極化作用對煤表面吸附勢的影響
    7.4 靜電場對瓦斯吸附放散影響的機理分析
        7.4.1 靜電場對瓦斯吸附的作用機理
        7.4.2 靜電場對瓦斯放散的作用機理
    7.5 含瓦斯煤吸附解吸特性的應(yīng)用探討
        7.5.1 煤體吸附瓦斯應(yīng)變實驗
        7.5.2 煤體吸附解吸瓦斯后的變形特征
        7.5.3 煤體吸附氣體后的強度變化特征
        7.5.4 煤體吸附解吸變形特性的應(yīng)用探討
    7.6 本章小結(jié)
8 結(jié)論與展望
    8.1 論文總結(jié)
    8.2 研究展望
參考文獻
致謝
在校期間工作簡況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]粒徑大小對煤吸附甲烷的影響[J]. 張?zhí)燔?許鴻杰,李樹剛,任樹鑫.  湖南科技大學學報(自然科學版). 2009(01)
[2]聲震法促進煤中甲烷氣解吸規(guī)律的實驗及機理[J]. 姜永東,鮮學福,易俊,劉占芳,郭臣業(yè).  煤炭學報. 2008(06)
[3]煤物理吸氧量隨溫度及粒徑變化規(guī)律的試驗研究[J]. 李大偉,王德明,顧俊杰,戚緒堯,仲曉星,黃本斌.  煤炭科學技術(shù). 2008(02)
[4]三維應(yīng)力作用下煤層氣吸附解吸特性實驗[J]. 唐巨鵬,潘一山,李成全,董子賢.  天然氣工業(yè). 2007(07)
[5]不同變質(zhì)程度煤表面與甲烷相互作用的量子化學研究[J]. 降文萍,崔永君,張群,鐘玲文,李育輝.  煤炭學報. 2007(03)
[6]電場對煤瓦斯吸附滲流特性的影響[J]. 劉�？h,熊德國,鮮學福.  重慶大學學報(自然科學版). 2006(02)
[7]在交變電場聲場作用下煤解吸吸附瓦斯特性分析[J]. 易俊,姜永東,鮮學福.  中國礦業(yè). 2005(05)
[8]基于灰色聚類理論和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的道路交通安全評價[J]. 潘艷榮,翟長旭,朱順應(yīng).  重慶交通學院學報. 2005(02)
[9]功率聲波影響煤層甲烷儲運的初步探討[J]. 聶百勝,何學秋,王恩元,張力,馮志華,薛二龍.  煤田地質(zhì)與勘探. 2004(06)
[10]電磁場影響煤層甲烷吸附的機理研究[J]. 聶百勝,何學秋,王恩元,張力.  天然氣工業(yè). 2004(10)

博士論文
[1]聲震法提高煤層氣抽采率的機理及技術(shù)原理研究[D]. 易俊.重慶大學 2007
[2]煤層氣賦存運移的核磁共振成像理論和實驗研究[D]. 唐巨鵬.遼寧工程技術(shù)大學 2006

碩士論文
[1]煤結(jié)構(gòu)與煤的瓦斯吸附放散特性[D]. 侯錦秀.河南理工大學 2009
[2]灰色預測評價方法與應(yīng)用研究[D]. 胡坤.南京航空航天大學 2004



本文編號：3328346