煤層氣不僅對煤礦的安全生產(chǎn)構(gòu)成極大危害，同時又是綠色的清潔能源。但是我國煤層的滲透率普遍偏低，且具有強(qiáng)吸附的特點(diǎn)，采用常規(guī)提高煤層滲透性的方法來抽采煤層氣效果并不理想。針對以上問題，本文采用了理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，并以實(shí)驗(yàn)研究為主，對提高煤體滲透性的方法進(jìn)行研究，提出了一種用氣爆來提高煤體滲透性的方法，并取得了如下的研究成果：①自主設(shè)計(jì)并制造了氣爆的實(shí)驗(yàn)裝置，同時給出了低滲透煤層的儲層特性及煤的吸附理論，詳細(xì)論述了煤層氣的在煤層中的運(yùn)移及產(chǎn)出機(jī)理。②通過氣爆的實(shí)驗(yàn)研究，可以發(fā)現(xiàn)：在不同軸壓下，氣爆后煤體的滲透率均有所增加，但是滲透率增加的不明顯，即軸壓對煤體氣爆效果影響較��；在相同軸力和相同氣爆壓力的條件下，對于硬度系數(shù)較大、滲透率較低的煤體，氣爆增透效果更明顯，部分煤體滲透率甚至增加到十倍；氣爆的起爆位置在位于煤體鉆孔自由面約1/3處，氣爆的增透效果更好；氣爆壓力的大小也是影響煤體滲透率增加的一個重要因素，氣爆壓力越大，煤體的增透效果越明顯。③深入分析了動載荷作用下煤體的力學(xué)特性和動載荷作用下煤體的損傷與能量耗散、深孔氣爆的作用、煤層中煤層氣壓力對裂隙擴(kuò)展的作... 

【文章來源】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
2 煤層氣的賦存及產(chǎn)出機(jī)理
    2.1 煤體的儲存特性
        2.1.1 煤體大分子結(jié)構(gòu)
        2.1.2 煤層中煤層氣的存在狀態(tài)
        2.1.3 煤的孔隙特征
        2.1.4 煤體的滲透率
        2.1.5 煤體的物性參數(shù)
    2.2 煤層氣運(yùn)移和產(chǎn)出機(jī)理
        2.2.1 煤層氣的解吸
        2.2.2 煤層氣的擴(kuò)散
        2.2.3 煤層氣的產(chǎn)出
    2.3 本章小結(jié)
3 氣爆的實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 煤體硬度系數(shù)的測定
    3.2 煤樣的制作
    3.3 實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)
    3.4 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
    3.5 實(shí)驗(yàn)原理
    3.6 氣爆后實(shí)驗(yàn)效果
    3.7 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    3.8 氣爆前后的滲透率對比
    3.9 氣爆技術(shù)的應(yīng)用
    3.10 本章小結(jié)
4 煤體動力學(xué)的基本特性
    4.1 動載荷下煤體的力學(xué)特性分析
        4.1.1 動載荷作用下煤變形特性的分析
        4.1.2 加載速率對煤體動力學(xué)特性的影響
    4.2 動載荷下煤體的損傷與能量耗散
    4.3 深孔氣爆作用
    4.4 煤層瓦中煤層氣壓力對裂隙擴(kuò)展作用
    4.5 壓碎圈生成及范圍
    4.6 卸壓開采煤體的變形
    4.7 煤層變形與煤層氣運(yùn)移耦合的動力學(xué)模型
        4.7.1 對應(yīng)的理論及控制方程
        4.7.2 動力學(xué)控制方程及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
        4.7.3 邊界條件
    4.8 本章小結(jié)
5 氣爆的數(shù)值模擬
    5.1 引言
    5.2 ANSYS/LS-DYNA 簡介
    5.3 模型及邊界條件
        5.3.1 模型的設(shè)計(jì)
        5.3.2 邊界條件
    5.4 高能炸藥材料
    5.5 氣爆的數(shù)值模擬方案
    5.6 氣爆數(shù)值模擬結(jié)果
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3365139