發(fā)布時(shí)間：2021-09-29 00:46

　　煤層中的瓦斯在濃度差作用下發(fā)生基質(zhì)孔隙內(nèi)擴(kuò)散和裂隙內(nèi)滲流的串聯(lián)運(yùn)動(dòng)是煤層瓦斯運(yùn)移的基本過程,對(duì)煤層瓦斯擴(kuò)散和滲透運(yùn)移特性的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是瓦斯高效抽采和利用的前提。煤層中瓦斯的擴(kuò)散是原位條件下煤體瓦斯擴(kuò)散的過程,煤體瓦斯擴(kuò)散特性的研究需要知道煤體基質(zhì)與裂隙的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系,即需要建立在一定的煤體物理結(jié)構(gòu)模型上才能確定基質(zhì)內(nèi)瓦斯與裂隙內(nèi)瓦斯的質(zhì)量交換。對(duì)于構(gòu)造煤目前尚未針對(duì)合適的基質(zhì)重塑煤體建立其等效物理結(jié)構(gòu)模型,沒有獲得表征基質(zhì)與裂隙結(jié)構(gòu)關(guān)系的基質(zhì)形狀因子;此外,采用煤粒進(jìn)行瓦斯擴(kuò)散的研究并不能反映煤體瓦斯擴(kuò)散特性。針對(duì)煤體等效物理結(jié)構(gòu)和瓦斯擴(kuò)散特性研究的不足,本文運(yùn)用吸附科學(xué)、顆粒力學(xué)、巖石力學(xué)、滲流力學(xué)和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)等理論方法,對(duì)構(gòu)造煤進(jìn)行基質(zhì)重塑形成合適的試樣,結(jié)合煤粒力學(xué)特性和煤樣瓦斯?jié)B透特性構(gòu)建煤體的等效物理結(jié)構(gòu)模型,基于等效物理結(jié)構(gòu)模型研究煤體瓦斯擴(kuò)散系數(shù)演化特性,并構(gòu)建煤體基質(zhì)形狀因子,最后分析瓦斯耦合運(yùn)移機(jī)制并提出優(yōu)化原生煤和構(gòu)造煤組合條件下瓦斯抽采效果和提高瓦斯抽采濃度與利用率的技術(shù)措施,主要研究結(jié)論如下:1)孔隙結(jié)構(gòu)是影響煤體瓦斯擴(kuò)散特性的關(guān)鍵因素,根據(jù)壓汞法、氮?dú)馕椒ê投?.. 

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

【文章頁數(shù)】：190 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

煤孔隙測(cè)試方法及孔徑范圍Figure1-1Methodsandmeasuringrangesofcoalpores

博士學(xué)位論文構(gòu)模型測(cè)定煤體瓦斯擴(kuò)散系數(shù)并構(gòu)建基質(zhì)形狀因子，建立煤體瓦斯運(yùn)移氣固耦合模型，分析原生煤和構(gòu)造煤中瓦斯運(yùn)移規(guī)律以及擴(kuò)散和滲透過程對(duì)瓦斯運(yùn)移的影響機(jī)制，研究原生煤和構(gòu)造煤組合條件下煤層瓦斯運(yùn)移規(guī)律，通過改變抽采鉆孔布置方式優(yōu)化組合煤層瓦斯抽采效果，并提出提高瓦斯抽采濃度和利用率的技術(shù)措施。論文的技術(shù)路線如圖 1-2 所示。

圖 2-1 原生煤層瓦斯運(yùn)移雙孔模型示意圖-1 Illustration of dual-porosity model of methane migration in an intac斯氣固耦合作用極其復(fù)雜，需要作一定簡(jiǎn)化處理以便模型斯運(yùn)移模型基于以下假設(shè)[15, 177-180]：忽略煤層中水、氮?dú)狻⒀鯕�、二氧化碳和其它氣體，認(rèn)為；煤層為均質(zhì)、各向同性的雙孔彈性介質(zhì)；瓦斯在煤層中的運(yùn)移是等溫過程；煤層裂隙內(nèi)充滿游離態(tài)瓦斯，而基質(zhì)內(nèi)瓦斯以吸附態(tài)和游瓦斯為理想氣體，滿足理想氣體狀態(tài)方程，其粘度為一定煤體的變形為小變形。1）是最基本的簡(jiǎn)化，忽略了相滲透率、毛細(xì)管壓力、潤(rùn)低了煤層特性的不確定性。孔（裂）隙系統(tǒng)模型條件下，煤層中的瓦斯主要包括裂隙


本文編號(hào)：3412866