本文關鍵詞：韓城構造煤儲層特性及其瓦斯吸附性能試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：構造煤是由于構造運動的影響,煤體結構發(fā)生脆裂變形、韌性變形或疊加破壞而出現(xiàn)的煤體結構發(fā)生改變的一類煤,同一地區(qū)的同一煤層在經歷不同時期、不同類型的構造作用影響后產生了不同變形類型的構造煤,主要包括韌性變形、脆性變形和脆韌性過渡性三個系列。相對于原生結構煤而言,構造煤普遍具有瓦斯吸附量大、瓦斯吸附-解吸速率快和滲透率低的特點,使得在構造煤普遍發(fā)育地區(qū)容易形成瓦斯大量集聚,從而引起煤體力學性態(tài)的改變,成為煤與瓦斯突出等事故的易發(fā)區(qū)。也正是構造煤的這些特性,使得在普遍發(fā)育構造煤的地區(qū)煤層蘊藏著大量的煤層氣資源,伴隨煤炭的開采,大量的煤層瓦斯,即煤層氣,會隨著煤炭資源的開采直接排放到大氣中,一方面造成資源浪費,另一方面又污染了環(huán)境。因此,如何在保證煤礦安全生產的前提下開發(fā)煤層氣資源成為一個新的課題。 針對以上問題,我們從地質調查、實驗室掃描電鏡觀察和自制實驗系統(tǒng)下塊狀煤樣瓦斯吸附-解吸實驗為切入點進行分析研究,為韓城礦區(qū)構造煤普遍發(fā)育區(qū)瓦斯綜合治理和煤層氣合理開采提供了理論依據。本論文主要取得以下進展： (1)我們將以構造地質的視角從現(xiàn)場調查到實驗室分析對影響煤層氣生成、運移、賦存、富集及后期改造等整個煤層氣成藏過程的關鍵地質因素做出總結。包括①構造動力學、構造演化及控制作用；②沉積作用控制煤儲層形成與空間展布形態(tài)；③煤層流變、層滑構造等地質及其控制機理。 (2)利用自主研制的煤樣瓦斯吸附解吸裝置,在恒溫、相同初始壓力條件下,對比研究了韓城礦區(qū)的塊狀原生結構煤和塊狀不同變形類型構造煤的瓦斯吸附規(guī)律,并分析了煤樣瓦斯吸附性能的影響因素。結果顯示：在平衡狀態(tài)的瓦斯吸附量方面,構造煤要大于原生結構煤,糜棱煤、碎裂煤和鱗片煤的單位質量瓦斯吸附量分別為原生結構煤的2.11倍、2.26倍和2.52倍。原生結構煤和構造煤的瓦斯吸附速率隨時間的變化規(guī)律均呈單調遞減的曲線形式,吸附的初始階段,與原生結構煤相比,構造煤的瓦斯吸附速率更快,尤其是在0-2min時間段內差異明顯,隨著時間推移差距逐漸縮小。構造煤在更短時間內達到吸附平衡,吸附效率更高。原生結構煤對殘余瓦斯“封存”能力要明顯強于構造煤。 (3)以掃描電鏡觀測分析為手段研究煤體的微觀結構,從煤儲層孔-裂隙結構、孔隙形態(tài)、連通性,孔隙度等微觀角度的各個方面揭示煤層瓦斯生成、運移、富集的本質規(guī)律。從微觀角度揭示了塊狀原生結構煤和塊狀不同類型構造煤在瓦斯吸附性能方面的差異性。得出,良好的孔隙和后生裂隙的發(fā)育決定了構造煤在吸附性能方面要優(yōu)于原生結構煤,而大、中、小和微孔不同的發(fā)育比例和裂隙結構連通的差異性是影響不同構造煤吸附性能出現(xiàn)差別的主要因素。
【關鍵詞】：構造煤 塊煤 吸附能力 微觀結構 試驗研究
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-23
• 1.2.1 構造煤的概念、成因和分類10-15
• 1.2.2 煤體表面性質及吸附理論15-22
• 1.2.3 構造煤的瓦斯吸附解吸規(guī)律研究22-23
• 1.3 本論文的研究目的和研究內容23-25
• 1.3.1 研究目的23
• 1.3.2 研究內容23-25
• 第二章 韓城地區(qū)構造演化及控氣機理25-33
• 2.1 韓城地區(qū)區(qū)域構造特征25-28
• 2.1.1 韓城地區(qū)大地構造背景25-26
• 2.1.2 韓城地區(qū)區(qū)域構造格架26-28
• 2.1.3 韓城地區(qū)區(qū)域地質構造特征28
• 2.2 韓城地區(qū)區(qū)域地質構造變形特征28-30
• 2.2.1 宏觀變形29-30
• 2.2.2 煤層流變30
• 2.3 構造控制作用30-32
• 2.3.1 韓城地區(qū)控氣構造類型30-31
• 2.3.2 構造變形對煤儲層物性的控制作用31-32
• 2.4 本章小結32-33
• 第三章 韓城地區(qū)構造煤瓦斯吸附性能試驗研究33-49
• 3.1 引言33
• 3.2 試驗樣品制備33-35
• 3.3 試驗裝置研制及試驗過程35-40
• 3.3.1 試驗裝置研制35-40
• 3.3.2 試驗過程介紹40
• 3.4 試驗結果分析40-46
• 3.4.1 瓦斯吸附量計算與吸附率變化規(guī)律研究40-42
• 3.4.2 瓦斯壓力衰減與瓦斯吸附速率變化規(guī)律研究42-45
• 3.4.3 殘留量與殘留率計算45-46
• 3.4.4 塊狀煤樣瓦斯吸附規(guī)律因素分析46
• 3.5 本章小結46-49
• 第四章 煤體微結構的掃描電鏡研究49-63
• 4.1 引言49
• 4.2 煤樣掃描電鏡研究的必要性49-50
• 4.3 煤體孔隙-裂隙的研究方法及意義50-51
• 4.3.1 煤體的雙重孔隙系統(tǒng)50
• 4.3.2 煤體孔隙-裂隙研究方法50-51
• 4.3.3 煤體孔隙-裂隙的研究意義51
• 4.4 孔隙在煤儲層中的作用51-53
• 4.4.1 孔隙的儲集性51-52
• 4.4.2 孔隙的連通性和滲透性52-53
• 4.4.3 不同級別孔隙對煤儲層的作用53
• 4.5 裂隙在煤儲層中的作用53-56
• 4.5.1 裂隙的宏觀研究53-54
• 4.5.2 裂隙的成因類型54-55
• 4.5.3 裂隙對煤儲層滲透率的貢獻55-56
• 4.6 掃描電鏡的優(yōu)勢及觀測流程56-58
• 4.6.1 掃描電子顯微鏡研究煤的優(yōu)勢56
• 4.6.2 煤樣掃描電鏡觀測工作流程56-58
• 4.7 掃描電鏡分析58-61
• 4.7.1 原生結構煤的顯微結構研究58-59
• 4.7.2 糜棱煤的顯微結構研究59-60
• 4.7.3 碎裂煤的顯微結構研究60-61
• 4.7.4 鱗片煤的顯微結構研究61
• 4.8 本章小結61-63
• 第五章 結論與展望63-66
• 5.1 結論63-64
• 5.2 不足與展望64-66
• 參考文獻66-69
• 致謝69-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文71

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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  本文關鍵詞：韓城構造煤儲層特性及其瓦斯吸附性能試驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：346442