發(fā)布時間：2021-11-04 17:23

　　由于我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜,煤礦瓦斯依然是礦井災(zāi)害事故的主要致災(zāi)源。據(jù)統(tǒng)計,我國煤炭資源賦存中,中高階煤與低階煤各占半壁江山,因此,低階煤儲層瓦斯高效抽采與煤礦安全生產(chǎn)對保障我國煤炭能源供應(yīng)具有重要意義。實踐證明,瓦斯抽采是煤礦瓦斯災(zāi)害防治的主要技術(shù)手段之一,但高瓦斯、低滲透、低階煤儲層瓦斯由于煤層特點導(dǎo)致抽采瓦斯?jié)舛鹊�、抽采效果�?使得常規(guī)抽采技術(shù)難以滿足礦井安全生產(chǎn)的要求。已有研究證實,高壓注水措施是瓦斯治理的有效技術(shù)措施之一,因此針對低階煤儲層瓦斯賦存的特點,深入研究高瓦斯低滲透低階煤層瓦斯水力化防治的新技術(shù),對于降低低階煤瓦斯災(zāi)害、保障我國西部低階煤安全開采具有重要實際意義。本文以胡家河煤礦為研究對象,采用理論分析、實驗研究、現(xiàn)場試驗等手段相互結(jié)合的方法,系統(tǒng)研究了高壓水侵入煤體過程中煤與水的耦合作用及其對煤體致裂、瓦斯解吸、驅(qū)替、滲流等的作用規(guī)律,并以此為基礎(chǔ)提出了“高壓水致裂增透瓦斯抽采與殘余瓦斯水鎖封堵”相結(jié)合的低階煤瓦斯治理新方法。具體研究成果如下:1)對胡家河礦煤體潤濕特性及影響因素進行實驗分析發(fā)現(xiàn),潤濕特性較差。胡家河礦煤體潤濕特性受活性劑、孔隙結(jié)構(gòu)、表面官能團等因素... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

煤體含水率測試分析儀Figure2-1Watercontentanalyzerofcoalbody

工程碩士專業(yè)學位論文12液體在滴落到固體表面時，原有固氣相界面會消失，并會產(chǎn)生新的固液界面，這種變換現(xiàn)象叫做潤濕。液體在固體表面會呈現(xiàn)三種狀態(tài)：①覆蓋在固體表面，可以看做是無限大平面的薄膜；②截面小于圓半徑的拱形；③大于圓半徑的截面，三種狀態(tài)如圖2-2所示。圖2-2液體在固體表面呈現(xiàn)的三種狀態(tài)圖Figure2-2Threestatediagramsofliquidonsolidsurface接觸角測定實驗采用DSA100型接觸角測量儀。在實驗過程中所使用的煤塊均為原煤，使用錘子等工具將大煤塊破碎為拇指見方的小煤塊，并對煤塊進行篩選，選出對面比較平整的煤塊作為試樣，并采用不同細度的砂紙依次對煤塊進行打磨，以保證煤塊對面平整且與平面平行，實驗過程中所使用的煤塊、設(shè)備、材料等如圖2-3、2-4所示。圖2-3DSA100接觸角測定儀Figure2-3DSA100contactangletester圖2-4測定接觸角界面Figure2-4Determinationofcontactangleinterface進行實驗前，準備好煤塊、水、針管等，將針管吸入適量水后，安裝針管，將煤塊放置于載物臺的合適位置，并打開設(shè)備，調(diào)整設(shè)備及軟件參數(shù)。從針管液滴滴落瞬間開θθ（a）（b）（c）

工程碩士專業(yè)學位論文12液體在滴落到固體表面時，原有固氣相界面會消失，并會產(chǎn)生新的固液界面，這種變換現(xiàn)象叫做潤濕。液體在固體表面會呈現(xiàn)三種狀態(tài)：①覆蓋在固體表面，可以看做是無限大平面的薄膜；②截面小于圓半徑的拱形；③大于圓半徑的截面，三種狀態(tài)如圖2-2所示。圖2-2液體在固體表面呈現(xiàn)的三種狀態(tài)圖Figure2-2Threestatediagramsofliquidonsolidsurface接觸角測定實驗采用DSA100型接觸角測量儀。在實驗過程中所使用的煤塊均為原煤，使用錘子等工具將大煤塊破碎為拇指見方的小煤塊，并對煤塊進行篩選，選出對面比較平整的煤塊作為試樣，并采用不同細度的砂紙依次對煤塊進行打磨，以保證煤塊對面平整且與平面平行，實驗過程中所使用的煤塊、設(shè)備、材料等如圖2-3、2-4所示。圖2-3DSA100接觸角測定儀Figure2-3DSA100contactangletester圖2-4測定接觸角界面Figure2-4Determinationofcontactangleinterface進行實驗前，準備好煤塊、水、針管等，將針管吸入適量水后，安裝針管，將煤塊放置于載物臺的合適位置，并打開設(shè)備，調(diào)整設(shè)備及軟件參數(shù)。從針管液滴滴落瞬間開θθ（a）（b）（c）

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]低階煤物理性質(zhì)與化學組成對其潤濕性影響[J]. 孔德婷,馬琳鴿,李永龍,劉聰云.  煤炭加工與綜合利用. 2019(05)
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[5]不同類型表面活性劑對煤體的潤濕性研究[J]. 李皓偉,王兆豐,岳基偉,董家昕.  煤礦安全. 2019(03)
[6]高溫干燥下褐煤化學結(jié)構(gòu)演化的譜學研究[J]. 慕晨,張守玉,李尤,李昊.  熱能動力工程. 2018(05)
[7]不同含水率煤體單軸壓縮力學特性及損傷統(tǒng)計模型研究[J]. 王凱,蔣一峰,徐超.  巖石力學與工程學報. 2018(05)
[8]負壓對瓦斯抽采的作用機制及在瓦斯資源化利用中的應(yīng)用[J]. 程遠平,董駿,李偉,陳明義,劉坤.  煤炭學報. 2017(06)
[9]脈沖氣壓疲勞對原煤力學特性及滲透率的影響[J]. 侯鵬,高峰,高亞楠,楊玉貴,程紅梅.  中國礦業(yè)大學學報. 2017(02)
[10]低滲煤層CO2預(yù)裂增透高效瓦斯抽采原理及應(yīng)用[J]. 孫文忠.  煤炭科學技術(shù). 2017(01)

博士論文
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[3]微波輻射下煤體熱力響應(yīng)及其流-固耦合機制研究[D]. 李賀.中國礦業(yè)大學 2018
[4]煤巖體水力壓裂裂縫擴展及對瓦斯運移影響研究[D]. 袁志剛.重慶大學 2014
[5]低透煤層水力致裂增透與驅(qū)趕瓦斯效應(yīng)研究[D]. 程慶迎.中國礦業(yè)大學 2012
[6]煤儲層固—液—氣相間作用機理研究[D]. 張時音.中國礦業(yè)大學 2009
[7]煤對氧分子的吸附機理研究[D]. 劉仲田.遼寧工程技術(shù)大學 2007

碩士論文
[1]高壓驅(qū)替相與CH4在煤體中的吸附解吸及擴散與滲流規(guī)律研究[D]. 高子善.中國礦業(yè)大學 2019
[2]MOFs基吸附材料優(yōu)化制備及其對含瓦斯氣體競爭吸附機理[D]. 袁創(chuàng)創(chuàng).中國礦業(yè)大學 2019
[3]突出煤層掘進工作面煤塵潤濕特性及防塵技術(shù)研究[D]. 張銳.中國礦業(yè)大學 2019
[4]表面活性劑對低階煤瓦斯放散性能影響的實驗研究[D]. 劉寶莉.西安科技大學 2018
[5]山西中高煤階煤儲層孔裂隙特征及對滲透性的影響[D]. 歐陽仲秋.中國地質(zhì)大學(北京) 2017
[6]高瓦斯煤層及直接頂瓦斯吸附—解吸特性研究[D]. 靳擎.太原理工大學 2017
[7]新型煤塵潤濕劑的實驗研究[D]. 馬艷玲.安徽理工大學 2016
[8]表面活性劑對煤潤濕性的影響[D]. 郝景潤.安徽理工大學 2016
[9]煤粉吸附法深度處理焦化尾水試驗研究[D]. 孫浩.中國礦業(yè)大學 2016
[10]熱作用及水分影響顧橋煤吸附甲烷的規(guī)律研究[D]. 李卓睿.中國礦業(yè)大學 2015



本文編號：3476166