本文關(guān)鍵詞：不同激勵源對煤析出氣體及煤吸附氣體對瓦斯突出的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤與瓦斯突出是煤礦開采中復(fù)雜的動力現(xiàn)象,嚴重制約著煤礦的生產(chǎn)安全。目前,國內(nèi)外學(xué)者對突出機理做了大量研究,普遍認為該突出是由地應(yīng)力、瓦斯及煤的物理力學(xué)性能等綜合作用引起的,即綜合作用假說。本文以此假說為基礎(chǔ),設(shè)計并制作了不同激勵源激勵煤析出瓦斯的實驗平臺及煤與瓦斯突出模擬實驗系統(tǒng)。主要進行了以下兩部分內(nèi)容的研究：不同激勵源對煤析出瓦斯的影響及各氣體對煤與瓦斯突出強度的影響,為預(yù)防井下煤與瓦斯突出提供實驗數(shù)據(jù)。所有用于實驗的試樣均被密封保存且其體內(nèi)吸附氣體己抽放干凈。第一部分主要研究了電磁激勵源、熱激勵源作用于不同粒度及不同含水率煤樣時的氣體析出。通過采用紅外分析儀、光纖傳感器(CH4、CO2、CO、H2S)分別定性及實時定量在線檢測實驗過程中析出瓦斯氣體的主要成分及含量。主要結(jié)果如下：(1)在電磁激勵源及熱激勵源作用下,無煙煤會析出瓦斯氣體,析出氣體的主要成分為CH4、CO2、CO、H2O,析出氣體后的試樣較作用前的煤樣粒度變小且分布更加均勻。電磁激勵下的煤析出氣體量遠高于熱源激勵。(2)煤樣粒度對煤析出瓦斯有一定的影響。隨著煤樣粒度的減小,析出各氣體含量都先保持平穩(wěn)趨勢后增加,最后下降。(3)煤樣含水率對煤析出氣體有較大的影響,隨著煤中水分含量的增加,煤析出氣體的含量減少。第二部分主要研究了不同種類吸附氣體及其所處狀態(tài)對煤與瓦斯突出強度的影響,及向已吸附瓦斯的無煙煤注入氮氣對煤與瓦斯突出的作用,用突出后煤粉的含量的變化來反映瓦斯突出的強度。得到如下主要結(jié)果：吸附氣體的釋放對試樣具有粉碎作用,可以由此定性評價各類氣體及狀態(tài)對煤與瓦斯突出的作用程度。(1)在相同的吸附溫度、壓力及吸附時間的條件下,吸附氣體中CH4含量越高,突出后形成的細粉含量越高。(2)氣體所處狀態(tài)對瓦斯突出強度有一定的影響。在一定的吸附溫度及吸附時間下,當甲烷由亞臨界狀態(tài)變?yōu)槌R界狀態(tài)時,煤吸附高濃度甲烷突出后形成的細粉含量迅速增加。(3)煤樣粒度對煤析出瓦斯有一定的影響。在一定的吸附溫度及吸附時間下,吸附相同氣體時,煤樣粒徑越小,突出后形成的細粉含量越多,煤與瓦斯突出強度越大。(4)在一定的吸附溫度及吸附時間下,當煤吸附99%CH4后注入氮氣較只吸附99%CH4,快速卸壓后形成的細粉含量要少,說明氮氣的注入影響了煤對瓦斯的吸附量且減小了瓦斯突出強度。
【關(guān)鍵詞】：煤與瓦斯突出 無煙煤 電磁波 吸附氣體
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD713
【目錄】：

• 摘要10-12
• Abstract12-14
• 第一章 文獻綜述14-25
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 瓦斯突出機理的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 瓦斯突出的影響因素17-22
• 1.3.1 地應(yīng)力場17-19
• 1.3.2 煤體的理化性質(zhì)19-20
• 1.3.3 瓦斯壓力20-22
• 1.4 瓦斯突出的防治措施22-23
• 1.5 本文的研究目的及內(nèi)容23-25
• 1.5.1 研究目的23
• 1.5.2 研究的主要內(nèi)容23-25
• 第二章 實驗方案設(shè)計及實驗平臺的搭建25-35
• 2.1 影響瓦斯析出因素的選定25-26
• 2.2 電磁輻射頻率和強度的選擇26-27
• 2.3 溫度區(qū)間的選擇27
• 2.4 煤樣粒度的選取27
• 2.5 檢測方法的選擇27-29
• 2.5.1 氣體成分鑒別方法的選擇27-28
• 2.5.2 主要氣體的在線檢測方法28-29
• 2.6 電磁場和熱為激勵源時實驗裝置的設(shè)計與制作29-33
• 2.6.1 各部分的設(shè)計要求29-30
• 2.6.2 選型、選材與制作30-32
• 2.6.3 裝置示意圖32
• 2.6.4 各部分的功能介紹32-33
• 2.7 氣體吸附裝置的要求與定制33-34
• 2.8 本章小結(jié)34-35
• 第三章 電磁場作用下,煤樣水分及粒度對煤析出瓦斯的影響35-50
• 3.1 實驗儀器與材料35-36
• 3.2 實驗內(nèi)容36-38
• 3.2.1 實驗原理及預(yù)試驗36
• 3.2.2 無煙煤原始煤樣水分的測定36-37
• 3.2.3 不同粒度煤樣的制備37
• 3.2.4 不同水分含量煤樣的制備37-38
• 3.2.5 測試過程38
• 3.3 實驗結(jié)果與討論38-48
• 3.3.1 煤樣在電磁輻射下析出氣體的紅外吸收光譜38-40
• 3.3.2 煤樣粒度對煤析出瓦斯含量的影響40-47
• 3.3.2.1 不同粒度煤樣的氣體傳感器測試結(jié)果40-44
• 3.3.2.2 粒度對煤析出瓦斯含量的影響44-46
• 3.3.2.3 電磁輻射前后樣品粒度的變化46-47
• 3.3.3 電磁輻射作用下水分對煤析出瓦斯的影響47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第四章 溫度對煤析出瓦斯的影響50-61
• 4.1 實驗儀器與材料50-51
• 4.2 實驗內(nèi)容與測試過程51
• 4.3 實驗結(jié)果與討論51-59
• 4.3.1 不同溫度下煤樣析出瓦斯氣體的紅外吸收光譜51-52
• 4.3.2 不同作用溫度對煤析出瓦斯的影響52-58
• 4.3.2.1 傳感器在線跟蹤檢測結(jié)果分析53-58
• 4.3.2.2 溫度對煤析出瓦斯含量的影響58
• 4.3.3 溫度作用前后煤樣粒度的變化58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第五章 煤吸附的氣體對瓦斯突出的影響61-72
• 5.1 實驗儀器與材料61-62
• 5.2 實驗內(nèi)容62-65
• 5.2.1 預(yù)試驗62-63
• 5.2.2 吸附氣體的選擇63
• 5.2.3 控制壓力的確定63-64
• 5.2.4 操作過程要求64
• 5.2.5 測試過程64
• 5.2.6 實驗結(jié)果的表示方法64-65
• 5.3 實驗結(jié)果與討論65-70
• 5.3.1 吸附氣體種類對瓦斯突出的影響65-67
• 5.3.2 煤吸附高濃度甲烷釋放后的狀態(tài)變化67-68
• 5.3.3 不同粒度煤樣對瓦斯突出模擬結(jié)果的影響68-69
• 5.3.4 注入N_2對瓦斯突出強度的影響69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 第六章 結(jié)論72-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-79
• 附錄：碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文79-80
• 附件80

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：不同激勵源對煤析出氣體及煤吸附氣體對瓦斯突出的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：364557