煤層瓦斯氣體是一種很清潔的自然資源,但同時也是一種煤礦生產(chǎn)過程中的有害氣體。我國煤炭資源豐富,煤層瓦斯資源潛力很大,同時瓦斯也造成了我國煤礦災(zāi)害事故頻發(fā)。煤層中的瓦斯氣主要以吸附態(tài)存在于煤的微孔隙壁表面上,但同時還會以游離自由態(tài)以及溶解態(tài)賦存于煤巖中。通過實(shí)驗(yàn)研究初始壓力、溫度以及煤粉粒度對于煤吸附/解吸甲烷影響規(guī)律對于掌握煤層瓦斯的吸附/解吸機(jī)理及特性、煤層氣開采、礦井瓦斯災(zāi)害防治均有重要的作用。本文利用3H-2000PH高壓氣體吸附儀及恒溫水浴裝置為實(shí)驗(yàn)平臺,對淮南礦業(yè)集團(tuán)潘三礦11-2煤樣進(jìn)行不同壓力、溫度、粒度下的甲烷吸附/解吸實(shí)驗(yàn)研究,研究結(jié)果表明:不同壓力、溫度、粒度下煤樣吸附甲烷實(shí)驗(yàn)結(jié)果均符合朗格繆爾方程曲線;同一溫度下,甲烷吸附量隨著壓力的增大而增加,但當(dāng)甲烷壓力增加到一定程度后,甲烷吸附量增加的速率逐漸平緩;降壓可以促進(jìn)甲烷解吸,解吸過程滯后于吸附。不同溫度區(qū)間,吸附規(guī)律不同,40℃-60℃溫度區(qū)間對甲烷吸附影響最大;在溫度-壓力綜合作用下時,甲烷吸附量隨著溫度的升高而減小,隨著壓力的增大,溫度對于甲烷吸附的影響逐漸增大;所有溫度下的煤樣吸附解吸甲烷曲線均不重合,解吸...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文研究的目的與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的
        1.1.3 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 壓力對煤吸附解吸甲烷的影響
        1.2.2 溫度對煤吸附解吸甲烷的影響
        1.2.3 粒度對煤吸附解吸甲烷的影響
    1.3 主要存在的問題
    1.4 研究方法及技術(shù)路線
2 甲烷吸附解吸理論及其影響因素
    2.1 煤吸附甲烷的本質(zhì)及機(jī)理
        2.1.1 煤吸附甲烷的本質(zhì)
        2.1.2 煤吸附甲烷機(jī)理
        2.1.3 煤吸附甲烷模型適用性分析
    2.2 甲烷解吸理論
        2.2.1 甲烷解吸機(jī)理及其分類
        2.2.2 吸附甲烷解吸的條件
    2.3 甲烷吸附/解吸影響因素
    2.4 本章小結(jié)
3 溫度和壓力對煤吸附/解吸甲烷規(guī)律研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.1.1 儀器簡介
        3.1.2 設(shè)備原理及結(jié)構(gòu)
    3.2 實(shí)驗(yàn)樣品
        3.2.1 煤樣采集
        3.2.2 煤樣制備
    3.3 實(shí)驗(yàn)過程
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)原理
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備
        3.3.3 氣密性測試
        3.3.4 樣品脫氣處理
        3.3.5 樣品管死體積測定
    3.4 不同壓力下煤對甲烷等溫吸附/解吸規(guī)律研究
        3.4.1 不同壓力下的等溫吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.4.2 Langmuir等溫線
        3.4.3 不同壓力下的等溫解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.5 不同壓力不同溫度下煤對甲烷吸附/解吸規(guī)律研究
        3.5.1 不同壓力-溫度條件下煤樣對甲烷吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.5.2 溫度對吸附常數(shù)a、b值的影響
        3.5.3 不同壓力-溫度條件下煤樣中甲烷解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
4 不同粒度下的煤對甲烷等溫吸附/解吸規(guī)律研究
    4.1 不同粒度的煤樣等溫吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.2 不同粒度煤樣對吸附常數(shù)a、b值的影響測定
    4.3 不同粒度的煤樣中甲烷等溫解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3879984