瓦斯是煤礦領域內威脅企業(yè)安全生產的重大災害源之一,同時也是一種對環(huán)境有害的溫室氣體,但若能夠合理利用便是一種高效的清潔資源。我國的大部分煤層普遍具有微孔隙、低滲透率、高吸附性的特點,因此探討如何改善煤體孔、裂隙結構、進行煤層增透對提高瓦斯抽采具有十分重要的意義。本文以熱蒸汽注熱增透強化煤層瓦斯抽采技術為工程背景,采用實驗室小尺度試樣實驗、分子模擬和理論分析相結合的方法,分析研究了熱蒸汽注熱作用下的煤體熱響應特性,研究了煤體熱蒸汽注熱作用下的煤體瓦斯解吸特征,探究了熱蒸汽作用后的煤體孔、裂隙演化規(guī)律,并對該技術的工程應用進行了展望。研究取的成果如下:設計并搭建了熱蒸汽注熱作用下的煤體熱響應實驗平臺,研究了熱蒸汽注熱作用下的煤體熱響應特性。研究發(fā)現(xiàn)在熱蒸汽作用時,煤體的熱響應特性表現(xiàn)出階段性、相似性、波動性、不均勻性、滯后性和衰減性;不同變質程度的煤樣相比,無煙煤具有更好的導熱性,熱響應效果更好。探究了溫度對煤體瓦斯吸附能力的影響,發(fā)現(xiàn)溫度升高能明顯降低煤體瓦斯吸附量;從微觀角度研究了水分子對甲烷分子吸附解吸行為的影響,發(fā)現(xiàn)當水分子與甲烷分子共存時,水分子比甲烷分子更易吸附在高階煤表面;當...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1我國主要聚煤盆地及其煤層氣資源分布

3[25]，我國的主要聚煤盆地及其煤層氣資源分布如圖1-1所示，巨大的煤層氣資源具有十分可觀的潛在經濟價值。以瓦斯發(fā)電技術為例，當前世界上瓦斯發(fā)電有高濃度瓦斯發(fā)電（瓦斯?jié)舛却笥?0%）和低濃度瓦斯發(fā)電（瓦斯?jié)舛刃∮?0%）兩種形式[26]。由于低濃度瓦斯利用相對困難，我國規(guī)定瓦斯....

圖1-2研究思路示意圖

存和流動的影響；最后，為證明該研究課題的實際意義，提出合理的熱蒸汽注熱增透強化煤層瓦斯抽采技術的工程應用設想，并分析了該技術運用時需要控制的關鍵因素。本文的總體研究思路如圖1-2所示。圖1-2研究思路示意圖Figure1-2Schematicofresearchpr....

圖2-1實驗試樣實物圖和示意圖

3的立方體標準試樣，原煤從礦區(qū)取樣后迅速加工成試樣，并在恒溫恒濕箱中養(yǎng)護保存，每個試樣鉆5個測孔，如圖2-1所示。圖2-1實驗試樣實物圖和示意圖Figure2-1Pictureofcoalsampleandschematicdiagramofthetes....

圖2-2熱蒸汽注熱作用下的煤體熱響應實驗平臺示意圖

部分：熱蒸汽發(fā)生控制系統(tǒng)、煤體夾持加熱保溫系統(tǒng)和測溫數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。實驗前在煤樣內部打孔，并在測孔內布置探針式熱電偶，連接熱電偶和采集設備進行數(shù)據(jù)采集，如圖2-2、圖2-3所示。圖2-2熱蒸汽注熱作用下的煤體熱響應實驗平臺示意圖Figure2-2Schematicdiag....

本文編號：3925575