本文關鍵詞：富重烴煤層瓦斯解吸特性及瓦斯含量測值評價

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【摘要】：煤層瓦斯含量是最重要的煤層瓦斯基礎參數之一,是計算煤層瓦斯儲量、預測礦井瓦斯涌出量及評價煤層突出危險性的重要參數。瓦斯含量測定法中最常用的就是井下直接測定法,而影響此方法測定準確性的因素有水分、溫度、壓力、煤的變質程度和粒徑等,卻很少有研究不同瓦斯組分對瓦斯解吸特性的影響。在煤層氣中CH4的含量占大多數,并且含有一些N2、CO2以及C2H6、C3H 8等長鏈重烴組分,在實驗室測定煤層瓦斯含量時,常常只測試CH4、N2、CO2這三種成份。對于大多數煤層來說,這三種成份的濃度相加等于或者接近100%,從而可以忽略重烴組分的存在。但是在一些特殊的礦區(qū),煤層瓦斯組分中含有較高的重烴組分,通常高達5%~25%,這時重烴作為煤層氣中的重要組成部分就不可以忽視了。瓦斯組分的不同對瓦斯解吸規(guī)律的影響也不一樣,尤其是與CH4有著相似性質的C2H6、C3H8等重烴氣體對煤層瓦斯解吸規(guī)律存在影響,并且由于重烴的存在也影響現行的瓦斯含量測定方法及測值。通過對九里山煤礦和牛馬司煤礦煤層瓦斯含量進行測定,分析了瓦斯中各組分濃度,確定了重烴組分的存在。首先進行了煤對CH4和C2H6單組分氣體的解吸特性實驗,分析比較了不同吸附平衡壓力、不同煤樣和不同氣體的解吸規(guī)律,得出隨著吸附平衡壓力的升高,兩種煤對CH4和C2H6單組分氣體的解吸量逐漸增大,解吸速度也逐漸增大;在相同吸附平衡壓力條件下,九里山煤礦無煙煤對CH4的解吸量和解吸速度大于牛馬司煤礦焦煤,C2H6的規(guī)律也一樣。其次進行了煤對CH4-C2H6混合氣體的解吸特性實驗,得出吸附平衡壓力和濃度配比同時影響混合氣體的解吸特性;解吸放出的混合氣體濃度變化規(guī)律,符合近煤表面為重烴成分,外層為輕烴成分的吸附模型。瓦斯組分影響瓦斯解吸特性,則重烴混合氣體將影響解吸規(guī)律,基于煤對重烴混合氣體的等溫解吸特性,研究含重烴煤層瓦斯含量的合理確定,為瓦斯含量測定的準確性提供依據。
【關鍵詞】：瓦斯含量 瓦斯組分 重烴 解吸特性 濃度變化 吸附模型
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 前言10-20
• 1.1 研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-17
• 1.2.1 煤層瓦斯含有重烴特征和成因研究11-12
• 1.2.2 煤對氣體的解吸特性研究12-17
• 1.3 研究內容17-18
• 1.4 創(chuàng)新點18
• 1.5 技術路線18-20
• 2 含重烴煤層瓦斯含量及瓦斯組分構成分析20-28
• 2.1 實驗煤樣選取及取樣煤層的基本情況20-21
• 2.1.1 湖南牛馬司煤礦2號煤層基本情況20-21
• 2.1.2 焦作九里山煤礦二_1煤層基本情況21
• 2.2 煤層瓦斯含量測定21-26
• 2.2.1 煤層瓦斯含量測定方法21-24
• 2.2.2 煤層瓦斯含量測定結果24-26
• 2.3 煤樣中重烴氣體組分組成26-27
• 2.4 本章小結27-28
• 3 煤中單組分氣體解吸特性實驗研究28-48
• 3.1 煤中瓦斯解吸機理28-29
• 3.2 煤對單組分氣體等溫解吸實驗方法29-36
• 3.2.1 實驗條件的確定29-30
• 3.2.2 實驗設備30-31
• 3.2.3 實驗設備氣密性檢查31
• 3.2.4 主要設備標準體積的測定31-33
• 3.2.5 等溫解吸特性實驗步驟33-35
• 3.2.6 實驗數據處理35-36
• 3.3 不同吸附平衡壓力時煤對單組分氣體的等溫解吸特性36-38
• 3.3.1 煤對CH_4的等溫解吸特性36-37
• 3.3.2 煤對C_2H_6的等溫解吸特性37-38
• 3.4 不同煤樣對單組份氣體的等溫解吸特性38-42
• 3.4.1 煤樣對CH_4單組分氣體的等溫解吸38-40
• 3.4.2 煤樣對C_2H_6單組分氣體的等溫解吸40-42
• 3.5 同一煤樣對不同單組分氣體的等溫解吸特性42-46
• 3.6 本章小結46-48
• 4 煤中CH_4-C_2H_6混合氣體的解吸特性實驗研究48-72
• 4.1 煤體瓦斯解吸影響因素分析48-49
• 4.2 混合氣體配比選擇49-53
• 4.2.1 混合氣體的配置方法49-50
• 4.2.2 等溫解吸特性實驗方法50-53
• 4.3 實驗數據處理53-55
• 4.4 不同平衡壓力下煤對CH_4-C_2H_6混合氣體的等溫解吸特性規(guī)律55-58
• 4.5 相同吸附平衡壓力下煤對不同濃度混合氣體的解吸特性58-64
• 4.6 不同煤樣對混合氣體的解吸特性對比分析64-65
• 4.7 等溫解吸過程中混合氣體濃度的變化規(guī)律65-69
• 4.8 本章小結69-72
• 5 基于重烴氣體解吸規(guī)律對煤層瓦斯含量測值進行評價72-84
• 5.1 富重烴煤層解吸數據擬合分析72-74
• 5.2 重烴氣體對采樣損失量推算的影響分析74-79
• 5.3 含重烴煤層瓦斯含量直接測定法79-81
• 5.3.1 損失量的修正79-80
• 5.3.2 瓦斯組分的修正80-81
• 5.4 現行瓦斯含量測定方法對重烴煤層瓦斯含量測值評價81-82
• 5.5 本章小結82-84
• 6 結論和展望84-86
• 6.1 主要結論84-85
• 6.2 展望85-86
• 參考文獻86-90
• 作者簡歷90-92
• 學位論文數據集92

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本文編號：915954