本文關(guān)鍵詞：桃園煤礦長(zhǎng)時(shí)水淹后煤體瓦斯吸附及滲流特性的實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：當(dāng)前煤礦淹井事故頻發(fā),而通過堵排水措施恢復(fù)生產(chǎn)的工作面,從突水到工作面繼續(xù)回采,通常需要?dú)v經(jīng)一年甚至幾年的時(shí)間。在此期間井下開拓的煤體先后經(jīng)歷了包括水侵、脫水、風(fēng)干在內(nèi)的長(zhǎng)時(shí)水淹,而因此受到影響的煤體的微觀結(jié)構(gòu)、瓦斯吸附特性以及瓦斯?jié)B流特性勢(shì)必會(huì)發(fā)生變化,進(jìn)而影響工作面的應(yīng)力場(chǎng)分布。目前該方面仍然缺乏深入研究,本文以桃園煤礦發(fā)生淹井事故后新近恢復(fù)生產(chǎn)的工作面為研究對(duì)象,采用理論分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法,分析了長(zhǎng)時(shí)水淹后距離水侵點(diǎn)不同距離煤樣的孔隙結(jié)構(gòu),瓦斯吸附特性、瓦斯?jié)B流特性之間的異同,并在此基礎(chǔ)上深入研究了礦井長(zhǎng)時(shí)水淹過程中,水侵及風(fēng)干等各階段內(nèi)對(duì)煤體產(chǎn)生影響的范圍。采用壓汞實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)試了距水侵點(diǎn)不同距離的煤樣的孔隙特征以及孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù),對(duì)比分析各煤樣之間孔隙結(jié)構(gòu)和特征參數(shù)的異同;引入分形分析手段定量表征了煤樣孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)隨距水侵點(diǎn)距離長(zhǎng)短的變化規(guī)律。煤體在歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)水淹后,其孔體積、孔面積、平均孔徑及孔隙率的特征參數(shù)均有提升,且出現(xiàn)明顯的“增孔”現(xiàn)象。在不同系實(shí)驗(yàn)度下(20℃,25℃,30℃)對(duì)各煤樣進(jìn)行高壓甲烷等溫吸附實(shí)驗(yàn);基于層吸附理論(Langmuir模型,BET模型)和微孔填充理論(D-A模型),分析了長(zhǎng)時(shí)水淹后煤體的瓦斯吸附特性。長(zhǎng)時(shí)水淹過程中前期的水侵能在一定程度上提高煤體吸附瓦斯的能力,但是由于后期風(fēng)干不完全致使煤體含水率較高則會(huì)對(duì)煤吸附瓦斯起到一定程度的抑制作用。利用實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),針對(duì)距離水侵點(diǎn)不同距離的煤樣的滲透率進(jìn)行了測(cè)試實(shí)驗(yàn),分析了長(zhǎng)時(shí)水淹帶來的煤層瓦斯?jié)B透率的變化趨勢(shì);考慮氣體滑脫效應(yīng)對(duì)煤層瓦斯?jié)B流的影響,通過引入滲流方程對(duì)各煤樣瓦斯?jié)B流數(shù)據(jù)進(jìn)行精確擬合。煤體經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)水淹后滲透率增大,而煤體的高含水率則會(huì)阻礙瓦斯在煤體內(nèi)的滲流,導(dǎo)致煤體視滲透率的下降,但是下降趨勢(shì)隨著煤體含水率達(dá)到飽和狀態(tài)而逐漸放緩�？偨Y(jié)煤體長(zhǎng)時(shí)水淹過程,將其分為:“水侵溶出”以及“脫水風(fēng)干”兩個(gè)階段。在“水侵溶出”階段受影響的煤體可分為(i)潤(rùn)濕滲流區(qū),(ii)抑制滲流區(qū)和(iii)原始滲流區(qū);脫水風(fēng)干階段則分為(a)風(fēng)干增透區(qū),(b)含水增透區(qū),以及(c)原始區(qū)。此外,通過對(duì)比水淹前后工作面鉆孔鉆屑量,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)水淹后應(yīng)力集中區(qū)向煤層深部轉(zhuǎn)移,距巷道10m~25m區(qū)域突出危險(xiǎn)性會(huì)增大,該區(qū)域應(yīng)為瓦斯防治的重點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：長(zhǎng)時(shí)水淹 瓦斯 孔隙結(jié)構(gòu) 吸附特性 滲流特性 水侵 脫水風(fēng)干
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD712
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-18
• 1 緒論18-27
• 1.1 選題的背景及意義18-19
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-24
• 1.3 目前存在的主要問題24-25
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線25-27
• 2 桃園煤礦礦井概況與工作面水淹情況概述27-34
• 2.1 桃園煤礦礦井概況27-29
• 2.2 1035工作面突水情況29-32
• 2.3 實(shí)驗(yàn)樣品采集32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 3 長(zhǎng)時(shí)水淹后煤體孔隙結(jié)構(gòu)的變化特征34-48
• 3.1 煤巖孔隙類型與表征方法34-36
• 3.2 長(zhǎng)時(shí)水淹對(duì)煤體孔隙結(jié)構(gòu)的影響36-42
• 3.3 水侵風(fēng)干煤樣的孔隙結(jié)構(gòu)分形特征42-45
• 3.4 長(zhǎng)時(shí)水淹過程中煤體孔隙結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 4 長(zhǎng)時(shí)水淹對(duì)煤體瓦斯吸附特性的影響規(guī)律48-62
• 4.1 煤吸附瓦斯機(jī)制48-49
• 4.2 高壓甲烷等溫吸附實(shí)驗(yàn)49-52
• 4.3 高壓甲烷等溫吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析52-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 5 長(zhǎng)時(shí)水淹對(duì)煤的瓦斯?jié)B流特性的影響規(guī)律62-76
• 5.1 煤層瓦斯運(yùn)移機(jī)理62-63
• 5.2 煤體徑向滲透率測(cè)試實(shí)驗(yàn)63-66
• 5.3 煤體徑向滲透率測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析66-70
• 5.4 長(zhǎng)時(shí)水淹對(duì)煤體的影響范圍70-73
• 5.5 水淹后煤體瓦斯突出區(qū)域劃分73-74
• 5.6 本章小結(jié)74-76
• 6 結(jié)論與展望76-79
• 6.1 主要結(jié)論76-77
• 6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)77
• 6.3 研究展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-86
• 作者簡(jiǎn)歷86-88
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集88

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2 熊鈺;歐陽沐鯤;鐘吉彬;馮伊涵;;邛西北斷塊須二氣藏水體特征及水侵動(dòng)態(tài)分析[J];內(nèi)蒙古石油化工;2009年07期

3 樊懷才;鐘兵;李曉平;劉義成;楊洪志;馮曦;張?jiān)x;;裂縫型產(chǎn)水氣藏水侵機(jī)理研究[J];天然氣地球科學(xué);2012年06期

4 史全黨;王玉;居來提·司馬義;石新樸;廖偉;李臣;陳如鶴;廖劍波;陳慶;;呼圖壁氣田地層水分布及水侵模式[J];新疆石油地質(zhì);2012年04期

5 張學(xué)鋒,曲慧,郭祥元;綜合治理東區(qū)東Ng3熱采區(qū)邊底水侵[J];油氣田地面工程;2004年03期

6 胡興淵;陳飛;;氣田產(chǎn)水機(jī)理和水侵特征研究[J];中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2014年05期

7 ;[J];;年期

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1 顧范君;桃園煤礦長(zhǎng)時(shí)水淹后煤體瓦斯吸附及滲流特性的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2016年

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