本文選題：構造煤 + 孔隙結構��； 參考：《煤炭科學研究總院》2016年碩士論文

【摘要】：由于受應力作用,構造煤孔隙結構復雜、滲透性差、強度低,易造成瓦斯異常涌出和突出災害。本文以微觀觀測和流體侵入相結合的手段,從孔容、比表面積及單位孔容的比表面積(相對比表面積)方面對孔隙結構進行了深入研究；并在實驗測試基礎上對煤的吸附解吸特性進行了對比研究,探討了孔隙結構與解吸特性的相關性,根據(jù)研究結果,提出了構造煤孔隙結構與解吸特性線性關系。研究成果主要有以下幾個部分：(1)論文采用掃描電鏡(SEM)法對潞安礦區(qū)3#煤層構造煤及原生煤進行了微觀觀測,定量分析了SEM掃描圖片中孔隙密度,結果表明：1千、5千和1萬倍率掃描圖片中構造煤孔隙密度約為原生煤的1.25、1.57、1.75倍。采用壓汞法和低溫氮吸附法測試了潞安礦區(qū)3#煤層構造煤孔隙結構參數(shù),結果表明：微孔和過渡孔體積占孔容的主要部分,構造煤孔容約為原生煤的1.46倍,構造煤比表面積約為原生煤的1.2倍。相對比表面積約為原生煤的1.19倍。(2)實驗室開展了高壓等溫吸附實驗,發(fā)現(xiàn)構造煤瓦斯吸附量約為原生煤的1.16倍；利用吸附-解吸裝置測定了構造煤和原生煤在不同吸附平衡壓力下瓦斯初期解吸規(guī)律及120min內的解吸量,在0.5MPa、1.5MPa、2.5MPa三種吸附平衡壓力下,構造煤解吸量平均值分別為原生煤的1.06、1.15、1.17倍；第1min、 3-5min內解吸量分別為原生煤的1.47、1.14倍。(3)分析了孔隙結構與解吸特性的相關性,發(fā)現(xiàn)瓦斯吸附量、解吸量隨相對比表面積增大而增大,具有較好的線性相關性；原生煤相關度高于構造煤,壓力越大,相關度越高。(4)在潞安礦區(qū)郭莊礦、高河礦現(xiàn)場測試了3#煤層構造煤和原生煤在第1min內和第3-5min內的瓦斯解吸量,通過實測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)郭莊礦、高河礦構造煤在兩段時間內的平均解吸量相對原生煤高48.6%和15.9%,47.61%和14.36%。與實驗室解吸規(guī)律保持較好的一致性。
[Abstract]:Because of the stress, the pore structure of structural coal is complex, the permeability is poor, and the strength is low, which can easily cause abnormal gas emission and outburst disaster. In this paper, the pore structure is studied from the aspects of pore volume, specific surface area and specific surface area per unit pore volume (relative specific surface area) by means of micro observation and fluid intrusion. On the basis of experimental tests, the adsorption and desorption characteristics of coal were compared and studied, and the correlation between pore structure and desorption characteristics was discussed. Based on the results, the linear relationship between pore structure and desorption characteristics of structural coal was proposed. The main research results are as follows: (1) the microscopic observation of structural coal and primary coal in coal seam of Lu'an mining area was carried out by using scanning electron microscope (SEM) method, and the pore density in scanning image of SEM was quantitatively analyzed. The results show that the pore density of tectonic coal is about 1.251.57 times as much as that of primary coal. The pore structure parameters of structural coal in coal seam in Luan mining area were measured by mercury injection method and low temperature nitrogen adsorption method. The results showed that the volume of micropore and transition pore occupied the main part of pore volume, and the pore volume of tectonic coal was about 1.46 times of that of primary coal. The specific surface area of tectonic coal is about 1.2 times of that of primary coal. The relative specific surface area is about 1.19 times as high as that of the primary coal.) the isothermal adsorption experiment at high pressure has been carried out in the laboratory. It is found that the gas adsorption capacity of the tectonic coal is about 1.16 times that of the original coal. The initial desorption law of gas and the desorption amount in 120min of the structural coal and the primary coal under different adsorption equilibrium pressures were measured by means of adsorption-desorption apparatus. Under the three kinds of adsorption equilibrium pressure of 0.5 MPA, 1.5 MPA and 2.5 MPA, the average desorption capacity of the tectonic coal was 1.06 ~ 1.15 ~ 1.17 times as high as that of the original coal, respectively. In the first minute, the desorption amount in 3-5min was 1.47% 1.14 times as high as that of the primary coal. The correlation between the pore structure and desorption characteristics was analyzed. It was found that the gas adsorption capacity and desorption capacity increased with the increase of the relative specific surface area and had a good linear correlation. The correlation degree of the primary coal is higher than that of the tectonic coal, and the pressure is higher, the correlation is higher. 4) in Guozhuang Mine, Lu'an Mining area, the gas desorption capacity of the structural coal and the primary coal in the coal seam in the 1min and the 3-5min are tested in the field of Gaohe Coal Mine. The average desorption capacity of tectonic coal in Gaohe Mine in two periods is 48.6% higher than that of primary coal, and 47.61% and 14.36% higher than that of primary coal. It is consistent with the desorption law in laboratory.
【學位授予單位】：煤炭科學研究總院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD712

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本文編號：1843052