煤層氣（煤礦瓦斯）作為煤炭的伴生產(chǎn)物,是一種由煤層生成并主要以吸附狀態(tài)儲集于煤層中的非常規(guī)天然氣,其主要成分為甲烷。煤層氣大規(guī)模的開發(fā)與利用對于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、環(huán)境污染防治和礦井瓦斯災(zāi)害治理等都有著重要的意義。云南、貴州、四川、重慶等西南地區(qū)煤層氣資源十分豐富,但是該地區(qū)具有顯著的疊置含氣系統(tǒng)煤層氣成藏特征,導(dǎo)致煤層氣常規(guī)開采技術(shù)在該區(qū)無法適用。同時由于該地區(qū)煤儲層滲透率較低,嚴(yán)重制約了煤層氣的高效開采,而煤層注二氧化碳驅(qū)替煤層氣技術(shù)不僅可以提高煤層氣采收率,還可以實現(xiàn)二氧化碳的地下封存,是一種具有較好發(fā)展前景的煤層氣增產(chǎn)技術(shù)。為此,本文針對我國西南地區(qū)普遍存在的疊置含氣系統(tǒng)煤層氣成藏特征這一工程背景,以貴州金佳煤礦煤樣為研究對象,利用自主研發(fā)的試驗裝置開展了一系列疊置含氣系統(tǒng)煤層氣開采及注二氧化碳增產(chǎn)試驗研究,系統(tǒng)分析了煤層氣開采中儲層參數(shù)的動態(tài)時空演化規(guī)律、疊置含氣系統(tǒng)煤層氣合采中的層間干擾機制以及不同注二氧化碳增產(chǎn)模式下的煤層氣增產(chǎn)效果,并結(jié)合煤層氣地質(zhì)學(xué)、滲流力學(xué)、巖石力學(xué)及多孔介質(zhì)理論等對煤層注氣增產(chǎn)機理進(jìn)行了有益探討。通過上述研究,取得如下研究進(jìn)展:（1）基于疊置含氣系統(tǒng)煤層... 

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011-2016年全國煤礦較大以上事故統(tǒng)計

瓦斯災(zāi)害防治等方面均起著十分重要的作用[19]。為了研究方便開始對煤的孔隙類型進(jìn)行劃分。種是按照煤孔隙的成因分類：其中 Gan[20]將煤孔隙劃分為分子熱成因孔和裂縫孔等；郝琦[21]將煤孔隙劃分為為植物組織孔、間孔、鑄�？缀腿芪g孔等；張慧[22]、朱興珊[23]、蘇現(xiàn)波[24]等也分；第二種是按照煤孔隙的孔徑結(jié)構(gòu)分類：煤的孔隙大小差別極寬納米級，到最大孔的孔寬毫米級。具體的劃分方案很多，目前霍劃分方案在國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛，劃分出大孔（>1 000 nm）、中孔）、小孔（過渡孔，10～100 nm）和微孔（<10 nm），分類的基范圍與固氣分子作用效應(yīng)。另外，張紅日[26]、桑樹勛[27]、秦勇[也分別從不同角度對煤孔隙孔徑進(jìn)行了界定；第三種是按照煤孔俊[30]將煤的微孔隙按按孔道分布特征分成開放型、過渡型和封9 個小類；陳萍[31]則將煤孔隙劃分為開放型透氣性Ⅰ類孔、一端類孔和細(xì)頸瓶形Ⅲ類孔。

1 緒 論2.2 煤層氣吸附解吸特性與煤層氣運移理論煤既是煤層氣產(chǎn)生的源巖，又是氣藏的儲集層和流動場所，同時煤又是型的雙重孔隙結(jié)構(gòu)巖石，由基質(zhì)孔隙和割理裂隙組成，基質(zhì)孔隙是煤層氣空間，割理裂隙對煤層氣運移和產(chǎn)出具有決定作用。煤層氣運移是一個極的過程，基于煤雙重孔隙結(jié)構(gòu)的幾何模型，可簡化為解吸-擴散-滲流三個階先煤基質(zhì)孔隙表面吸附煤層氣因孔隙壓力降低而解吸，然后在濃度梯度作煤基質(zhì)孔隙擴散到裂隙中轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x煤層氣，最后在壓力梯度下滲流至井筒圖 1.3 所示。一般認(rèn)為煤層氣吸附解吸過程互為可逆，因此下面分別從煤層解吸、擴散、滲流等三個方面進(jìn)行評述。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]邊界效應(yīng)與尺寸效應(yīng)模型的本質(zhì)區(qū)別及相關(guān)設(shè)計應(yīng)用[J]. 管俊峰,胡曉智,李慶斌,吳智敏.  水利學(xué)報. 2017(08)

博士論文
[1]煤的雙重孔隙結(jié)構(gòu)等效特征及對其力學(xué)和滲透特性的影響機制[D]. 郭海軍.中國礦業(yè)大學(xué) 2017
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[3]煤與瓦斯突出的能量源及能量耗散機理研究[D]. 羅甲淵.重慶大學(xué) 2016
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[5]煤吸附/解吸變形特征及其影響因素研究[D]. 張遵國.重慶大學(xué) 2015
[6]煤層氣開采中煤儲層參數(shù)動態(tài)演化的物理模擬試驗與數(shù)值模擬分析研究[D]. 劉東.重慶大學(xué) 2014
[7]中國煤炭產(chǎn)量峰值與煤炭資源可持續(xù)利用問題研究[D]. 鄭歡.西南財經(jīng)大學(xué) 2014
[8]突出危險煤層群卸壓瓦斯抽采技術(shù)優(yōu)化及防突可靠性研究[D]. 劉彥偉.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
[9]注氣驅(qū)替深部煤層CH4實驗及驅(qū)替后特征痕跡研究[D]. 王立國.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
[10]含瓦斯煤體損傷破壞特征及瓦斯運移規(guī)律研究[D]. 孟磊.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013

碩士論文
[1]深部采動應(yīng)力影響下煤與瓦斯突出物理模擬試驗研究[D]. 張超林.重慶大學(xué) 2015
[2]含瓦斯煤成型條件優(yōu)化及煤層氣開采物理模擬試驗研究[D]. 蘇小鵬.重慶大學(xué) 2014



本文編號：3302746