發(fā)布時(shí)間：2021-07-23 05:16

　　我國(guó)高瓦斯突出煤層普遍具有高瓦斯、低滲透、強(qiáng)吸附的特征,瓦斯抽采難,需要采用強(qiáng)化增透措施�，F(xiàn)今普遍適用的增透措施主要有:水力割縫,水力壓裂,水力沖孔等。但是還難以滿足煤礦生產(chǎn)實(shí)際需要,迫切需要探索新的強(qiáng)化增透原理和技術(shù)。本文以熱驅(qū)動(dòng)煤體瓦斯解吸流動(dòng)為主線,采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究手段,從分子層面、孔隙層面和裂隙層面深入研究了高溫?zé)狎?qū)動(dòng)下煤體結(jié)構(gòu)演化及動(dòng)態(tài)解吸規(guī)律,得到了以下主要結(jié)論。（1）通過(guò)提高煤體溫度,會(huì)改變煤體的分子結(jié)構(gòu)的組成,高溫?zé)狎?qū)動(dòng)使羥基和含氧官能團(tuán)含量減少,使脂肪烴受熱分解,導(dǎo)致煤體賦水能力下降,吸附瓦斯性能減弱,分解產(chǎn)生的氣體使閉合孔隙打開(kāi),孔隙發(fā)育并連通,提高甲烷的運(yùn)移能力。（2）利用核磁共振對(duì)不同高溫?zé)狎?qū)動(dòng)下煤體孔隙結(jié)構(gòu)改變情況進(jìn)行了相應(yīng)分析,研究發(fā)現(xiàn),提高煤體溫度能有效促進(jìn)孔隙發(fā)育,從微孔、小孔向中、大孔轉(zhuǎn)化,溫度越高,對(duì)孔隙影響越大。（3）高溫?zé)狎?qū)動(dòng)能有效改變煤體的裂隙結(jié)構(gòu),能不同幅度的增加裂隙數(shù)量和裂隙尺度,熱驅(qū)動(dòng)的溫度越高,能更大程度的擴(kuò)展裂隙,裂隙對(duì)超聲波的阻斷效應(yīng)越明顯,從而導(dǎo)致橫縱波波速降低。（4）研究了25℃和80²00℃高溫... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究思路示意圖

80v紅外光譜儀對(duì)煤樣品進(jìn)行官能團(tuán)表征，設(shè)備如下圖2-1所示，實(shí)驗(yàn)采用的方法是KBr壓片透射法，實(shí)驗(yàn)步驟如下所述：（1）煤粉干燥。將原始煤樣和高溫?zé)崽幚磉^(guò)的煤樣研磨至200目以下，然后置于干燥箱中充分干燥24h以消除水分對(duì)紅外測(cè)試的影響。（2）壓片制齲將處理完畢的煤粉稱取1.0μg，然后取150μmg的KBr制成KBr混合顆粒，置于模具中，設(shè)定壓力機(jī)為10MPa，制成壓片。（3）光譜測(cè)試。將壓制好的壓片放于紅外光譜儀中，設(shè)定光譜范圍為4000~400cm-1，總共進(jìn)行了32次掃描以獲得高質(zhì)量的圖譜，得到相應(yīng)煤樣紅外光譜曲線圖。圖2-1TENSOR-27型傅里葉紅外變換光譜儀[28]Figure2-1FourierinfraredconversionspectrometerofTENSOR-272.2.2原始煤樣紅外光譜

碩士學(xué)位論文20琚宜文2005超大孔＞2×104大孔5×103~2×104中孔102~5×103過(guò)渡孔15~102微孔＜15[96]蔡益棟2013微裂隙＞104超大孔103~104大孔102~103中孔10~102小孔2~10微孔＜2[99]結(jié)合本文的研究目的，研究高溫?zé)狎?qū)動(dòng)煤體孔隙結(jié)構(gòu)的改變，因此設(shè)置本文中的孔徑分類如下：0nm~10nm為微小孔，10nm~102nm為中孔，大于102nm為大孔及微裂隙[100]。3.1.2煤樣孔隙結(jié)構(gòu)測(cè)試手段如圖3-1為現(xiàn)今常用的孔隙結(jié)構(gòu)測(cè)試方法[101,102]，包括掃描電鏡法，壓汞法，核磁共振法等，彩色條帶代表測(cè)試方法對(duì)孔徑大小的測(cè)試范圍[103]。圖3-1不同測(cè)試方法及其可測(cè)的孔徑范圍[39]Figure3-1Variousporedistributionsfordifferentanalyticalmethods核磁共振作為一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，能測(cè)試全范圍孔隙，測(cè)試時(shí)間短，并且不會(huì)破壞孔隙，相較于氣體吸附法、壓汞法、顯微觀測(cè)法有一定的優(yōu)越性。低場(chǎng)NMR是指在低外部磁場(chǎng)中進(jìn)行NMR測(cè)量。在低外部磁場(chǎng)中，巖石孔隙流體中的含氫分子在NMR磁場(chǎng)中被激發(fā)，并且氫的量已證明是這些激發(fā)的弛豫時(shí)間和弛豫分布的函數(shù)[104,105]。偶極矩的振幅與孔隙流體中氫原子的數(shù)量成比例增加，因此該方法可以確定任何種類的孔隙中的流體數(shù)量。NMR弛豫包括自由弛豫2BT、表面弛豫2ST和擴(kuò)散弛豫2DT：2E22222211111(GT)()12BSDBSDTTTTTV（3-1）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]熱蒸汽注熱作用下的煤體熱響應(yīng)特性及其增透效果的研究[D]. 楊凱.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[3]煤蒸汽作用下不同粒度、氣體壓力的解吸特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張超.太原理工大學(xué) 2018
[4]煤分子吸附CH4、CO2、H2O和O2的機(jī)理研究[D]. 丁藝.華北電力大學(xué) 2018
[5]注二氧化碳驅(qū)替甲烷實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬分析[D]. 王永康.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[6]低滲透煤層氣注熱開(kāi)采及其滲透規(guī)律研究[D]. 李志偉.太原理工大學(xué) 2015
[7]微波加熱開(kāi)采煤層氣解吸滲流過(guò)程數(shù)值模擬研究[D]. 崔宏達(dá).遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2015
[8]微波熱解條件下準(zhǔn)東煤煤焦結(jié)構(gòu)變化過(guò)程及其反應(yīng)性研究[D]. 方來(lái)熙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[9]低透氣性煤層深孔預(yù)裂爆破增透抽采瓦斯技術(shù)研究[D]. 丁洋.西安科技大學(xué) 2013
[10]環(huán)境溫度對(duì)顆粒煤瓦斯解吸規(guī)律的影響實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李宏.河南理工大學(xué) 2011



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