針對我國低滲透性煤層存在CH4抽采難度系數(shù)大、CH4抽采利用效率低等關(guān)鍵性問題,液態(tài)CO2驅(qū)替煤層CH4技術(shù)對提高瓦斯資源利用率、預(yù)防礦井瓦斯事故、防止大氣環(huán)境污染都具有十分重要的意義。本文圍繞液態(tài)CO2驅(qū)替煤層瓦斯過程中的“置換解吸”作用,利用理論分析、實驗室物理模擬實驗、現(xiàn)場原位試驗等手段。開展了 CO2、CH4等溫吸附解吸實驗,主要研究了壓力和溫度對CO2、CH4吸附解吸規(guī)律的影響;結(jié)合自主研發(fā)設(shè)計的注CO2驅(qū)替煤層CH4實驗系統(tǒng)裝置,研究實驗過程中出氣口氣體濃度、累積CH4驅(qū)替量以及驅(qū)替置換比的變化規(guī)律;利用液態(tài)CO2驅(qū)替煤層瓦斯工藝系統(tǒng),通過現(xiàn)場原位試驗對物理模擬實驗結(jié)果進(jìn)行工程驗證。取得的主要研究成果如下:煤體對CH4、CO2的吸附曲線與Langmuir單分子層吸附模型保持一致,煤體對CH4與CO2的吸附量均隨著注氣壓力的增大而增大且CO2的吸附量始終大于CH4的吸附量,吸附常數(shù)a值、b值與吸附量均隨溫度的升高而減小。CO2驅(qū)替煤層CH4物理模擬實驗向吸附罐內(nèi)注入CH4過程中,CH4氣體濃度首先迅速增大,后緩慢增大,最后趨于100%;向吸附罐內(nèi)注入CO2過程中,CO2、CH...

【文章來源】： 西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤對CO₂、CH₄吸附解吸特性的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 CO₂驅(qū)替煤層CH₄物理模擬的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 CO₂驅(qū)替煤層CH₄現(xiàn)場工業(yè)性試驗的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 研究方法及技術(shù)路線
2 煤樣對CH₄、CO₂的等溫吸附解吸規(guī)律研究
    2.1 煤樣基礎(chǔ)特性及樣品制備
        2.1.1 煤樣采集及基礎(chǔ)特性
        2.1.2 實驗煤樣制備
    2.2 實驗裝置及方案
        2.2.1 實驗裝置
        2.2.2 實驗方法和步驟
    2.3 煤樣對CH₄、CO₂的等溫吸附實驗
        2.3.1 煤樣對CH₄的等溫吸附實驗
        2.3.2 煤樣對CO₂的等溫吸附實驗
    2.4 煤樣對CH₄、CO₂的等溫吸附實驗分析對比
    2.5 本章小結(jié)
3 CO₂驅(qū)替煤層CH₄物理模擬實驗研究
    3.1 CO₂驅(qū)替煤層CH₄的物理過程
    3.2 CO₂驅(qū)替煤層CH₄原理
    3.3 實驗裝置及方案
        3.3.1 煤樣基礎(chǔ)特性及樣品制備
        3.3.2 實驗裝置
        3.3.3 實驗方案
        3.3.4 實驗方法和步驟
    3.4 CO₂驅(qū)替CH₄效果分析
        3.4.1 注CH₄過程濃度分析
        3.4.2 注氣壓力的影響分析
        3.4.3 驅(qū)替環(huán)境溫度的影響分析
        3.4.4 驅(qū)替煤體硬度的影響分析
    3.5 本章小結(jié)
4 煤層注液態(tài)CO₂驅(qū)替瓦斯試驗研究
    4.1 煤層壓注液態(tài)CO₂驅(qū)替CH₄機(jī)制
        4.1.1 增透作用
        4.1.2 置換驅(qū)替作用
    4.2 液態(tài)CO₂驅(qū)替煤層瓦斯現(xiàn)場試驗
        4.2.1 張集煤礦概況
        4.2.2 鉆孔參數(shù)及布置方式
        4.2.3 系統(tǒng)裝備及壓注工藝
    4.3 試驗過程
    4.4 試驗結(jié)果
        4.4.1 抽采孔CO₂濃度分析
        4.4.2 驅(qū)替效果分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論及展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3549721