隨著煤礦開采機械化程度不斷提高、開采深度不斷增大,煤層瓦斯含量、瓦斯壓力不斷提升,原生質(zhì)煤與構(gòu)造煤共同存在時,工作面回采過程中易發(fā)生煤與瓦斯突出,同時伴隨有大量瓦斯涌出,嚴重制約著礦井的安全高效回采。因此,針對混合煤樣吸附特性及其吸附前后膨脹效應(yīng)開展深入研究,為煤與瓦斯突出機理的研究提供一種新思路。通過系統(tǒng)總結(jié)近年來煤體吸附特性及煤體吸附瓦斯膨脹效應(yīng)的研究成果,以山西天池能源有限公司為原型,采集其主采15#煤層原生質(zhì)煤及構(gòu)造煤,制作混合煤樣,利用ASAP2020低壓氮吸附比表面積測定儀、WY-98A瓦斯吸附常數(shù)測定儀及WT-1全自動瓦斯放散初速度測定儀,對不同混合煤樣等溫吸附特性、放散特性及吸附瓦斯前后比表面積變化規(guī)律開展實驗研究。研究結(jié)果得到,混合煤樣比表面積及吸附量在混合煤樣質(zhì)量比為1:1時均達到最大;吸附常數(shù)a及放散初速度AP在混合煤樣質(zhì)量比為1:1時達到最大,而吸附常數(shù)b則為最小;混合煤樣吸附前后中小孔比表面積占比之差,呈先減小后增大的變化趨勢;吸附前后微孔比表面積變化與中小孔變化規(guī)律相反;構(gòu)建出混合煤樣吸附瓦斯前后比表面積變化與孔隙膨脹應(yīng)力應(yīng)變之間的數(shù)學模型,得出混合煤樣吸附前后孔隙結(jié)構(gòu)變化與瓦斯涌出之間的關(guān)系,緊密結(jié)合本文研究內(nèi)容并分析了瓦斯涌出量的影響因素,并確定了401合理測預抽方式。研究結(jié)果對煤與瓦斯突出機理及瓦斯精準抽采理論及技術(shù)體系具有一定的價值。
【學位單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TD712
【部分圖文】：

部開采階段，高強度的開采使得煤層瓦斯涌出量迅速增長。特別是在高地應(yīng)力和高地溫逡逑等特殊條件下，煤層瓦斯氣體超限，煤與瓦斯突出現(xiàn)象越來越頻繁［５￣§］，制約著煤礦的安逡逑全高效生產(chǎn)。根據(jù)國家煤監(jiān)局在近十年的各類煤礦安全事故占比數(shù)據(jù)來看（見圖１．１），逡逑無疑瓦斯事故占煤礦安全事故的比例是最大的，由此可見，瓦斯災(zāi)害給煤礦安全生產(chǎn)帶逡逑來了嚴重的威脅。據(jù)統(tǒng)計，從１９４９－２０１８年，我國煤礦發(fā)生一次死亡百人事故２４起，其逡逑中瓦斯事故１９起，占總數(shù)的７９．２％。隨著監(jiān)管監(jiān)察機構(gòu)改革扎實有序推進，煤礦企業(yè)安逡逑全意識及技術(shù)理論逐步提升，連續(xù)２５個月沒有發(fā)生特別重大事故；２０１８年煤礦百萬噸逡逑死亡率為０．０９３，同比下降１２．３％，首次降至０．１以下。整體來看，針對礦井瓦斯災(zāi)害事逡逑故的治理初見成效，但因煤與瓦斯突出致死的事故依舊非常多［Ｍ１］。逡逑＾■瓦斯逡逑——邐W孴逡逑—逡逑１４．０３％逡逑圖１．１邋２００６－２０１８年各煤礦安全事故占比逡逑另外，我國每年煤礦瓦斯排放量約占世界的１／３，其中進入大氣的瓦斯氣體嚴重破逡逑壞了臭氧層及大氣環(huán)境

能夠更好的探索煤層瓦斯涌出規(guī)律，充分保障煤礦安全高效生產(chǎn)。逡逑１．３．２技術(shù)路線逡逑本論文主要采用理論分析、實驗室測試實驗等綜合方法，技術(shù)路線如圖１．２所示。逡逑＿混合煤樣宏觀、微觀結(jié)構(gòu)變形受吸附瓦斯影響變化的規(guī)律ｈ逡逑構(gòu)邋￣邐氮吸附實驗一］混合煤樣孔隙特征與邐ｊ逡逑造邐兔邐—一其孔隙特征分形維數(shù)—＆逡逑２邐５邋ｑ邋分形理論＾邐｜逡逑原邐一邋Ｊ邐邋邋吸逡逑＾邐｜邐ｉ邐Ｌ焌—灥瓦sEＬ邐Ｉ逡逑文＆邐—邐放散特性頭心邐孔隙比表面積的影響—性逡逑獻＿混—￣邐Ｉ邐—邐＿及逡逑５邋合邐；邐天池煤礦煤層瓦斯涌邐Ｊ逡逑閱煤邐ｇ邐—邐出量預測邐Ｓ逡逑邐邋樣邐場邐邐１邐脹逡逑的邐實邐邐一邐＾廠一Ｉ邐—逡逑吸邐測邐天池煤礦煤層瓦斯涌邐天池煤礦煤層瓦斯邐形逡逑附邐及邐出量影響因素分析邐抽采效果分析邋＿邋實逡逑特邐工邐邋邋邋邋驗逡逑性邐程邐邐！邐研逡逑＾邐應(yīng)邐天池煤礦煤層瓦斯預邐究逡逑究邐＿邐抽鉆孔設(shè)計逡逑— ］邐混合煤樣膨脹變形對瓦斯涌出量的影響機理逡逑圖１．２技術(shù)路線圖逡逑５逡逑

西安大工程碩位論文２礦井基本概況及實驗設(shè)計逡逑本概況逡逑概況逡逑開采范圍內(nèi)，其含煤地層主要有兩組，分別為山西組和太原組，共有３１層，每層平均１７．８６ｍ，煤層含煤率８．２９％。其中山西組在其煤層，厚度達到６６．２９ｍ，含煤率達到７．１５％。太原組共有１８層煤層，３ｍ，煤層含煤率達到８．６３％。礦井煤田內(nèi)含有可開采煤層兩層，為３層平均厚度分別達到０．９４和４．５６ｍ，占所有煤層的３１．１９％，可采煤其中，１５號煤層煤厚較大，而且煤層較為穩(wěn)定，是開采條件最佳的所示）。逡逑

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本文編號：2816969