在歸納總結(jié)了以往煤的瓦斯吸附解吸實驗系統(tǒng)的特點后,獨立設計開發(fā)了新型的三維采場瓦斯運移規(guī)律模擬實驗系統(tǒng),提出了進行煤的瓦斯吸附解吸實驗的一個新思路。利用新型實驗系統(tǒng)進行了大尺寸煤體在不同含水率條件下的瓦斯吸附解吸實驗,通過實驗研究發(fā)現(xiàn),大尺寸煤體單位質(zhì)量瓦斯吸附量約為以往利用煤粉進行實驗時所得結(jié)果的1/10左右；大尺寸煤體的瓦斯解吸量與時間呈現(xiàn)出近似于拋物線形態(tài)的相關(guān)性；煤體的瓦斯解吸過程并不是恒溫的,隨著解吸過程的進行,實驗煤體溫度呈現(xiàn)下降趨勢；采動時煤體的解吸速度要明顯快于自然解吸速度,且解吸程度更為充分。最終根據(jù)以上實驗研究、數(shù)值模擬以及理論推導,建立了在采動卸壓作用的影響下,煤體內(nèi)的空氣—瓦斯混合氣體運移方程組,并給出定解條件。

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
詳細摘要
Detailed Abstract
1 緒論
    1.1 問題的提出及研究意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 研究內(nèi)容的文獻綜述與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤的瓦斯吸附性能研究現(xiàn)狀
        1.2.2 煤的瓦斯解吸規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.3 煤的瓦斯吸附解吸實驗方法研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容與研究方法
        1.3.1 論文主要研究內(nèi)容
        1.3.2 研究思路及技術(shù)路線
2 三維采場瓦斯運移規(guī)律模擬實驗系統(tǒng)的設計與開發(fā)
    2.1 引言
    2.2 實驗系統(tǒng)的研制思路及目的
    2.3 三維采場瓦斯運移規(guī)律模擬實驗系統(tǒng)的工作原理
        2.3.1 實驗系統(tǒng)的構(gòu)成
        2.3.2 實驗系統(tǒng)的工作原理
    2.4 三維采場瓦斯運移規(guī)律模擬實驗臺的設計與安裝
        2.4.1 實驗臺結(jié)構(gòu)方案設計
        2.4.2 實驗臺的安裝
        2.4.3 實驗臺的密封
        2.4.4 實驗臺的氣密性檢測
    2.5 三十二通道數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)
        2.5.1 系統(tǒng)原理與組成
        2.5.2 主要技術(shù)參數(shù)
        2.5.3 硬件接口與各類傳感器的標定定義
        2.5.4 軟件系統(tǒng)
        2.5.5 傳感器的焊接標準
    2.6 甲烷氣體流量計的選用及管徑改造
        2.6.1 渦街流量計選型
        2.6.2 渦街流量計的管徑改造
    2.7 本章小結(jié)
3 煤體內(nèi)瓦斯運移規(guī)律實驗研究
    3.1 實驗步驟
    3.2 煤體的瓦斯吸附解吸實驗研究
        3.2.1 不同含水量時煤體的瓦斯吸附實驗
        3.2.2 不同含水量時的煤體瓦斯解吸實驗
        3.2.3 瓦斯解吸時溫度變化實驗
        3.2.4 實驗結(jié)果分析
    3.3 采動影響下煤體瓦斯運移規(guī)律實驗研究
    3.4 本章小結(jié)
4 煤體內(nèi)瓦斯運移規(guī)律的數(shù)值模擬研究
    4.1 數(shù)值模擬軟件
        4.1.1 數(shù)值模擬軟件的選擇
        4.1.2 數(shù)值模擬軟件的基本方程
        4.1.3 數(shù)值模擬軟件的基本模型
    4.2 無采動影響時煤體內(nèi)瓦斯運移規(guī)律數(shù)值模擬研究
        4.2.1 數(shù)值模型的建立
        4.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果的分析
    4.3 采動影響下媒體內(nèi)瓦斯運移規(guī)律數(shù)值模擬研究
        4.3.1 數(shù)值模型的建立
        4.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 采動影響下煤體內(nèi)瓦斯運移模型的建立
    5.1 煤體孔隙特征
        5.1.1 煤體的原生孔隙特征
        5.1.2 影響煤體孔隙結(jié)構(gòu)的因素
        5.1.3 采動影響下煤體內(nèi)孔隙特征變化
    5.2 卸壓煤體內(nèi)氣體特性
    5.3 采動影響下煤體內(nèi)瓦斯運移模型的建立
        5.3.1 煤體內(nèi)混合氣體的流動基本方程
        5.3.2 采動影響下煤體內(nèi)瓦斯運移模型
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 論文工作總結(jié)及結(jié)論
    6.2 論文的主要創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3755827