本文關(guān)鍵詞：煤產(chǎn)氣及突出特性變化規(guī)律熱模擬實驗研究　出處：《河南理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：煤與瓦斯突出是煤礦開采過程中發(fā)生的嚴(yán)重的自然災(zāi)害,近年來,隨著煤礦開采深度增加,煤層突出危險性不斷增大,突出礦井越來越多。當(dāng)前對煤與瓦斯突出機理的認(rèn)識仍然停留在假說階段,對煤與瓦斯突出的孕育與動力顯現(xiàn)機制認(rèn)識還不夠清晰和明確。本文采用在實驗室條件下模擬地質(zhì)歷史時期煤的變質(zhì)產(chǎn)氣演化過程的方法,利用自主設(shè)計加工的煤化變質(zhì)熱模擬實驗裝置,對低變質(zhì)程度的褐煤在一定時間內(nèi)、不同溫度條件下(200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃)進行加熱模擬實驗,通過統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù)與理論分析,開展研究煤體在煤化變質(zhì)過程中的產(chǎn)氣及突出特性變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:(1)隨著溫度的升高,煤樣的揮發(fā)分從38.35%降到了5.36%,基本模擬出了從低變質(zhì)程度的褐煤轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦冑|(zhì)程度無煙煤的煤化變質(zhì)過程;(2)在不同溫度條件下,同樣質(zhì)量的煤樣在煤化變質(zhì)熱模擬過程中產(chǎn)生的氣體總量差異較大,較高溫度條件下(400℃~450℃)是較低溫度條件下(200℃~250℃)產(chǎn)氣量的8倍左右;(3)煤化變質(zhì)熱模擬過程中產(chǎn)生的熱解氣體中的主要成分是甲烷CH4和二氧化碳CO2,兩者的體積分?jǐn)?shù)之和基本上占到了80%以上;(4)低溫階段主要生成CO2,高溫階段則主要生成CH4,CO2生成量隨溫度升高先增加后減少,CH4生成量隨溫度升高而逐漸增多;(5)隨著溫度升高,加熱后煤樣的堅固性系數(shù)而呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢,而瓦斯放散初速度呈現(xiàn)出逐漸在增大的趨勢,而且兩者在較高溫度條件下變化更為顯著。根據(jù)以上研究成果可以得出以下初步結(jié)論:(1)在煤化變質(zhì)過程中,會產(chǎn)生大量甲烷CH4和二氧化碳CO2,并且在煤化變質(zhì)的后期是氣體大量生成的階段,也是主要的產(chǎn)氣階段;(2)在煤化變質(zhì)過程中,低變質(zhì)階段主要生成CO2氣體,高變質(zhì)階段主要生成CH4氣體;(3)產(chǎn)氣對突出特性影響表現(xiàn)為兩方面:一是提供充足瓦斯來源,二是破壞煤體。(4)隨著煤化變質(zhì)程度的加深,產(chǎn)氣量增大,煤樣的堅固性逐漸下降,放散瓦斯的能力逐漸增強,其突出危險性逐漸增大。而且在高變質(zhì)階段,突出危險性大幅增加。
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD713

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本文編號：1326314