本文關(guān)鍵詞：連續(xù)沖擊條件下煤體瓦斯釋放效應(yīng)試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《安徽理工大學》 2015年

連續(xù)沖擊條件下煤體瓦斯釋放效應(yīng)試驗研究

胡水根  

【摘要】：瓦斯不但對煤礦安全高效開采的構(gòu)成重大危害,而且又是一種對溫室效應(yīng)貢獻很大的氣體,向大氣中的直接排放顯然與全球控制溫室氣體數(shù)量的努力背道而馳,同時,瓦斯也是一種清潔能源,搞好瓦斯抽采,改善我國“貧油、少氣、富煤”特有的能源結(jié)構(gòu),具有很重要的意義。隨著煤炭開采深度逐年增加,深部煤層瓦斯的高吸附、低滲透性對實施瓦斯抽采變得更加困難,故本文開展了連續(xù)沖擊作用下煤體瓦斯釋放效應(yīng)的試驗研究,為豐富瓦斯吸附、解吸相關(guān)理論,提高煤體滲透性方法進行了相關(guān)研究。本論文在國內(nèi)外關(guān)于煤體瓦斯吸附、解吸的理論及各種提高煤體滲透性的方法研究基礎(chǔ)上,依托國家自然科學基金項目《聲波振動環(huán)境下煤體瓦斯解吸與放散機理研究》(編號：40972105)及《煤與瓦斯突出滲透失穩(wěn)機理研究》(編號：41272171),以淮南礦區(qū)低滲透性、煤與瓦斯突出煤體為研究對象,運用實驗研究與理論推導相結(jié)合的方法,研究了連續(xù)沖擊作用下煤體瓦斯的釋放效應(yīng),揭示了連續(xù)沖擊作用下煤體瓦斯的釋放機理,本論文主要研究的內(nèi)容及所取得主要結(jié)論如下：(1)含瓦斯似天然煤體在連續(xù)沖擊作用下,對吸附平衡、有效應(yīng)力及滲透性的影響。結(jié)果顯示：吸附態(tài)的瓦斯會在連續(xù)沖擊作用下,部分吸附態(tài)瓦斯會解吸成游離瓦斯,同時煤體的有效應(yīng)力會降低,煤體的滲透性會得到顯著加強；(2)在沖擊能量較小時,連續(xù)沖擊頻率大小的影響。實驗表明：相對較小單次的錘擊能量(3J)并不能明顯提高煤體中氣體的釋放效率,只有該能量與相應(yīng)頻率(至少為20次/min)的連續(xù)沖擊作用才能有效地提高煤體中氣體的釋放效率；(3)研究表明一定能量(3J)與相應(yīng)頻率(80次/min)的連續(xù)沖擊方法可提高煤體中氣體釋放效率,最高可達300%。同時在瓦斯釋放的后期,連續(xù)沖擊作用對提高瓦斯氣體的釋放效果也就越明顯,表明這種沖擊作用對加速煤體中的微小裂隙及基質(zhì)中的中、小、微孔瓦斯氣體釋放更有效果；(4)一定能量(3J)連續(xù)沖擊作用方法可提高煤體中氣體的釋放效率,隨著連續(xù)沖擊作用時間的延長,氣體的流量并不能維持在初始的峰值速度,隨著時間的推移會逐漸降低,但下降穩(wěn)定后的流量比沖擊作用前的流量仍然有所提高；(5)在連續(xù)沖擊作用影響時間內(nèi),實際瓦斯抽采速度提高了95%,有效影響衰減時間約為3h。利用自行設(shè)計的連續(xù)沖擊作用裝置,根據(jù)現(xiàn)場含瓦斯煤體及煤層特點設(shè)計了合適的鉆孔布局,并對煤體進行了現(xiàn)場連續(xù)沖擊試驗,在線監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示在連續(xù)沖擊作用影響時間內(nèi),流量提高了約35%,濃度上升了約45%。通過理論分析與試驗研究,論文對連續(xù)沖擊作用下煤體中的瓦斯賦存狀態(tài),煤體的有效應(yīng)力,煤體中氣體的釋放速度等方面取得了新的認識,為提高鉆孔瓦斯抽采效率,確保安全生產(chǎn),降低溫室氣體排放,為社會提供清潔能源等提供了一種新思路。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD712
【目錄】：

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本文編號：227242