论文部分内容阅读
新能源作为化石能源的替代品在当今社会呼之欲出。煤层气作为新能源的一种,具有无可替代的地位。煤矿生产中瓦斯灾害事故时有发生,而煤层气的开发能够有效减少瓦斯事故的发生。研究证明,如果在煤炭开采之前,对煤层气进行有效开发,确实能够起到降低瓦斯事故的概率。同时,煤层气的清洁利用符合国家节能减排的倡议,对经济和环保都具有一定的价值。煤层气能够产生较高的热值,且能够清洁利用,因此具有巨大的潜在价值。有效开发煤层气,高效利用清洁能源,不仅对温室气体的排放起到抑制作用,而且能够缓解国内天然气的日益紧张程度。因此大力发展煤层气技术十分必要。虽然煤层瓦斯含量的预测有多种方法,却很难对其进行准确预测。目前已知的预测煤层瓦斯含量的方法包括间接测定法和直接测定法。另外一些预测新方法,例如:解吸法、AVO反演技术、广义回归神经网络GRNN以及数学地质技术与方法等也在不断探索中。本文从另一角度对煤层瓦斯含量的预测提出了新思路,通过对吸附/解吸瓦斯过程中煤体电阻率的变化反映瓦斯含量的变化。因此本文着重从以下内容进行研究,并得出相关结论:(1)实验煤样包括干燥煤样和含水率分别为1%、2%和3%的煤样,以及利用模具制作的型煤。通过对不同状态下的煤样电阻率进行吸附/解吸实验研究,从而得出结论。(2)进行了干燥煤样在不同瓦斯平衡压力条件下,煤体电阻率随吸附/解吸瓦斯变化规律的实验研究,平衡压力分别为:0.323、0.442、0.487、0.513以及0.534Mpa。通过对不同平衡压力条件下实验数据的对比分析,进而得出煤体在吸附瓦斯过程中,瓦斯含量的增加会导致电阻率的减小,在进行解吸时电阻率会随着瓦斯含量的减少而增大,呈现出线性变化规律的结论;进行了同一初始瓦斯压力条件下原煤与型煤的对比实验,探讨不同结构类型的煤在吸附/解吸瓦斯过程中煤体电阻率的变化规律,进而得出原煤与型煤随瓦斯吸附时,电阻率均呈现降低的趋势,在解吸过程中,电阻率均呈现上升的趋势;原煤电阻率改变明显大于型煤电阻率的改变,型煤在解吸过程中,电阻率改变速率快,且变化幅度明显小于原煤的电阻率改变幅度的结论;进行了不同含水率原煤电阻率随吸附/解吸瓦斯的变化规律研究,分别研究了含水率相同、瓦斯压力不同条件下煤体电阻率的变化规律,从而得出相同含水率、不同瓦斯压力条件下,在吸附过程中,初始瓦斯压力越大,煤体电阻率变化幅度越明显,同样在解吸过程中,煤体电阻率与瓦斯含量之间符合线性变化关系的结论;以及含水率不同、瓦斯压力相同条件下煤体电阻率的变化规律两个实验,从而得出不同含水率下,瓦斯压力相同条件下,在吸附过程中,煤体电阻率随含水率越高,煤体电阻率越小,其改变幅度也越小。同样在解吸过程中,含水率越高,瓦斯含量越少,煤体电阻率改变幅度也越小的结论。(3)对实验数据进行整理,分析实验结果,并对影响实验的诸多因素,如:温度、吸附平衡压力、煤体结构类型以及含水率分析进行研究,总结出影响煤体电阻率的诸多因素。