高温热驱动下煤体结构演化及动态解吸规律研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kahn419
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我国高瓦斯突出煤层普遍具有高瓦斯、低渗透、强吸附的特征,瓦斯抽采难,需要采用强化增透措施。现今普遍适用的增透措施主要有:水力割缝,水力压裂,水力冲孔等。但是还难以满足煤矿生产实际需要,迫切需要探索新的强化增透原理和技术。本文以热驱动煤体瓦斯解吸流动为主线,采用理论与实验相结合的研究手段,从分子层面、孔隙层面和裂隙层面深入研究了高温热驱动下煤体结构演化及动态解吸规律,得到了以下主要结论。(1)通过提高煤体温度,会改变煤体的分子结构的组成,高温热驱动使羟基和含氧官能团含量减少,使脂肪烃受热分解,导致煤体赋水能力下降,吸附瓦斯性能减弱,分解产生的气体使闭合孔隙打开,孔隙发育并连通,提高甲烷的运移能力。(2)利用核磁共振对不同高温热驱动下煤体孔隙结构改变情况进行了相应分析,研究发现,提高煤体温度能有效促进孔隙发育,从微孔、小孔向中、大孔转化,温度越高,对孔隙影响越大。(3)高温热驱动能有效改变煤体的裂隙结构,能不同幅度的增加裂隙数量和裂隙尺度,热驱动的温度越高,能更大程度的扩展裂隙,裂隙对超声波的阻断效应越明显,从而导致横纵波波速降低。(4)研究了25℃和80~200℃高温热驱动后煤的解吸扩散情况的影响,两种煤样瓦斯解吸量在不同温度加热后发生不同程度的提高。提高温度有利于促进瓦斯解吸。最后,提出了适用于浅部和深部煤层的注热增产强化煤层抽采瓦斯的工程应用设想。研究生期间发表核心期刊论文2篇;申请发明专利1项。
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