原煤和型煤吸附瓦斯變形規(guī)律研究畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、原煤和型煤吸附瓦斯變形規(guī)律研究畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄1緒論11.1選題目的和意義11.2研究現(xiàn)狀31.2.1煤的吸附膨脹特性研究現(xiàn)狀31.2.2吸附膨脹實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀41.2.3基于吸附作用的煤層瓦斯運(yùn)移研究現(xiàn)狀61.3本論文的主要內(nèi)容61.4本論文的技術(shù)路線82煤吸附理論92.1煤吸附瓦斯機(jī)理92.2煤吸附瓦斯影響因素102.2.1溫度對煤吸附瓦斯的影響102.2.2壓力對煤吸附瓦斯的影響112.2.3時(shí)間對煤吸附瓦斯的影響132.2.4抽真空對煤吸附瓦斯的影響142.3二維吸附膜模型162.3.1Langmuir單分子層吸附模型162.3.

2、2Freundlich吸附模型172.3.3BET多分子層吸附模型172.4本章小結(jié)18I3煤吸附瓦斯變形試驗(yàn)193.1實(shí)驗(yàn)方案193.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備193.3試樣制作和實(shí)驗(yàn)裝置243.4試驗(yàn)方法273.4.1試驗(yàn)氣體的選擇273.4.2實(shí)驗(yàn)步驟284原煤和型煤吸附變形的試驗(yàn)結(jié)果304.1抽真空階段煤體變形量與時(shí)間關(guān)系304.20.67MPa吸附氣體壓強(qiáng)下煤體變形量與時(shí)間關(guān)系354.30.98MPa吸附氣體壓強(qiáng)下煤體變形量與時(shí)間關(guān)系384.41.41MPa吸附氣體壓強(qiáng)下煤體變形量與時(shí)間關(guān)系415結(jié)論與展望455.1結(jié)論455.2展望45

3、致謝46參考文獻(xiàn)47附錄A50附錄B61I遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1緒論1.1選題目的和意義煤礦瓦斯則是指的天然氣。植物在成煤過程中生成的大量氣體，又稱煤層氣。腐植型的有機(jī)質(zhì)，被細(xì)菌分解，可生成瓦斯；其后隨著沉積物埋藏深度增加，在漫長的地質(zhì)年代中，由于煤層經(jīng)受高溫、高壓的作用，進(jìn)入煤的碳化變質(zhì)階段，煤中揮發(fā)分減少，固定碳增加，又生成大量瓦斯，保存在煤層或巖層的孔隙和裂隙內(nèi)。中國煤礦術(shù)語中的瓦斯是從英語gas譯音轉(zhuǎn)化而來，往往單指CH4(甲烷，也稱沼氣)。地下開采時(shí)，瓦斯由煤層或巖層內(nèi)涌出，污染礦內(nèi)空氣。每噸煤、巖含有的瓦斯量

4、稱煤、巖的瓦斯含量，主要決定于煤的變質(zhì)程度、煤層賦存條件、圍巖性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)等因素。一般情況下，同一煤層的瓦斯含量隨深度而遞增。我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國，煤炭資源十分豐富，在過去的20世紀(jì)中，我國的煤炭含量居世界首位。煤炭在我國一直霸居主要能源首位，它占我國一次能源消耗的75%—80%。預(yù)計(jì)在21世紀(jì)中期，煤炭資源仍將占我國一次能源中的45%—50%，因此，煤炭產(chǎn)業(yè)仍舊是事關(guān)我國民生發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。我國煤炭資源豐富，是世界上煤炭含量最多的國家之一，但同時(shí)，我國也是世界上瓦斯災(zāi)害最嚴(yán)重的國家，高、突礦井占我國重點(diǎn)

5、礦井約60%，其中，美與瓦斯突出礦井約達(dá)到20%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的礦業(yè)事故是所有工傷事故中最為嚴(yán)重的事故，其造成的死亡人數(shù)僅次于道路交通，在各種人為的顯性事故災(zāi)害中居于第二位，礦井災(zāi)害中尤以瓦斯災(zāi)害最突出，是我國礦業(yè)發(fā)展中急需解決的問題。煤與瓦斯突出事故是煤礦生產(chǎn)中最嚴(yán)重、最危險(xiǎn)的災(zāi)害之一。煤與瓦斯突出是指在壓力作用下，破碎的煤與瓦斯由煤體內(nèi)突然向采掘空間大量噴出，是另一種類型的瓦斯特殊涌出的現(xiàn)象。它破壞性極大，不僅能夠損壞各生產(chǎn)系統(tǒng)，而且會造成大量的人員傷亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001—2014年我國煤礦共發(fā)生417起煤與瓦斯突出事故,其中較

6、大事故多發(fā),造成的死亡總?cè)藬?shù)最多,占事故總起數(shù)的62.11%,占總死亡人數(shù)的46.0%；特別重大事故較少發(fā)生,僅占事故總起數(shù)的2.39%,但造成的死亡人數(shù)較多,占總死亡人數(shù)的19.9%。就2014年上半年我國共發(fā)生較大以上煤與瓦斯突出事故11起，造成78人死亡，其中湖南省發(fā)生4起、死亡26人，云南省發(fā)生3起、死亡22人，貴州省發(fā)生2起、死亡17人。這些重大事故給國家和人民的生命、財(cái)產(chǎn)帶來了重大損失，也造成了不良的社會影響。在煤與瓦斯突出事故中，瓦斯具有十分重要的作用。長期以來，煤礦瓦斯一直被當(dāng)作“有害”氣體處理，瓦斯氣不僅會造成采礦

7、過程中大量的人員傷亡，而且73遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）礦井瓦斯還是造成溫室效應(yīng)、破壞臭氧層等大氣環(huán)境污染源之一，其溫室效應(yīng)是同質(zhì)量二氧化碳的20倍左右，對大氣臭氧層的破壞能力是二氧化碳的7倍。尤其是近年來，隨著煤炭開采深度的增加，采掘機(jī)械化程度的提高,礦井瓦斯排放量也在急劇增大，僅2006年我國產(chǎn)煤超過23億噸時(shí)釋放的礦井瓦斯達(dá)100億m3。據(jù)估計(jì)，我國每年不經(jīng)過任何處理直排大氣的瓦斯約為7.7萬m3，占世界煤礦瓦斯排放量的32.5%，造成嚴(yán)重的大氣污染。隨著科技的發(fā)展，在最近的20年來，煤礦瓦斯除了作為“有害”氣體，更主要

8、的是作為一種潔凈能源而被各國重視。20世紀(jì)80年代，美國首先從地面開采煤層氣獲得成功，使瓦斯變害為寶，成為一種潔凈能源供人們使用，引起世界各國的高度重視。據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，1立方米純煤層氣的熱值相當(dāng)于1.13kg汽油、1.21kg標(biāo)準(zhǔn)煤，良