煤体破坏程度对瓦斯吸附解吸的影响规律研究

摘要

本论文对煤样试件在单轴压缩破坏下不同破坏阶段的瓦斯吸附解吸规律进行了实验研究，并结合数值模拟结果说明破坏过程孔隙-裂隙结构的发展。
　　实验结果表明:
　　1）煤样在完整状态的瓦斯吸附量最大，弹性点阶段、屈服点阶段、峰值点阶段、破碎阶段的瓦斯吸附量相差不大，但明显低于完整状态时的瓦斯吸附量;
　　2）从煤样完整状态至破碎阶段，煤样的解吸初速的变化趋势呈“U”字形，完整状态、峰值点阶段、破碎阶段的瓦斯解吸初速度较大，弹性点阶段、屈服点阶段的解吸初速度较小;
　　3）随着瓦斯压力的增大，煤的瓦斯吸附量增大，但瓦斯吸附量增量变化率逐渐减小;
　　4）随着瓦斯压力的增大，煤样达到吸附平衡所需时间随之延长;
　　5）煤样破坏过程中的声发射特征与应力-应变曲线特征相吻合，可以表征煤样破坏过程煤体内部孔隙-裂隙结构的变化发育情况。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状及研究内容

1．2．1 瓦斯吸附特性研究现状

1．2．2 瓦斯解吸特性研究现状

1．3 吸附的理论

1．3．1 气固吸附理论

1．3．2 单组分气体吸附平衡理论

1．4 解吸的理论

1．5 存在的问题

1．6 论文主要研究内容及方法

2 煤体不同破坏阶段的裂隙发育特征

2．1 声发射测试技术的原理

2．1．1 声发射技术的提出

2．1．2 声发射监测技术

2．2 RFPA模拟软件介绍

2．2．1 RFPA理论基础

2．2．2 RFPA软件特点

2．3 煤样破裂过程及其声发射特性的数值模拟

2．3．1 模型的建立

2．3．2 数值模拟结果分析

2．4 小结

3 煤体不同破坏阶段的吸附特性

3．1 煤的物理结构

3．2 煤瓦斯吸附特性

3．2．1 煤层瓦斯的赋存状态

3．2．2 煤的瓦斯吸附的过程

3．3 实验过程

3．3．1 实验设备

3．3．2 实验过程

3．4 煤瓦斯吸附实验结果

3．4．1 煤的等温吸附测定原理

3．4．2 同一瓦斯压力下煤体不同破坏阶段瓦斯吸附规律

3．4．3 不同瓦斯压力下煤体瓦斯吸附规律

3．5 小结

4 煤体不同破坏阶段的解吸特性

4．1 瓦斯解吸规律的影响因素

4．2 煤瓦斯解吸实验结果

4．2．1 同一瓦斯压力下煤体不同破坏阶段瓦斯解吸规律

4．2．2 不同瓦斯压力下煤体瓦斯解吸规律

4．3 小结

5．1 结论

5．2 论文不足与展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果