煤體瓦斯吸附解吸動(dòng)力學(xué)特征及其應(yīng)用
定 價(jià):58 元
- 作者:姜海納, 王亮, 徐樂(lè)華著
- 出版時(shí)間:2020/10/1
- ISBN:9787564646530
- 出 版 社:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TD712
- 頁(yè)碼:400頁(yè)
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
本書在簡(jiǎn)要介紹煤層的生成與賦存特征、煤的分類及其物理性質(zhì)、煤的化學(xué)組成的基礎(chǔ)上, 對(duì)煤層瓦斯吸附動(dòng)力學(xué)模型、煤層瓦斯解吸動(dòng)力學(xué)模型煤層瓦斯吸附解吸動(dòng)力學(xué)影響因素、煤層瓦斯吸附解吸特征的應(yīng)用等方面的內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)闡述, 并對(duì)煤層中瓦斯運(yùn)移與聚集的規(guī)律、如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)瓦斯的吸附量進(jìn)行了具體講述。對(duì)提高煤層瓦斯采收率以及提高預(yù)防瓦斯?jié)舛瘸抻惺种匾膶?shí)際應(yīng)用價(jià)值, 并為礦井的瓦斯防治工作提供指導(dǎo)意義。
能源是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的動(dòng)力和基礎(chǔ),目前我國(guó)最主要的能源依然是煤炭。根據(jù)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020)》,到2020年年末,非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%,天然氣消費(fèi)比重達(dá)10%以上,煤炭消費(fèi)比重控制在62%以內(nèi),但煤炭在我國(guó)的能源主體地位不會(huì)□化。在煤礦領(lǐng)域,多年來(lái)各種災(zāi)害事故頻發(fā),尤其是煤與瓦斯突出事故,造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失,制約著我國(guó)煤礦安全高效生產(chǎn)。在我國(guó)所有國(guó)有重點(diǎn)煤礦中,煤與瓦斯突出礦井約占礦井總數(shù)的17.6%,且隨著開采強(qiáng)度和深度的加大,礦井每年以20-50m的速度向深部延伸,礦井地質(zhì)條件更加復(fù)雜,瓦斯含量、瓦斯壓力、地應(yīng)力等隨之增加,煤與瓦斯突出災(zāi)害發(fā)生的可能性及強(qiáng)度均增大。近年來(lái),我國(guó)煤與瓦斯突出事故時(shí)有發(fā)生,如貴州省六盤水市盤州市梓木戛煤礦“8-6”、吉林省吉煤集團(tuán)通化礦業(yè)(集團(tuán))公司松樹鎮(zhèn)煤礦“3·6”、貴州盤南煤炭開發(fā)有限責(zé)任公司響水煤礦“11·24”及湖北巴東縣辛家煤礦有限責(zé)任公司“12·5”等重大煤與瓦斯突出事故。為遏制煤與瓦斯突出事故的發(fā)生,國(guó)家煤礦安全監(jiān)察□以兩個(gè)“四位一體”綜合防突措施為主要內(nèi)容,集中整治煤與瓦斯突出防治工作中存在的問(wèn)題,防止不具備防治能力的煤礦冒險(xiǎn)組織生產(chǎn),推動(dòng)不具備防治能力的煤與瓦斯突出礦井淘汰退出,督促煤礦企業(yè)進(jìn)一步提高煤與瓦斯突出防治能力。同時(shí),全面實(shí)施瓦斯“零超限”、煤層“零突出”目標(biāo)管理,推動(dòng)《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》宣貫落實(shí)。“十三五”以來(lái)整頓關(guān)閉淘汰落后煤礦工作取得明顯成效,煤礦安全生產(chǎn)保障能力逐步提高,煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)持續(xù)穩(wěn)步好轉(zhuǎn),截至2019年年底,煤炭行業(yè)已連續(xù)三年沒(méi)有發(fā)生特別重大事故。但我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,我國(guó)煤與瓦斯突出的防治工作仍然存在很多不足,2019年全國(guó)煤礦仍發(fā)生死亡事故170起,死亡316人,其中瓦斯事故死亡人數(shù)占37.3%,“一通三防”工作依然薄弱,需要從源頭上科學(xué)防控以及開發(fā)應(yīng)急救援相關(guān)技術(shù)及設(shè)備等多個(gè)方面進(jìn)行防治。
瓦斯作為誘導(dǎo)煤與瓦斯突出發(fā)生的主因之一,主要以吸附態(tài)形式存在于煤孔隙中,儲(chǔ)量巨大,我國(guó)埋深2000m以淺煤層氣地質(zhì)資源儲(chǔ)量約為36萬(wàn)億m3。在原始煤體中,吸附態(tài)瓦斯與游離態(tài)瓦斯處于動(dòng)態(tài)平衡,但在煤炭開采過(guò)程中的礦壓作用下,大量吸附態(tài)瓦斯轉(zhuǎn)□為游離瓦斯進(jìn)入采掘工作面,多種因素導(dǎo)致破碎的煤與瓦斯由煤體內(nèi)突然向采掘空間大量噴出,發(fā)生煤與瓦斯突出災(zāi)害。研究煤對(duì)瓦斯的吸附/解吸特性及其動(dòng)力學(xué)特征,可了解煤層中瓦斯運(yùn)移與聚集的規(guī)律,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)瓦斯的吸附量,對(duì)提高煤層瓦斯采收率以及提高預(yù)防瓦斯?jié)舛瘸薰ぷ餍视惺种匾膶?shí)際應(yīng)用價(jià)值,并為礦井的瓦斯防治工作提供指導(dǎo)意義。
本書共計(jì)7章,分別為緒論、煤粉基礎(chǔ)物化參數(shù)、破碎過(guò)程中煤體孔隙損傷演化特征、煤孔內(nèi)瓦斯運(yùn)移微觀理論模型、煤顆粒內(nèi)瓦斯運(yùn)移宏觀模型、基于瓦斯吸附/解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果的宏微觀模型驗(yàn)證以及孔隙損傷特性在煤與瓦斯突出方面的作用。
由于水平有限,且時(shí)間倉(cāng)促,書中難免有不妥之處,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
1 緒論
1.1 煤的成因
1.2 煤的分類及性質(zhì)
1.3 煤礦瓦斯成因
1.4 煤層瓦斯成分
1.5 煤與瓦斯突出致災(zāi)機(jī)理
2 煤粉基礎(chǔ)物化參數(shù)
2.1 不同□質(zhì)程度煤的顯微組分
2.2 不同□質(zhì)程度煤元素分析
2.3 不同□質(zhì)程度煤工業(yè)分析
2.4 突出煤粉粒徑分布
2.5 不同粒徑煤樣工業(yè)分析測(cè)定
2.6 不同粒徑煤樣孔隙率測(cè)定
2.7 不同粒徑煤樣瓦斯放散初速度測(cè)定
2.8 本章小結(jié)
3 破碎過(guò)程中煤體孔隙損傷演化特征
3.1 煤粉化過(guò)程中孔隙損傷演化特征
3.2 隨機(jī)三維孔隙損傷模型
3.3 粉煤孔隙特征測(cè)定方法
3.4 煤樣孔隙特征測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5 煤樣孔容分布損傷演化特征
3.6 煤樣孔隙比表面積演化特征分析
3.7 煤樣孔隙長(zhǎng)度演化特征分析
3.8 煤樣孔形演化特征分析
3.9 本章小結(jié)
4 煤孔內(nèi)瓦斯運(yùn)移微觀理論模型
4.1 煤樣孔內(nèi)瓦斯運(yùn)移模型的建立
4.2 煤樣孔內(nèi)瓦斯理想受力分析
4.3 煤樣孔內(nèi)瓦斯運(yùn)移動(dòng)力學(xué)特性分析
4.4 煤樣孔內(nèi)瓦斯平衡量影響因素理論分析
4.5 煤吸附/解吸動(dòng)力學(xué)特性預(yù)測(cè)
4.6 孔形損傷對(duì)瓦斯吸附/解吸動(dòng)力學(xué)特性的影響
4.7 本章小結(jié)
5 煤顆粒內(nèi)瓦斯運(yùn)移宏觀模型
5.1 煤粉瓦斯吸附宏觀模型
5.2 煤粉瓦斯解吸動(dòng)力學(xué)宏觀模型
5.3 分?jǐn)?shù)階分形擴(kuò)散模型的建立
5.4 分?jǐn)?shù)階分形擴(kuò)散模型參數(shù)的確定
5.5 不同粒徑煤吸附/解吸速度理論對(duì)比
5.6 本章小結(jié)
6 基于瓦斯吸附/解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果的宏微觀模型驗(yàn)證
6.1 煤粉化過(guò)程吸附/解吸特性演化特征
6.2 不同粒徑煤等溫吸附/解吸等溫線
6.3 微觀運(yùn)移模型在瓦斯吸附/解吸等溫線中的應(yīng)用
6.4 不同粒徑煤吸附/解吸動(dòng)力學(xué)特性
6.5 微觀模型在不同粒徑克煤吸附/解吸動(dòng)力學(xué)中的驗(yàn)證
6.6 宏觀模型在不同粒徑克煤吸附/解吸動(dòng)力學(xué)中的驗(yàn)證
6.7 本章小結(jié)
7 孔隙損傷特性在煤與瓦斯突出方面的作用
7.1 突出煤粉的形成及瓦斯在突出中的作用
7.2 突出激發(fā)條件
7.3 瓦斯膨脹能分布演化特征
7.4 突出“粉煤”存在必要性判定
7.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)