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基本信息

項(xiàng)目名稱：
地勘取芯過程煤的瓦斯解吸特征研究
小類：
能源化工
簡介：
本文通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方法，研究了原始瓦斯壓力、泥漿壓力、提鉆速度及煤樣的粒度對煤的瓦斯解吸的影響，研究了泥漿介質(zhì)中煤的瓦斯解吸規(guī)律。
詳細(xì)介紹：
本文通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方法，研究了原始瓦斯壓力、泥漿壓力、提鉆速度及煤樣的粒度對煤的瓦斯解吸的影響，研究了泥漿介質(zhì)中煤的瓦斯解吸規(guī)律，得出了泥漿介質(zhì)中煤的解吸特征與煤在空氣介質(zhì)中的解吸過程截然不同，無法用空氣介質(zhì)中煤的瓦斯解吸規(guī)律準(zhǔn)確推算泥漿介質(zhì)中提鉆取芯過程煤芯損失瓦斯量，從而為進(jìn)一步完善地勘瓦斯含量測定方法提供理論依據(jù)。

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  • 地勘取芯過程煤的瓦斯解吸特征研究

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

研究目的：提高解吸法煤層瓦斯含量測值的可靠性與準(zhǔn)確性。 基本思路：以提鉆取芯環(huán)境下，瓦斯解吸過程模擬測試為基礎(chǔ)，通過改變環(huán)境數(shù)， 研究泥漿介質(zhì)中瓦斯解吸規(guī)律。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

完善了地勘取芯過程煤樣漏失瓦斯量推算方法，提高了煤層瓦斯含量測值的準(zhǔn)確性。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

建立了一個(gè)推算泥漿介質(zhì)非等壓條件下取芯過程煤芯瓦斯損失量的經(jīng)驗(yàn)公式。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方法，研究了原始瓦斯壓力、泥漿壓力、提鉆速度及煤樣的粒度對煤的瓦斯解吸的影響，研究了泥漿介質(zhì)中煤的瓦斯解吸規(guī)律，得出了泥漿介質(zhì)中煤的解吸特征與煤在空氣介質(zhì)中的解吸過程截然不同，無法用空氣介質(zhì)中煤的瓦斯解吸規(guī)律準(zhǔn)確推算泥漿介質(zhì)中提鉆取芯過程煤芯損失瓦斯量，從而為進(jìn)一步完善地勘瓦斯含量測定方法提供理論依據(jù)。

獲獎(jiǎng)情況

無

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

1.王兆豐. 空氣、水和泥漿介質(zhì)中煤的瓦斯解吸規(guī)律與應(yīng)用研究[博士學(xué)位論文]. 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)，2001. 2.秦玉金等，地勘鉆孔取芯過程中煤的瓦斯解吸規(guī)律研究，煤科總院沈陽研究院2009年。 3.于良臣，地質(zhì)勘探過程中應(yīng)用解吸法直接測定煤層瓦斯含量的試驗(yàn)研究，煤炭科學(xué)研究總院撫順分院，1981

同類課題研究水平概述

多年以來，國內(nèi)外學(xué)者針對泥漿介質(zhì)條件下瓦斯解吸規(guī)律進(jìn)行了大量研究，并提出了多種推算地勘鉆孔取芯過程瓦斯損失量的方法。 最早得到比較廣泛應(yīng)用的推算瓦斯損失量的方法是美國礦業(yè)局(USBM)的直接法，此法的理論基礎(chǔ)是對描述球狀煤顆粒中瓦斯氣體在恒溫下擴(kuò)散的方程的求解。假設(shè)煤粒中瓦斯?jié)舛仍诮馕笆蔷鶆蚯液愣ú蛔兊?，?dāng)煤體暴露于外界時(shí)煤粒外界壓力降低，煤粒邊界上的瓦斯?jié)舛染土⒖滔陆挡⒈３峙c外界壓力恒定。在瓦斯解吸過程前期，累計(jì)解吸瓦斯量與瓦斯解吸時(shí)間的平方根成正比關(guān)系。但是如果取樣過程的瓦斯損失量占瓦斯含量的比例超過20%以上，直接法推算損失量誤差變大，準(zhǔn)確性欠佳。 美國新墨西哥大學(xué)的Smith和Williams提出了一種計(jì)算泥漿介質(zhì)取芯過程煤樣瓦斯損失量的方法，建立了Smith-Williams解吸法。Smith-Williams解吸法是一種利用鉆探煤屑確定煤層瓦斯含量的方法。其計(jì)算取芯過程煤屑瓦斯損失量的依據(jù)是:(1)空氣介質(zhì)中煤屑瓦斯解吸規(guī)律可以用泥漿介質(zhì)中取芯過程煤屑瓦斯損失量推算；(2)煤屑在鉆孔中上升時(shí)，壓力呈線性降低，煤屑開始解吸瓦斯的時(shí)間與提鉆時(shí)間一致； (3)瓦斯損失量可用地面時(shí)間比率和瓦斯損失時(shí)間比率對地面解吸瓦斯量校正獲得。 煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院于良臣認(rèn)為泥漿介質(zhì)條件取芯過程中瓦斯損失量能夠用夠用Q—t規(guī)律外推得到。學(xué)者周勝國等人通過實(shí)驗(yàn)室模擬，對煤樣實(shí)測損失量和計(jì)算損失量進(jìn)行了對比，并對煤樣在變圍壓條件下瓦斯解吸規(guī)律進(jìn)行了研究，提出來逐步迭代求解瓦斯損失量的方法。 如上所述，前人已經(jīng)對泥漿介質(zhì)非等壓條件下瓦斯解吸規(guī)律進(jìn)行了大量的研究，已經(jīng)取得了許多重要的結(jié)論，但具體到推算取芯過程煤芯瓦斯損失量時(shí)這些方法仍存在一些不足。例如，采用數(shù)值模擬法推算取芯過程瓦斯損失量時(shí)，需要將取芯過程中的各種參數(shù)(瓦斯擴(kuò)散系數(shù)、等價(jià)平均粒徑、泥漿比重、煤層原始瓦斯壓力、提鉆時(shí)間、地面瓦斯解吸數(shù)據(jù)等)錄入計(jì)算機(jī)程序中，計(jì)算過程繁瑣。 本專題是在前人研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)泥漿介質(zhì)非等壓條件下煤芯瓦斯解吸曲線規(guī)律，建立一個(gè)推算泥漿介質(zhì)非等壓條件下取芯過程煤芯瓦斯損失量的經(jīng)驗(yàn)公式。
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