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《煤礦瓦斯及其防治技術(shù)探討畢業(yè)論文》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、山東科技大學(xué)采礦工程（本科）畢業(yè)論文論文題目：煤礦瓦斯及其防治技術(shù)探討專業(yè)：采礦工程姓名：周俊福-12-煤礦瓦斯及其防治技術(shù)探討畢業(yè)論文1、我國煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀分析我國95％的煤礦開采是地下作業(yè)。煤礦事故占工礦企業(yè)一次死亡10人以上特大事故的72.8％至89.6％（2002－2005年）；煤礦企業(yè)一次死亡10人以上事故中，瓦斯事故占死亡人數(shù)的71％。煤礦所面臨的重大災(zāi)害事故是相當(dāng)嚴(yán)峻的，造成的損失是極其慘重的。由于煤礦事故多，死亡人數(shù)多，造成了我國煤礦的百萬噸死亡率一直居高不下。特別是煤礦重大及特大瓦斯（煤塵）災(zāi)害事故的頻發(fā)，不但造成國家財(cái)產(chǎn)和公民生命的巨大損失，
2、而且嚴(yán)重影響了我國的國際聲譽(yù)。實(shí)際上，這些瓦斯事故的發(fā)生不是偶然的，它是以往煤礦生產(chǎn)過程中存在問題的集中暴露，涉及許多方面。既有自然因素、科技投入和研究的不足，也有人為因素以及國家的體制、管理、經(jīng)濟(jì)政策，社會的傳統(tǒng)觀念，煤礦企業(yè)的文化素質(zhì)等。2、瓦斯賦存及流動(dòng)規(guī)律2.1瓦斯在煤層中的流動(dòng)機(jī)理瓦斯在煤層中的流動(dòng)是一個(gè)十分復(fù)雜的運(yùn)移過程，主要取決于煤層介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)和瓦斯在煤層中的賦存狀態(tài)。煤是一種多孔的微裂隙發(fā)育的介質(zhì)，微裂隙間含有孔隙和大部分與微裂隙相連的毛細(xì)管通路，而孔隙和毛細(xì)管通路的數(shù)目是變化的，它們之間或多或少互有聯(lián)系，其直徑由幾，變化到幾不等。瓦斯在煤層中
3、主要是以吸附和游離狀態(tài)賦存在煤體中的，其中呈游離狀態(tài)壓縮在微裂隙和大孔隙中的較少，大部分為吸附在煤體中。根據(jù)煤體中的孔隙分布和煤層中的聯(lián)系系統(tǒng)以及周世寧教授的研究表明：瓦斯在煤層中的流動(dòng)主要是層流滲透運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，其中前者基本上服從Darcy滲透定律，且主要發(fā)生在煤體大孔和微裂隙中；后者則基本上服從擴(kuò)散定律，且主要發(fā)生在煤體微孔隙之中。因此，瓦斯在煤體中的運(yùn)動(dòng)可以認(rèn)為是一個(gè)擴(kuò)散滲透的過程。2.2煤的吸附理論及煤層瓦斯含量2.2.1瓦斯賦存狀態(tài)煤中瓦斯的賦存狀態(tài)一般有吸附狀態(tài)和游離狀態(tài)兩種。固體表面的吸附作用可以分為物理吸附和化學(xué)吸附2-12-種類型，煤對瓦斯的吸
4、附作用是物理吸附，是瓦斯分子和碳分子間相互吸引的結(jié)果，如圖2-1所示。在被吸附的瓦斯中，通常以將進(jìn)入煤體內(nèi)部的瓦斯稱為吸收瓦斯，把附著在煤體表面的瓦斯稱為吸著瓦斯，吸收瓦斯和吸著瓦斯統(tǒng)稱為吸附瓦斯。在煤層賦存的瓦斯量中，通常吸附瓦斯量占80%~90%，游離瓦斯量占10%~20%；在吸附瓦斯量中又以煤體表面吸著的瓦斯量占多數(shù)。在煤體中，吸附瓦斯和游離瓦斯在外界條件不變的條件下處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，吸附狀態(tài)的瓦斯分子和游離狀態(tài)的瓦斯分子處于不斷的交換之中；當(dāng)外界的瓦斯壓力或溫度發(fā)生變化或給予沖擊和振蕩、影響了分子的能量時(shí)，則會破壞其動(dòng)態(tài)平衡，而產(chǎn)生新的平衡狀態(tài)。12345
5、煤是一種多孔介質(zhì)，煤體吸附瓦斯是煤的一種自然屬性，煤體表面吸附瓦斯量的多少，與煤體表面積的大小密切相關(guān)，而煤體表面積的大小則和煤體孔隙特征有關(guān)。因此，煤體孔隙特征對吸附瓦斯有重要的作用。1-游離瓦斯；2-吸附瓦斯；3-吸收瓦斯；4-煤體；5-煤中孔隙圖2-1煤體中瓦斯的賦存狀態(tài)2.2.2煤的吸附性及其影響因素分析煤之所以具有吸附性是由于煤結(jié)構(gòu)中分子的不均勻分布和分子作用力的不同所致，這種吸附性的大小主要取決于3個(gè)方面的因素，即：一是煤結(jié)構(gòu)、煤的有機(jī)組成和煤的變質(zhì)程度；二是被吸附物質(zhì)的性質(zhì)；三是煤體吸附的環(huán)境條件。由于煤對瓦斯的吸附是一種可逆現(xiàn)象，吸附瓦斯所處的環(huán)境
6、條件就顯得尤為重要。煤中吸附瓦斯量的大小主要取決于煤化變質(zhì)程度、煤中水分、瓦斯性質(zhì)、瓦斯壓力以及吸附平衡溫度等。(1)瓦斯壓力。實(shí)驗(yàn)研究表明：在給定的溫度下，吸附瓦斯量與瓦斯壓力的關(guān)系呈雙曲線變化，如圖2-2所示，從圖中可以看出：隨著瓦斯壓力的升高煤體吸附瓦斯量增大；當(dāng)瓦斯壓力大于3.0時(shí)，吸附的瓦斯量將趨于定值。(2)吸附溫度。目前的實(shí)驗(yàn)研究表明：溫度每升高1，煤吸附瓦斯的能力將降低約8%。其原因主要是：溫度的升高，使瓦斯分子活性增大，故而不易被煤體所吸附；同時(shí)，已被吸附的瓦斯分子又易獲得動(dòng)能，會產(chǎn)生脫附現(xiàn)象，使吸附瓦斯量降低。無煙煤(揮發(fā)分5%)CO226℃C
7、O244℃CH426℃CH444℃N226℃(3)瓦斯性質(zhì)。對于指定的煤，在給定的溫度與瓦斯壓力條件下，煤對二氧化碳的吸附量比甲烷的吸附量高，而對甲烷的吸附量又大于對氮?dú)獾奈搅俊?12-圖2-2吸附瓦斯量與瓦斯壓力關(guān)系圖(4)煤的變質(zhì)程度。煤的瓦斯生成量及煤的比表面積和煤的變質(zhì)程度有關(guān)。一般情況下，從中等變質(zhì)程度的煙煤到無煙煤，相應(yīng)的吸附量呈快速增加狀態(tài)。(5)煤中水分。水分的增加會使煤的吸附能力降低。目前可以采用俄羅斯煤化學(xué)家艾琴格爾的經(jīng)驗(yàn)公式來確定煤的天然水分對甲烷吸附量的影響。2.3煤層瓦斯流動(dòng)理論研究煤層瓦斯流動(dòng)理論是專門研究煤層內(nèi)瓦斯壓力分布及瓦斯流動(dòng)
8、變化規(guī)律的
