基本信息
- 项目名称：
- 地勘取芯过程煤的瓦斯解吸特征研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文通过实验模拟的方法，研究了原始瓦斯压力、泥浆压力、提钻速度及煤样的粒度对煤的瓦斯解吸的影响，研究了泥浆介质中煤的瓦斯解吸规律。
- 详细介绍：
- 本文通过实验模拟的方法，研究了原始瓦斯压力、泥浆压力、提钻速度及煤样的粒度对煤的瓦斯解吸的影响，研究了泥浆介质中煤的瓦斯解吸规律，得出了泥浆介质中煤的解吸特征与煤在空气介质中的解吸过程截然不同，无法用空气介质中煤的瓦斯解吸规律准确推算泥浆介质中提钻取芯过程煤芯损失瓦斯量，从而为进一步完善地勘瓦斯含量测定方法提供理论依据。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 研究目的：提高解吸法煤层瓦斯含量测值的可靠性与准确性。 基本思路：以提钻取芯环境下，瓦斯解吸过程模拟测试为基础，通过改变环境数， 研究泥浆介质中瓦斯解吸规律。
科学性、先进性及独特之处
- 完善了地勘取芯过程煤样漏失瓦斯量推算方法，提高了煤层瓦斯含量测值的准确性。
应用价值和现实意义
- 建立了一个推算泥浆介质非等压条件下取芯过程煤芯瓦斯损失量的经验公式。
学术论文摘要
- 本文通过实验模拟的方法，研究了原始瓦斯压力、泥浆压力、提钻速度及煤样的粒度对煤的瓦斯解吸的影响，研究了泥浆介质中煤的瓦斯解吸规律，得出了泥浆介质中煤的解吸特征与煤在空气介质中的解吸过程截然不同，无法用空气介质中煤的瓦斯解吸规律准确推算泥浆介质中提钻取芯过程煤芯损失瓦斯量，从而为进一步完善地勘瓦斯含量测定方法提供理论依据。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1.王兆丰. 空气、水和泥浆介质中煤的瓦斯解吸规律与应用研究[博士学位论文]. 徐州：中国矿业大学，2001. 2.秦玉金等，地勘钻孔取芯过程中煤的瓦斯解吸规律研究，煤科总院沈阳研究院2009年。 3.于良臣，地质勘探过程中应用解吸法直接测定煤层瓦斯含量的试验研究，煤炭科学研究总院抚顺分院，1981
同类课题研究水平概述
- 多年以来，国内外学者针对泥浆介质条件下瓦斯解吸规律进行了大量研究，并提出了多种推算地勘钻孔取芯过程瓦斯损失量的方法。 最早得到比较广泛应用的推算瓦斯损失量的方法是美国矿业局(USBM)的直接法，此法的理论基础是对描述球状煤颗粒中瓦斯气体在恒温下扩散的方程的求解。假设煤粒中瓦斯浓度在解吸前是均匀且恒定不变的，当煤体暴露于外界时煤粒外界压力降低，煤粒边界上的瓦斯浓度就立刻下降并保持与外界压力恒定。在瓦斯解吸过程前期，累计解吸瓦斯量与瓦斯解吸时间的平方根成正比关系。但是如果取样过程的瓦斯损失量占瓦斯含量的比例超过20%以上，直接法推算损失量误差变大，准确性欠佳。 美国新墨西哥大学的Smith和Williams提出了一种计算泥浆介质取芯过程煤样瓦斯损失量的方法，建立了Smith-Williams解吸法。Smith-Williams解吸法是一种利用钻探煤屑确定煤层瓦斯含量的方法。其计算取芯过程煤屑瓦斯损失量的依据是:(1)空气介质中煤屑瓦斯解吸规律可以用泥浆介质中取芯过程煤屑瓦斯损失量推算；(2)煤屑在钻孔中上升时，压力呈线性降低，煤屑开始解吸瓦斯的时间与提钻时间一致； (3)瓦斯损失量可用地面时间比率和瓦斯损失时间比率对地面解吸瓦斯量校正获得。 煤炭科学研究总院沈阳研究院于良臣认为泥浆介质条件取芯过程中瓦斯损失量能够用够用Q—t规律外推得到。学者周胜国等人通过实验室模拟，对煤样实测损失量和计算损失量进行了对比，并对煤样在变围压条件下瓦斯解吸规律进行了研究，提出来逐步迭代求解瓦斯损失量的方法。 如上所述，前人已经对泥浆介质非等压条件下瓦斯解吸规律进行了大量的研究，已经取得了许多重要的结论，但具体到推算取芯过程煤芯瓦斯损失量时这些方法仍存在一些不足。例如，采用数值模拟法推算取芯过程瓦斯损失量时，需要将取芯过程中的各种参数(瓦斯扩散系数、等价平均粒径、泥浆比重、煤层原始瓦斯压力、提钻时间、地面瓦斯解吸数据等)录入计算机程序中，计算过程繁琐。 本专题是在前人研究成果的基础上，根据泥浆介质非等压条件下煤芯瓦斯解吸曲线规律，建立一个推算泥浆介质非等压条件下取芯过程煤芯瓦斯损失量的经验公式。
