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基於煤結構的煤粒瓦斯放散規律與機理研究

作者：劉彥偉
出版社：科學
ISBN：9787030546920

出版日期：2018/03/01
裝幀：平裝
頁數：197

人民幣：RMB 128 元售價：元

內容大鋼

煤粒瓦斯放散動力學規律和模型大多是基於均質煤粒建立，沒有考慮軟硬煤在孔隙結構和分子結構方面的差異及其對瓦斯放散規律的影響，工程實踐表明，軟煤瓦斯含量損失量推算、煤粒瓦斯解吸指標等參數測定偏差較大。劉彥偉著的《基於煤結構的煤粒瓦斯放散規律與機理研究》研究了不同煤階典型軟硬煤分子結構、孔隙結構、初始瓦斯擴散濃度和瓦斯放散動態過程的差異特徵，探討動力變質對煤粒瓦斯放散規律的影響。根據氣體在多孔介質運移理論，揭示煤結構對軟硬煤粒瓦斯放散的影響機理。引入孔隙結構參數，建立能統一描述軟硬煤粒瓦斯放散動態過程的多重孔隙結構動力學物理-數學模型，求解瓦斯放散量與時間關係式，採用數值模擬研究不同煤階、破壞類型煤粒瓦斯放散規律。為瓦斯災害預測與防治、煤層氣開發奠定理論基礎。
本書適合煤礦瓦斯災害防治、煤層氣、頁岩氣勘探與開發等領域的學者、研究生和工程技術人員閱讀。

作者介紹

劉彥偉

前言
第1章  緒論
  1.1  研究目的和意義
  1.2  國內外研究現狀
    1.2.1  煤孔裂隙結構特徵及其對煤粒瓦斯放散規律的影響
    1.2.2  分子結構特徵及其對煤粒瓦斯放散規律的影響
    1.2.3  煤的瓦斯放散規律研究現狀
    1.2.4  煤粒瓦斯放散規律的影響因素研究現狀
    1.2.5  煤粒的瓦斯放散機理研究現狀
    1.2.6  煤粒的瓦斯放散動力學模型
    1.2.7  瓦斯解吸規律的應用
    1.2.8  存在問題
第2章  華北板塊構造軟煤分佈規律及構造控製作用
  2.1  構造煤區域分佈規律及大地構造控制
    2.1.1  構造煤區域分佈規律
    2.1.2  構造煤區域分佈的大地構造控制
  2.2  構造煤層域分佈規律及含煤建造控制
    2.2.1  構造煤層域分佈規律
    2.2.2  構造煤層域分佈的含煤建造控制
第3章  軟硬煤孔裂隙結構的差異特徵
  3.1  煤樣採集與製備
    3.1.1  煤樣的採集與製作
    3.1.2  實驗煤樣的製備
    3.1.3  煤樣的基本參數測定結果
  3.2  煤的大孔裂隙掃描電鏡實驗
  3.3  壓汞法分析軟硬煤孔隙結構特徵
  3.4  低溫液氮吸附法分析軟硬煤孔隙結構特徵
  3.5  二氧化碳吸附法測量煤樣孔隙結構
    3.5.1  二氧化碳吸附法原理
    3.5.2  二氧化碳吸附法可靠性分析
    3.5.3  二氧化碳吸附法數據分析
  3.6  小角x射線散射法測量煤樣孔隙結構
    3.6.1  小角x射線散射法原理
    3.6.2  小角x射線散射實驗數據分析
    3.6.3  小角x射線散射結果可靠性分析
  3.7  軟硬煤全尺度孔隙結構差異特徵
    3.7.1  不同實驗方法可測的合理孔徑範圍取值
    3.7.2  軟硬煤全尺度孔隙孔容分析
    3.7.3  軟硬煤全尺度孔隙比表面積分析
    3.7.4  軟硬煤全尺度孔隙結構影響瓦斯放散規律的機理分析
  3.8  軟硬煤孔隙結構分形特徵
    3.8.1  分形的定義
    3.8.2  基於壓汞實驗的分形維數計算
    3.8.3  基於低溫液氮吸附實驗的分形維數計算
    3.8.4  基於小角x射線散射實驗的分形維數計算
  3.9  本章小結
第4章  煤分子結構特徵
  4.1  x射線衍射實驗
    4.1.1  x射線衍射實驗原理
    4.1.2  xRD圖譜處理與參數計算

  4.2  傅里葉紅外光譜
    4.2.1  傅里葉紅外光譜實驗原理
    4.2.2  數據處理
    4.2.3  傅里葉紅外光譜圖處理
  4.3  本章小結
第5章  軟硬煤瓦斯吸附規律差異性研究
  5.1  軟硬煤瓦斯吸附規律
  5.2  瓦斯吸附等溫線方程
    5.2.1  吸附模型介紹
    5.2.2  軟硬煤吸附數據處理
    5.2.3  吸附模型對軟硬煤吸附性能的適用性
  5.3  本章小結
第6章  基於分子動力學模擬煤的瓦斯吸附機理
  6.1  軟體介紹
  6.2  模型構建
  6.3  吸附模擬
  6.4  模擬結果與分析
  6.5  納米級孔吸附性能模擬研究
  6.6  本章小結
第7章  煤粒瓦斯放散實驗系統研製
  7.1  煤粒瓦斯放散實驗系統的設計
    7.1.1  實驗儀器的系統結構
    7.1.2  實驗儀器的功能分析
  7.2  實驗儀器體積的標定
  7.3  實驗系統死空間遊離瓦斯體積的測定
  7.4  不同水分煤樣製作
  7.5  測定數據處理
第8章  煤粒瓦斯放散規律實驗研究
  8.1  吸附平衡壓力對瓦斯放散規律的影響
    8.1.1  平衡壓力對瓦斯放散量的影響
    8.1.2  平衡壓力對瓦斯放散速度的影響
    8.1.3  平衡壓力對瓦斯放散係數的影響
  8.2  變質程度對瓦斯放散規律的影響
    8.2.1  變質程度對瓦斯放散量的影響
    8.2.2  變質程度對瓦斯放散速度的影響
    8.2.3  變質程度對瓦斯放散係數的影響
  8.3  破壞程度對瓦斯放散規律的影響
    8.3.1  破壞程度對瓦斯放散量的影響
    8.3.2  破壞程度對瓦斯放散係數的影響
  8.4  粒度對瓦斯放散規律的影響
    8.4.1  粒度對瓦斯放散量的影響
    8.4.2  粒度對瓦斯放散速度的影響
    8.4.3  粒度對擴散係數的影響
  8.5  水分對瓦斯放散規律的影響
    8.5.1  水分對瓦斯放散量的影響
    8.5.2  水分對瓦斯擴散係數的影響
    8.5.3  水分對瓦斯放散規律的影響機理
  8.6  環境溫度對瓦斯放散規律的影響
    8.6.1  理論分析
    8.6.2  物理模擬實驗

    8.6.3  環境溫度對瓦斯放散規律的影響機理
  8.7  本章小結
第9章  煤粒的瓦斯放散機理與模型研究
  9.1  煤粒的瓦斯放散機理
    9.1.1  煤粒內瓦斯流動方式探討
    9.1.2  擴散模式
    9.1.3  擴散係數隨時間變化的機理
    9.1.4  軟硬煤擴散係數差異特徵機理
  9.2  煤粒瓦斯放散物理-數學模型
    9.2.1  均質煤粒瓦斯擴散模型
    9.2.2  均質煤粒存在的問題
    9.2.3  雙孔隙結構煤粒瓦斯擴散模型
    9.2.4  新模型的建立
  9.3  新模型通解的討論與驗證
    9.3.1  通解的討論
    9.3.2  通解的實驗驗證
第10章  結論與討論
    10.1  結論
    10.2  討論
參考文獻

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