采空区自燃“三带”模拟系统开发研究

1

作者 张九零 宁涛 +1 位作者 范酒源 王洪岩 《煤炭技术》 CAS 2024年第7期173-178,共6页

为揭示采空区内氧浓度分布规律,有效划分采空区自燃“三带”,开发了采空区自燃“三带”模拟系统。首先依据质量守恒定律、热传学理论建立采空区氧气场、温度场离散化耦合模型;其次采用Twinbasic开发工具设计了基于VB语言的采空区自燃“... 为揭示采空区内氧浓度分布规律,有效划分采空区自燃“三带”,开发了采空区自燃“三带”模拟系统。首先依据质量守恒定律、热传学理论建立采空区氧气场、温度场离散化耦合模型;其次采用Twinbasic开发工具设计了基于VB语言的采空区自燃“三带”模拟系统,以开滦唐山矿Y251工作面采空区为工程背景,利用开发的采空区自燃“三带”模拟系统研究“三带”分布规律。研究结果表明:系统输出氧浓度分布符合氧气在采空区运移规律,回风侧氧化带宽度67~166 m;束管监测Y251工作面氧化带宽度58~180 m,采空区自燃“三带”模拟系统计算精度较高,综合实测与模拟结果可将Y251工作面采空区氧化带划定为63~173 m。 展开更多

关键词 “三带” 采空区 耦合模型 系统开发

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浸水煤自燃热分析实验与活化能分析 被引量：2

2

作者 王月红 杨华 +2 位作者 王苗苗 唐建丽 崔明皓 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第2期110-118,共9页

煤自燃是煤矿安全的重大影响因素之一,很多煤矿事故都是由煤自燃引发而来。煤层中存在的裂隙给地下水渗入煤层创造了条件,由此造成了煤矿中产生有浸水的煤,对煤自燃放热特性形成影响。利用热分析法中的热重法和差示扫描量热法研究5种不... 煤自燃是煤矿安全的重大影响因素之一,很多煤矿事故都是由煤自燃引发而来。煤层中存在的裂隙给地下水渗入煤层创造了条件,由此造成了煤矿中产生有浸水的煤,对煤自燃放热特性形成影响。利用热分析法中的热重法和差示扫描量热法研究5种不同程度的浸水煤的热反应过程,得出TG-DSC曲线图,对各个煤样的特征点温度进行了分析,通过利用活化能衡量煤自燃的难易程度,根据实验得出的数据进行分析研究,对防治煤矿火灾具有实际意义。 展开更多

关键词 浸水煤 煤自燃 热分析 活化能

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多漏风通道采空区自燃“三带”划分研究 被引量：1

3

作者 李江涛 张九零 +1 位作者 范酒源 白阳 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期50-58,共9页

为研究多漏风通道条件下采空区氧浓度分布规律,采用数值模拟对四种漏风情况下采空区自燃“三带”进行划分,并通过现场实测数据验证了模拟的准确性。结果表明:漏风导致氧化带向采空区深部移动,且漏风量随工作面向前推进逐渐增加,当采空... 为研究多漏风通道条件下采空区氧浓度分布规律,采用数值模拟对四种漏风情况下采空区自燃“三带”进行划分,并通过现场实测数据验证了模拟的准确性。结果表明:漏风导致氧化带向采空区深部移动,且漏风量随工作面向前推进逐渐增加,当采空区氧气浓度降低至8%时,进、回风侧到工作面距离由Ⅰ阶段的245m、140m,增大至Ⅳ阶段的420m、470m;2091工作面1、2号束管监测点与Ⅰ阶段数值模拟结果误差小于5%。该研究成果能够为类似漏风条件下采空区煤自燃的针对性防治提供理论基础及有力参考。 展开更多

关键词 漏风通道 采空区 自燃“三带” 氧气浓度

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基于灰色关联法的指标气体优选与自燃临界值研究

4

作者 崔明皓 王月红 王凯 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第3期62-69,共8页

针对唐山某煤矿自燃问题,对主采煤层(5#、7#、8#、9#、12#)取样,进行煤的程序升温实验,采集实验气样进行气相色谱分析,研究煤自燃过程中气体产生物变化规律;运用灰色关联法分析指标气体浓度与煤温变化的关联性,计算指标气体灰色关联度... 针对唐山某煤矿自燃问题,对主采煤层(5#、7#、8#、9#、12#)取样,进行煤的程序升温实验,采集实验气样进行气相色谱分析,研究煤自燃过程中气体产生物变化规律;运用灰色关联法分析指标气体浓度与煤温变化的关联性,计算指标气体灰色关联度并进行优选。结果表明:该煤矿5#、8#、12#煤层临界温度为70~80℃,干裂温度为160~180℃;7#、9#煤层临界温度为80~90℃,干裂温度为160~180℃;通过温度梯度将煤自燃划分为潜伏期(30~90℃)、自热期(90~180℃)与燃烧期(高于180℃);通过灰色关联法计算与优选,得到以CO为主,C2H4为辅的指标气体预测方法。 展开更多

关键词 煤自燃 程序升温 灰色关联法 指标气体 临界温度 干裂温度

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深部邻近采空区多漏风条件下自燃“三带”分布规律研究

5

作者 张九零 白阳 +2 位作者 范酒源 李江涛 陈建广 《安全》 2024年第2期50-57,共8页

为探究深部邻近采空区多漏风通道对煤自燃“三带”的影响,以唐山矿0291工作面为工程背景,采用FLUENT软件模拟多漏风环境采空区内氧气浓度的分布规律,并依此划分不同漏风条件下采空区自燃危险区域;在工程现场设置束管监测装置监测采空区... 为探究深部邻近采空区多漏风通道对煤自燃“三带”的影响,以唐山矿0291工作面为工程背景,采用FLUENT软件模拟多漏风环境采空区内氧气浓度的分布规律,并依此划分不同漏风条件下采空区自燃危险区域;在工程现场设置束管监测装置监测采空区内氧气浓度,依据监测数据对模拟结果进行现场验证。模拟结果表明:随工作面推进,采空区上下隅角相邻区域形成多漏风通道且漏风量增加,漏风导致采空区散热带和氧化带向深部运移,其进、回风巷氧气浓度大于8%的范围由64、40m增至101、80.2m。现场验证表明:束管监测工作面采空区氧化带宽度与数值模拟结果误差小于5%,模拟结果得以验证。 展开更多

关键词 邻近采空区 多漏风通道 自燃“三带” 氧气浓度 数值模拟 束管监测

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基于Ventsim的矿井通风模拟与优化研究

6

作者 崔明皓 王月红 王凯 《华北科技学院学报》 2024年第2期20-26,共7页

为解决采区封闭后风流变化问题,以开滦集团某煤矿为实例,以通风阻力测定得到的通风路线长度、通风阻力与巷道风阻等作为基础数据,依据通风系统图绘制单行线图,运用Ventsim三维通风仿真系统构建通风系统三维模型,利用仿真系统的风网解算... 为解决采区封闭后风流变化问题,以开滦集团某煤矿为实例,以通风阻力测定得到的通风路线长度、通风阻力与巷道风阻等作为基础数据,依据通风系统图绘制单行线图,运用Ventsim三维通风仿真系统构建通风系统三维模型,利用仿真系统的风网解算与风流模拟功能对采区封闭方案进行模拟,最终使得井巷风量达到设计要求。结果表明,运用Ventsim三维通风仿真系统对封闭方案进行模拟后,采区总进风量减少14.35 m^(3)/s,总回风量减少12.34 m^(3)/s,矿井通风总阻力降低291.7 Pa,实现了通风系统的降阻增风。 展开更多

关键词 采区封闭 通风系统 数值模拟 VENTSIM 仿真模型

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基于ANP-FCE的矿井风险防控系统研发

7

作者 王月红 唐建丽 蒋冀萍 《安全》 2024年第3期39-47,共9页

为加强煤矿安全风险防控能力,采用ANP-FCE相结合的方法构建矿井风险防控系统。首先,基于事故致因理论对矿井生产体系进行调研,并建立矿井风险防控指标体系;其次,运用ANP分析主要影响因素,并采用FCE建立矿井风险防控评价模型;最后,利用J... 为加强煤矿安全风险防控能力,采用ANP-FCE相结合的方法构建矿井风险防控系统。首先,基于事故致因理论对矿井生产体系进行调研,并建立矿井风险防控指标体系;其次,运用ANP分析主要影响因素,并采用FCE建立矿井风险防控评价模型;最后,利用Java平台,依托JSP+SSM框架与MySQL数据库联合开发矿井风险防控系统,并在某煤矿试运行。结果表明:该系统可以确定矿井安全生产工作的重点,实现矿井生产数据实时显示,并具有重点作业监控和预警功能。系统的开发有利于企业各级领导及时掌握各种数据信息,提高企业自身的风险防控和预警能力,为煤矿企业的运营和发展提供安全保障。 展开更多

关键词 风险辨识 网络层次分析法(ANP) 模糊综合评价法(FCE) 系统研发

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均压通风技术防治综放工作面CO浓度超限研究 被引量：10

8

作者 张九零 朱壮 +2 位作者 范酒源 刘春雨 张瑞江 《中国矿业》 北大核心 2019年第2期117-120,共4页

针对串草圪旦矿6煤层6106综放工作面CO异常涌出问题,本文系统全面地分析了该区域采空区的自燃危险性,提出采取均压通风等综合技术措施,将CO浓度控制在安全值范围内。结果表明:工作面在回采期间,采空区漏风量始终控制在1m3/s以下,风压始... 针对串草圪旦矿6煤层6106综放工作面CO异常涌出问题,本文系统全面地分析了该区域采空区的自燃危险性,提出采取均压通风等综合技术措施,将CO浓度控制在安全值范围内。结果表明:工作面在回采期间,采空区漏风量始终控制在1m3/s以下,风压始终稳定在430～480Pa之间,保障了均压通风系统安全平稳,使工作面得以安全生产。 展开更多

关键词 综放工作面 CO防治 均压通风 自然发火

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高位钻孔抽采治理瓦斯技术研究 被引量：7

9

作者 王月红 吴怡 +1 位作者 张九零 谭宽 《煤炭技术》 CAS 2019年第4期106-108,共3页

为解决唐山矿工作面在回采过程中瓦斯浓度超限问题,在Y484工作面现场试验高位钻孔进行瓦斯抽放。根据分源瓦斯预测方法对工作面瓦斯涌出源进行分析,并通过理论计算冒落带和裂隙带的高度范围。结合本煤矿的现场实际情况,基于原经验优化... 为解决唐山矿工作面在回采过程中瓦斯浓度超限问题,在Y484工作面现场试验高位钻孔进行瓦斯抽放。根据分源瓦斯预测方法对工作面瓦斯涌出源进行分析,并通过理论计算冒落带和裂隙带的高度范围。结合本煤矿的现场实际情况,基于原经验优化高位钻孔参数布置,并对抽放效果进行研究。研究结果表明:工作面距离钻场越来越近时,瓦斯抽采量不断增高;通过计算瓦斯抽采纯量得到抽采效果较好孔的位置为孔高35～50 m,距巷帮距离30～50 m,瓦斯抽采率大大提高,工作面及上隅角瓦斯可得到有效控制。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 高位钻孔 钻孔参数 抽采效果

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复合顶板锚网索支护技术研究 被引量：4

10

作者 李智 王月红 +1 位作者 刘建庄 魏猛 《煤炭工程》 北大核心 2016年第4期39-42,共4页

串草圪旦煤矿4104综采工作面直接顶中含有2层间距较近的煤线,直接顶粘聚力几乎为零,工作面巷道断面大,两帮软弱,且受动压影响,巷道冒顶的安全威胁大。基于此情况,为了达到安全高效地掘进和回采的目的,通过现场评价和同类条件矿井调研,... 串草圪旦煤矿4104综采工作面直接顶中含有2层间距较近的煤线,直接顶粘聚力几乎为零,工作面巷道断面大,两帮软弱,且受动压影响,巷道冒顶的安全威胁大。基于此情况,为了达到安全高效地掘进和回采的目的,通过现场评价和同类条件矿井调研,确定利用数值模拟方法开发了一套适合该条件下的工作面巷道新型锚网索支护工艺。经研究证明,采用新型锚网索联合支护技术后,顶板离层指示仪监测显示最大位移为23.7mm,位置为距离终采线150m,且工程整体拆运安全高效,巷道维护和收尾费用降低了25%,为其他条件相似矿区提供了可参考的工程类比依据。 展开更多

关键词 综采工作面 直接顶 数值模拟 锚网索支护 复合顶板

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基于压汞实验的煤层气渗透性分析研究

11

作者 李智 王月红 《资源节约与环保》 2016年第9期322-322,325,共2页

煤层气是优质的清洁能源,具有极大的开发和利用前景,而煤岩的渗透特性直接影响到煤层气的抽采效果。现阶段对煤层赋存CO的出现与运移的相关研究诸多,发现煤层气与煤储层渗透性有直接或间接的关系。现从CO渗透性角度出发,从宏观及微观的... 煤层气是优质的清洁能源,具有极大的开发和利用前景,而煤岩的渗透特性直接影响到煤层气的抽采效果。现阶段对煤层赋存CO的出现与运移的相关研究诸多,发现煤层气与煤储层渗透性有直接或间接的关系。现从CO渗透性角度出发,从宏观及微观的角度,系统研究孔隙压力、煤岩渗透性对CO运移的影响规律,对提高煤层气抽采率具有重要指导意义。 展开更多

关键词 煤层气 煤层自燃 空隙压力 渗透性

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大气压力变化对工作面瓦斯涌出的影响研究

12

作者 王月红 杨华 +1 位作者 王洪岩 岳凯旭 《安全》 2023年第4期63-67,共5页

为降低大气压变化造成矿井发生安全事故的可能性,将地面大气压变化数据与某矿工作面瓦斯浓度变化数据进行分析,研究地面大气压的变化规律与传播规律及其对矿井气压的影响,分析大气压变化对工作面瓦斯涌出的作用影响。结果表明:该地区海... 为降低大气压变化造成矿井发生安全事故的可能性,将地面大气压变化数据与某矿工作面瓦斯浓度变化数据进行分析,研究地面大气压的变化规律与传播规律及其对矿井气压的影响,分析大气压变化对工作面瓦斯涌出的作用影响。结果表明:该地区海拔高度每增高1m气压降低大约10 Pa,大气压力发生变化会传递到井下空间,其传递方式与声波相同,且井下压力的变化滞后于大气压力。大气压力的下降速度越快则工作面瓦斯浓度的增加速度也越快,与大气压力下降的具体值关系不大。研究结果可为瓦斯异常涌出预警及相关治理措施的制订提供参考依据。 展开更多

关键词 大气压力 瓦斯涌出 压力变化 瓦斯浓度

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多参数遗煤耗氧速度耦合模型研究 被引量：4

13

作者 王月红 关雅洁 +1 位作者 张九零 牛宝云 《煤炭工程》 北大核心 2017年第1期98-102,共5页

为了研究林南仓矿采空区自然发火遗煤耗氧速率的影响因素,采用了控制变量法研究出煤的变质程度、遗煤环境对耗氧速度的影响,同时采用Matlab软件对这两个因素同时进行回归分析,建立遗煤的耗氧速度耦合模型。并根据《煤自燃倾向性色谱吸... 为了研究林南仓矿采空区自然发火遗煤耗氧速率的影响因素,采用了控制变量法研究出煤的变质程度、遗煤环境对耗氧速度的影响,同时采用Matlab软件对这两个因素同时进行回归分析,建立遗煤的耗氧速度耦合模型。并根据《煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法》的实验计算出的耗氧速率与模型中的条件及结果几乎一样,结果表明,氧气浓度与耗氧速率是正相关关系,温度与耗氧速率是指数关系,温度和浓度耦合是显著线性回归的。 展开更多

关键词 采空区 自然发火 耗氧速率 耦合模型

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浸水程度对煤自燃特性影响研究 被引量：6

14

作者 张九零 阮杲阳 王苗苗 《中国矿业》 2022年第4期132-139,共8页

煤矿开采过程中,地下水流入煤层裂缝,煤体受到不同程度水量浸泡,其自燃特性受到影响不利于矿井防灭火工作。为研究不同浸水程度煤体自燃特性,对唐山矿0250煤层煤样进行水浸煤制作,对不同浸水程度煤样进行程序升温、低温液氮吸附、傅里... 煤矿开采过程中,地下水流入煤层裂缝,煤体受到不同程度水量浸泡,其自燃特性受到影响不利于矿井防灭火工作。为研究不同浸水程度煤体自燃特性,对唐山矿0250煤层煤样进行水浸煤制作,对不同浸水程度煤样进行程序升温、低温液氮吸附、傅里叶红外光谱实验。通过实验结果可知:随着浸水程度的提高,比表面积下降,大孔比例增加,耗氧速率和CO、CO_(2)产生率提高;脂肪烃基团含量降低,芳香烃和含氧官能团含量增大。实验结果表明:浸水导致煤体小孔向大孔转化,孔隙与裂隙的连接性增强,煤体与氧气接触面积增大,有利于对氧气的物理吸附;浸水促进过氧络合物的生成,有利于对氧气的化学吸附;随着浸水量的增加,羟基(—OH)含量提高,煤体在低温氧化阶段表现出氧化特性越明显,羰基(C=O)、羧基(—COOH)含量增加,导致煤体氧化燃烧阶段氧气消耗量、耗氧速率及CO、CO_(2)产生率提高;浸水促进了煤体内官能团的相互转化。 展开更多

关键词 浸水程度 煤自燃 特征参数 红外光谱

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低密度聚乙烯粉体料仓粉尘燃爆危险因素分析 被引量：2

15

作者 王月红 关雅洁 马文学 《科技风》 2016年第15期97-98,共2页

低密度聚乙烯粉体料仓粉尘燃爆具有很强的危险性,因此从静电的产生、静电放电类型及其放电能量、粉尘最小点火能、杂混物的最小点火能变化规律、脱除可燃气体几方面的内容进行分析,通过预先危险性分析的方法识别出存在的问题,然后用道... 低密度聚乙烯粉体料仓粉尘燃爆具有很强的危险性,因此从静电的产生、静电放电类型及其放电能量、粉尘最小点火能、杂混物的最小点火能变化规律、脱除可燃气体几方面的内容进行分析,通过预先危险性分析的方法识别出存在的问题,然后用道化学方法对其进行定量的分析,并且在研究这类问题的基础上,制定相应的安全措施,设置反吹风系统,降低乙烯气体粉尘浓度,从而达到降低危险级别,减轻粉尘爆炸的危害。 展开更多

关键词 粉体料仓 最小点火能 预先危险性分析 反吹风系统

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采空区抽采负压对自燃规律数值模拟研究 被引量：3

16

作者 王月红 吴怡 张九零 《煤炭工程》 北大核心 2020年第1期106-110,共5页

为了提高瓦斯的抽采效率,以林南仓5877Y工作面为研究对象,建立了采空区埋管瓦斯抽放数值模型,在保证其它参数不变的前提下,采用COMSOL模拟软件研究不同抽采负压对采空区温度场、氧浓度场和流场的影响规律。研究结果表明:随着抽采负压的... 为了提高瓦斯的抽采效率,以林南仓5877Y工作面为研究对象,建立了采空区埋管瓦斯抽放数值模型,在保证其它参数不变的前提下,采用COMSOL模拟软件研究不同抽采负压对采空区温度场、氧浓度场和流场的影响规律。研究结果表明:随着抽采负压的增大,采空区的高温区域逐渐向回风巷一侧扩散;漏风风流由抽采前聚集在回风巷附近转移到埋管口一端;进风侧的自燃带宽度随着负压的增大逐渐增大,而回风侧呈先增大后减小的趋势。最后将模拟结果与现场数据进行对比分析,验证了模拟的准确性。 展开更多

关键词 采空区 抽采负压 自燃 氧浓度场 温度场 流场

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基于Java的煤矿风险预警与防控系统设计 被引量：3

17

作者 王月红 蒋冀萍 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第3期173-175,共3页

针对目前煤炭行业风险预警与防控理论和方法还不系统,风险防控系统相对独立,事故发生后,更多的是依赖于以往经验,不能够很好地与当前实际相结合,信息化工作进展缓慢的现状。设计了一种基于Java语言的煤矿风险预警与防控系统,该系统包含... 针对目前煤炭行业风险预警与防控理论和方法还不系统,风险防控系统相对独立,事故发生后,更多的是依赖于以往经验,不能够很好地与当前实际相结合,信息化工作进展缓慢的现状。设计了一种基于Java语言的煤矿风险预警与防控系统,该系统包含煤矿生产管理、煤矿设备管理、煤矿应急管理和煤矿安全管理4个子系统,每个子系统下都包含不同的模块,针对不同的问题具备不同的功能,有利于提高煤矿企业自身风险防控及预警能力,为煤矿企业运营和发展提供安全保障。 展开更多

关键词 煤矿安全 风险预警 防控 JAVA语言

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基于采空区防治的最优抽采负压确定研究 被引量：4

18

作者 王月红 吴怡 张九零 《中国煤炭》 2018年第10期143-148,共6页

为了研究抽采条件下采空区自燃规律,采用束管监测、数值分析的手段得出不同抽采负压条件下氧浓度的立体分布及等值线图。研究结果表明:随着抽采负压的增大,采空区自燃"三带"中,散热带与自燃带变宽,窒息带变窄,同时自燃带整体... 为了研究抽采条件下采空区自燃规律,采用束管监测、数值分析的手段得出不同抽采负压条件下氧浓度的立体分布及等值线图。研究结果表明:随着抽采负压的增大,采空区自燃"三带"中,散热带与自燃带变宽,窒息带变窄,同时自燃带整体呈现向采空区深部运移的趋势;瓦斯浓度随着抽采负压增大呈下降的趋势;结合采空区自燃带与瓦斯浓度的变化趋势,得出合理的抽采负压范围为24～34kPa。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 束管监测 自燃规律 抽采负压

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低阶煤层中CO渗透率特性规律研究

19

作者 王月红 关雅洁 +1 位作者 张九零 林建广 《煤炭工程》 北大核心 2018年第1期128-131,136,共5页

基于林南仓矿CO超标对井下自然发火预报体系造成威胁,提出了从煤的微观结构和外界环境条件两大方面对CO渗流规律进行研究。结果表明:低变质程度煤在不同外界条件下煤层中CO的渗透率远远小于瓦斯的渗透率,但二者随气体压力变化趋势大体一... 基于林南仓矿CO超标对井下自然发火预报体系造成威胁,提出了从煤的微观结构和外界环境条件两大方面对CO渗流规律进行研究。结果表明:低变质程度煤在不同外界条件下煤层中CO的渗透率远远小于瓦斯的渗透率,但二者随气体压力变化趋势大体一致,并且都对温度较敏感;当外界围压较小时,随着温度的升高CO渗透率下降,并随着围压的升高,CO渗透率影响逐渐减弱。当围压大于3.0MPa时,低阶煤中孔隙受到严重破坏,大孔结构消失,CO渗透率停止减小,几乎不受外界条件变化的影响,最后由主成份分析法和SPSS软件对煤层中CO渗透率影响因素进行权重分析,得到2个主要影响因素,分别为孔隙率和围压。 展开更多

关键词 低阶煤 渗透率 围压 孔隙率 权重分析

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煤层中CO气固耦合渗流规律研究 被引量：1

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作者 王月红 李智 +1 位作者 王森 王强 《煤炭工程》 北大核心 2016年第1期110-113,共4页

基于气固耦合理论,从煤的微观结构和宏观影响因素两个方面对煤层中CO的渗流规律的综合耦合影响进行了研究,研究发现:CO浓度超标的煤层变质程度较低,侧链和含氧官能团丰富,含有大量封闭孔和半封闭的气孔,同时煤层中CO渗透率远远小于瓦斯... 基于气固耦合理论,从煤的微观结构和宏观影响因素两个方面对煤层中CO的渗流规律的综合耦合影响进行了研究,研究发现:CO浓度超标的煤层变质程度较低,侧链和含氧官能团丰富,含有大量封闭孔和半封闭的气孔,同时煤层中CO渗透率远远小于瓦斯渗透率,为CO在煤层中积聚创造了条件;CO渗透率与气体压力之间呈指数形式逐渐减小,与煤层中瓦斯渗流规律大体一致;温度对煤层中CO渗流影响较大,随着温度的升高而降低,但有明显的积聚现象,这与瓦斯的渗流规律大相径庭,对煤层中CO超限现象的研究提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 煤层气 CO渗透率 气固耦合理论 渗流规律

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