突出煤表观密度测定技术研究

论文摘要

石门揭煤最容易导致突出,突出危险性最大。应用初始释放瓦斯膨胀能指标进行石门揭煤突出危险性分析,必须首先保证煤样表观密度的准确测定。为此,本文通过对表观密度测定试验的理论分析、现行方法研究以及新方法探求,对突出煤表观密度测定试验进行了深入的研究。本文通过对突出煤样形成与结构特征的分析研究,对煤样进行了一定的简化和假设,进行理论推导分析。分析表明,突出煤的表观密度理论测定结果随试验选取粒径的增大而减小的。阐述了现行方法的存在的测定表观密度相关方法,如石子测定表观密度试验方法和煤视相对密度测定方法（GB/T6949-1998）。运用提出的试验测定标准它们进行分析,找出测定突出煤表观密度时的优缺点。本文设计了模拟煤层法试验方案和测定步骤。自行设计、加工了模拟煤层测定装置。采用突出煤样进行试验,并对试验结果进行分析。虽然试验结果并不理想,但该方法开阔了我们的思路,对试验研究有一定意义。本文以理想气体状态方程为理论基础,结合突出煤的基本性质,建立了理想气体状态方程法测定突出煤表观密度试验方案,规范了封裹材料的选取、测定仪器选择、试验载气的选用等。设计编写了利用理想气体状态方程法测定突出煤表观密度试验步骤。利用钢球密度测定来检验仪器的准确度等工作。最后对五个突出或怀疑有突出危险的煤样表观密度进行测定,通过理论合理性、试验方案实用性、试验结果的稳定性与重复性等评价标准进行试验方案分析,得出该方案为实用性与准确性都非常高的突出煤表观密度测定试验方案。通过数学软件Maple10.0对实验结果进行拟合,得到了突出煤的表观密度测定结果是随试验选取粒径变化的函数关系式。与我们的理论推导相符。同时反观模拟煤层试验结果,得出该方法可以运用于大片煤层表观密度测定上,而在初始释放瓦斯膨胀能实验中并不适用。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 选题背景和意义
• 1.1.1 石门揭煤突出危险性预测的研究现状
• 1.1.2 理想石门揭煤模型预测指标
• 1.2 突出煤表观密度测定必要性
• 1.2.1 突出煤体的形成及结构特征
• 1.2.2 研究的必要性
• 1.3 评价表观密度测定方法的一般标准
• 1.4 研究目的及研究内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 2 煤样表观密度测定理论研究与分析
• 2.1 煤样的选取
• 2.2 煤样的性质
• 2.2.1 煤样的孔隙性
• 2.2.2 比面
• 2.2.3 多孔介质的压缩性
• 2.3 煤样表观密度与试验选取粒径关系研究
• 2.3.1 基本假设
• 2.3.2 煤表观密度与煤样粒径的关系
• 2.4 本章小结
• 3 突出煤表观密度现行测定方法分析
• 3.1 倒称法测量煤的表观密度
• 3.1.1 倒称法简介
• 3.1.2 倒称法实际试验
• 3.1.3 倒称法试验结果分析
• 3.2 GB/T6949-1998 方法测定突出煤表观密度
• 3.2.1 GB/T6949-1998 标准简介
• 3.2.2 实际试验测定
• 3.2.3 试验结果分析
• 3.3 本章小结
• 4 模拟煤层法测定突出煤的表观密度
• 4.1 测定原理
• 4.2 煤层模拟装置与煤样采集
• 4.2.1 煤层模拟装置
• 4.2.2 煤样采集
• 4.3 煤层制备
• 4.4 表观密度测定及分析
• 4.4.1 测定装置
• 4.4.2 测定步骤
• 4.4.3 数据处理与分析
• 4.5 本章小结
• 5 理想气体状态方程法测定突出煤的表观密度
• 5.1 封裹材料选用
• 5.2 测定装置
• 5.2.1 试验原理
• 5.2.2 仪器特点
• 5.2.3 仪器技术指标
• 5.2.4 仪器安装
• 5.2.5 仪器操作步骤
• 5.3 试验气体选择
• 5.4 试验步骤设计
• 5.5 表观密度实际测定
• 5.5.1 仪器准确性检验
• 5.5.2 封裹材料检验
• 5.5.3 突出煤表观密度测定
• 5.5.4 试验误差分析
• 5.5.5 试验效果检验
• 5.6 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集