导读:本文包含了吸附膨胀变形论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:吸附特性,比表面积,混合煤样,膨胀效应
吸附膨胀变形论文文献综述
张远琛[1]（2019）在《混合煤体吸附特性及其膨胀变形实验研究》一文中研究指出随着煤矿开采机械化程度不断提高、开采深度不断增大,煤层瓦斯含量、瓦斯压力不断提升,原生质煤与构造煤共同存在时,工作面回采过程中易发生煤与瓦斯突出,同时伴随有大量瓦斯涌出,严重制约着矿井的安全高效回采。因此,针对混合煤样吸附特性及其吸附前后膨胀效应开展深入研究,为煤与瓦斯突出机理的研究提供一种新思路。通过系统总结近年来煤体吸附特性及煤体吸附瓦斯膨胀效应的研究成果,以山西天池能源有限公司为原型,采集其主采15#煤层原生质煤及构造煤,制作混合煤样,利用ASAP2020低压氮吸附比表面积测定仪、WY-98A瓦斯吸附常数测定仪及WT-1全自动瓦斯放散初速度测定仪,对不同混合煤样等温吸附特性、放散特性及吸附瓦斯前后比表面积变化规律开展实验研究。研究结果得到,混合煤样比表面积及吸附量在混合煤样质量比为1:1时均达到最大;吸附常数a及放散初速度AP在混合煤样质量比为1:1时达到最大,而吸附常数b则为最小;混合煤样吸附前后中小孔比表面积占比之差,呈先减小后增大的变化趋势;吸附前后微孔比表面积变化与中小孔变化规律相反;构建出混合煤样吸附瓦斯前后比表面积变化与孔隙膨胀应力应变之间的数学模型,得出混合煤样吸附前后孔隙结构变化与瓦斯涌出之间的关系,紧密结合本文研究内容并分析了瓦斯涌出量的影响因素,并确定了401合理测预抽方式。研究结果对煤与瓦斯突出机理及瓦斯精准抽采理论及技术体系具有一定的价值。(本文来源于《西安科技大学》期刊2019-06-01）
贺伟[2]（2018）在《不同煤阶煤体吸附储存CO_2膨胀变形特性试验研究》一文中研究指出近年来,随着全球经济的快速增长,大气中的CO_2含量急剧增加,导致全球气候变暖,给人类的生产生活及经济的可持续发展带来了很大的负面影响,因此,采取一定的技术措施,降低空气中的CO_2含量已经变得刻不容缓。而二氧化碳地质封存技术由于其封存量大、技术操作具备优势的特点,受到国际社会的广泛关注。深部煤层温度高、压力大,将CO_2注入很容易达到超临界状态。超临界CO_2的密度与液态CO_2密度接近,而粘度却与气态CO_2相近,其扩散系数又比液态CO_2大将近100倍,因此超临界CO_2具有很强的溶解性、渗透性和传递性,能够萃取煤中的部分有机物,增大煤体中裂隙的张度和气体运移通道,改变煤体的渗透率和力学特性,且煤体对超临界CO_2的吸附性能及吸附超临界CO_2后煤体产生的膨胀变形都对深部煤层地质封存具有重要的影响。因此,本文通过对超临界CO_2浸泡不同时间后煤体表面裂隙变化情况、煤体的渗透性、煤体力学特性变化及煤体对气态、超临界CO_2的吸附特性、吸附膨胀变形进行了细致的研究,主要结论如下:(1)在超临界CO_2中浸泡24h后,煤体表面的裂隙长度明显变长,原有的微小裂隙扩张,裂隙空间扩大,一些原有的裂隙直接贯通,会有一些新的裂隙出现,裂隙宽度也明显变宽,在所选取的几个点中裂隙长度增幅最大的达到113.6%,增幅最小的也达到了50.5%,裂隙宽度增幅最大的达到199.8%,而增幅最小的也有21.2%。但之后随着浸泡时间增大,煤体表面裂隙形态变化微小。(2)相同的温压条件下,在超临界CO_2中浸泡不同时间的煤体,其渗透率均随着有效应力的增大而呈负指数降低;在相同的有效应力条件下,在超临界CO_2中浸泡的时间越长,煤体的渗透率越大,其渗透率由未浸泡前的0.013mD~0.048mD增长到0.304mD~0.424mD,渗透率扩大了8~22倍。(3)超临界CO_2浸泡后的煤体的单轴抗压强度明显降低,且随着浸泡时间的增加,煤体的单轴抗压持续降低,在超临界CO_2浸泡5天、10天、15天、20天后,单轴抗压强度由未浸泡前的10.53MPa分别降为5.24MPa、4.49MPa、3.88MPa、3.51MPa,降幅达到50.24%、57.36%、63.15%、66.67%。(4)煤体的弹性模量随着超临界CO_2浸泡时间的增长而降低,在超临界CO_2浸泡5天、10天、15天、20天后,煤体的弹性模量由未浸泡前的1.3GPa分别降为0.65GPa、0.61GPa、0.57GPa、0.48GPa,降幅达到50%、53.08%、56.15%、63.07%。(5)煤体在CO_2中的吸附量与煤阶密切相关,在吸附压力相同的条件下,CO_2的吸附量随着煤阶的增大而增大,CO_2处于气体状态时,随着吸附压力的增大,煤样的过剩吸附量逐渐增大,吸附压力增长到8MPa,CO_2达到超临界状态以后,过剩吸附量达到最大值,之后过剩吸附量随着平衡压力的增大而逐渐下降。(6)不同煤阶煤体吸附CO_2后的应变均随着CO_2压力的增大而先增大后逐渐趋于平稳,在CO_2达到超临界状态以后,各煤阶煤体的应变达到最大值,且体积应变可以用引入CO_2密度的D-R模型进行描述;各个煤阶煤体吸附CO_2后的膨胀变形具有明显的各向异性,即垂直于层理方向的应变明显大于平行于层理方向的应变。(7)CO_2压力较低时,各个煤阶煤体吸附CO_2后的体积应变与绝对吸附量呈线性增长关系,当CO_2达到超临界状态以后,随着绝对吸附量的增大,煤体的体积应变逐渐趋于平稳不再增大,且吸附相同量的CO_2煤体产生的体积应变随煤阶的增大而减小。(本文来源于《太原理工大学》期刊2018-06-01）
贺伟,梁卫国,张倍宁,李子文,黎力[3]（2018）在《不同煤阶煤体吸附储存CO_2膨胀变形特性试验研究》一文中研究指出利用自主研发的气体等温吸附装置并辅以TST3827动静态应变测试系统,针对4种不同煤阶的煤样试件,在恒定温度(50℃)不同吸附压力条件下,研究了不同煤阶煤样CO_2吸附特性及煤样的吸附变形规律。结果表明:煤体CO_2吸附量与煤阶密切相关,在相同的吸附压力条件下,CO_2吸附量随着煤阶的增大而增大;不同煤阶煤样的等温吸附曲线类似,煤样的CO_2过剩吸附量随吸附压力变化曲线呈现出先升高后降低的特点,在8 MPa左右达到最大值;不同煤阶煤体吸附CO_2后引起的变形也具有类似的变化趋势,即随着CO_2压力的增大,体积应变先增大后趋于稳定,体积应变可以用引入CO_2密度的DR模型进行描述,且随着煤阶的增大,体积应变逐渐减小;由于煤体层理结构特征,煤体在垂直于层理方向的应变约为平行于层理方向应变的1.8~2.3倍;煤体体积应变与绝对吸附量在气态CO_2中呈线性增长关系,当CO_2达到超临界状态以后随着绝对吸附量增加体积应变趋于稳定,且煤体吸附相同量CO_2产生的体积应变随煤阶的增大而减小。(本文来源于《煤炭学报》期刊2018年05期）
李天舒[4]（2017）在《超临界CO_2作用下煤体吸附膨胀变形规律研究》一文中研究指出我国煤层气储量丰富,普遍渗透性差的特性导致了煤层气抽采率低、商业性开发困难。利用超临界CO2提高低渗透煤层渗透性的方法,已通过前期实验证实具有良好的效果,但煤体在超临界CO2作用下产生的吸附膨胀变形对储层渗透性的提高存在不利影响。采用试验测试、理论分析和数值模拟相结合的方法,开展超临界CO2作用下煤体吸附膨胀变形规律研究,主要研究工作及成果如下:(1)为克服超临界CO2作用下煤体膨胀变形采用应变片进行点测量时,测量范围小、试验结果离散性大、应变片易脱离破损等不足,自主研发了具有施加热流力载荷功能的膨胀体积应变测量装置,对不同温压状态的超临界CO2作用下受恒载煤体膨胀体积变形规律进行研究。结果表明:煤体膨胀体积应变随超临界CO2作用时间增加呈现先增大后趋于稳定的变化规律;当孔隙压力不变时,膨胀体积应变随超临界温度的升高而增加,温度越高达到稳定膨胀变形所需时间越长;当温度不变时,随着超临界孔隙压力增加膨胀体积应变也随之增大,但达到稳定变形所需时间随孔隙压力升高呈先增加后减少的趋势;超临界CO2作用下,煤体体积应变随温度和压力均呈“S型”Logistic函数规律变化;膨胀体积应变对超临界温压的变化率均具有分区性,其变化率大小排序依次为:近临界区>跨临界区>高临界区。(2)为解决传统吸附理论采用绝对吸附量为基础建立的理论模型在超临界状态下不再适用的问题,根据ESD状态方程及简化局部密度模型确定超临界CO2作用下煤体的过剩吸附量,基于热力学理论和吸附体系的内能关系得出煤体吸附超临界CO2产生的膨胀体积应变,同时考虑温度及孔隙压力作用下煤体的体积应变,建立超临界CO2作用下煤体膨胀变形本构模型。编程计算得出不同温压条件下理论模型的数值解,并与试验结果进行对比分析,证实理论模型计算数据与试验数据吻合度较高。(3)利用ABAQUS软件对不同压力状态的超临界C02作用下煤体膨胀变形进行数值模拟,得出煤体体积应变在温度等影响因素不变的情况下,随压力呈“S型”Logistic函数规律变化。对比分析了超临界CO2作用下煤体膨胀体积应变的试验测试数据、理论模型计算值和模拟计算结果,体积应变计算结果与实测值一致。(4)基于建立的膨胀变形模型,分析了低渗透煤层在超临界CO2注入过程中膨胀变形及渗透率的变化规律:等温条件下,超临界CO2影响区的膨胀体积应变随注入压力的增加呈“S型”Logistic函数规律变化,随注入压力的增加吸附变形增大煤层渗透率逐渐减少。分析了不同孔距条件的超临界CO2作用下煤层吸附膨胀对渗透率变化的影响规律,在煤层注入超临界CO2过程中需合理选择孔间距,避免孔间迭加效果对渗透率造成的损失。(本文来源于《辽宁工程技术大学》期刊2017-06-01）
郭平,曹树刚,张遵国,洛锋,刘延保[5]（2014）在《煤体吸附膨胀变形模型理论研究》一文中研究指出为了深入探讨煤体吸附瓦斯发生膨胀变形效应的力学行为,基于煤-气吸附界面的表面自由能变化等于煤体弹性能的变化基本假设,从理论上推导了煤体吸附膨胀模型中吸附膨胀变形表达式和吸附膨胀应力表达式,模型中各参数的物理意义明确。通过已有的试验数据分别从低气体压、中气体压和高气体压3个角度对吸附变形模型的适用性和正确性进行了验证。模拟结果表明,模型预测数据与已有的试验数据吻合度较高,能够很好地描述不同气体在不同压力条件下的煤体吸附膨胀差异性,拟合精度均较高;在综合考虑吸附膨胀应力和气体压力对煤体吸附膨胀变形影响前提下,忽略吸附气体体积Va对煤体吸附膨胀变形的影响。(本文来源于《岩土力学》期刊2014年12期）
刘延保,曹树刚,李勇,王军,郭平[6]（2010）在《煤体吸附瓦斯膨胀变形效应的试验研究》一文中研究指出为了探讨煤体吸附瓦斯产生膨胀变形效应这一特有的力学行为,利用自行研发的含瓦斯煤岩细观力学试验系统,进行不同瓦斯压力下的吸附膨胀变形试验。试验结果表明:(1)同一煤样在不同瓦斯压力下随时间的变形曲线具有相同的变化规律,煤样的应变变化率随时间逐渐减小,直至一个相对稳定值;(2)煤样的吸附膨胀变形呈各向异性,垂直于层理方向和平行于层理方向的应变整体变化趋势呈现一致性,但由于煤体内部裂隙分布差异,垂直层理方向的变形值明显大于平行层理方向;(3)煤体瓦斯吸附量与体应变量呈现较好的线性关系,以此建立考虑温度、水分、灰分和各向异性等因素的吸附膨胀变形计算方程;(4)利用吸附变形应力与制约吸附变形量的线性关系,以及吸附变形量与瓦斯压力的关系得出吸附膨胀应力计算方法;(5)煤体的吸附膨胀变形具有不可逆性,且吸附气体压力越大,其残余变形值也越大。煤体的膨胀变形效应具有重要的工程应用价值,可作为煤层突出危险性测定的辅助指标,以及应用于煤层透气性的研究。(本文来源于《岩石力学与工程学报》期刊2010年12期）
吴世跃,赵文,郭勇义[7]（2005）在《煤岩体吸附膨胀变形与吸附热力学的参数关系》一文中研究指出采用吸附容量法测试了不同煤样对CO2,CH4,N2的吸附性能参数,基于所提出的孔隙介质截面吸附润湿长度概念和孔隙结构模型、表面物理化学及弹性力学原理,导出了吸附膨胀应力和应变理论计算公式,并讨论了吸附常数、温度、气体压力、煤岩体比表面积、气体分子吸附截面积等参数对它们的影响·这些公式比现有的公式应用范围广,能方便计算不同约束条件下的吸附膨胀应变和应力·研究还表明煤岩体比表面积和气体吸附分子截面积越大,气体吸附量、煤岩体的吸附膨胀应力及应变越大·(本文来源于《东北大学学报》期刊2005年07期）
李祥春,郭勇义,吴世跃[8]（2005）在《煤吸附膨胀变形与孔隙率、渗透率关系的分析》一文中研究指出在考虑煤骨架吸附变形特性的情况下,得出了孔隙率、渗透率和膨胀变形之间的关系式。分析可知,煤层中瓦斯压力越大,产生的膨胀变形越大,孔隙度越小,煤层的渗透性越差,瓦斯流动越困难。(本文来源于《太原理工大学学报》期刊2005年03期）
吸附膨胀变形论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来,随着全球经济的快速增长,大气中的CO_2含量急剧增加,导致全球气候变暖,给人类的生产生活及经济的可持续发展带来了很大的负面影响,因此,采取一定的技术措施,降低空气中的CO_2含量已经变得刻不容缓。而二氧化碳地质封存技术由于其封存量大、技术操作具备优势的特点,受到国际社会的广泛关注。深部煤层温度高、压力大,将CO_2注入很容易达到超临界状态。超临界CO_2的密度与液态CO_2密度接近,而粘度却与气态CO_2相近,其扩散系数又比液态CO_2大将近100倍,因此超临界CO_2具有很强的溶解性、渗透性和传递性,能够萃取煤中的部分有机物,增大煤体中裂隙的张度和气体运移通道,改变煤体的渗透率和力学特性,且煤体对超临界CO_2的吸附性能及吸附超临界CO_2后煤体产生的膨胀变形都对深部煤层地质封存具有重要的影响。因此,本文通过对超临界CO_2浸泡不同时间后煤体表面裂隙变化情况、煤体的渗透性、煤体力学特性变化及煤体对气态、超临界CO_2的吸附特性、吸附膨胀变形进行了细致的研究,主要结论如下:(1)在超临界CO_2中浸泡24h后,煤体表面的裂隙长度明显变长,原有的微小裂隙扩张,裂隙空间扩大,一些原有的裂隙直接贯通,会有一些新的裂隙出现,裂隙宽度也明显变宽,在所选取的几个点中裂隙长度增幅最大的达到113.6%,增幅最小的也达到了50.5%,裂隙宽度增幅最大的达到199.8%,而增幅最小的也有21.2%。但之后随着浸泡时间增大,煤体表面裂隙形态变化微小。(2)相同的温压条件下,在超临界CO_2中浸泡不同时间的煤体,其渗透率均随着有效应力的增大而呈负指数降低;在相同的有效应力条件下,在超临界CO_2中浸泡的时间越长,煤体的渗透率越大,其渗透率由未浸泡前的0.013mD~0.048mD增长到0.304mD~0.424mD,渗透率扩大了8~22倍。(3)超临界CO_2浸泡后的煤体的单轴抗压强度明显降低,且随着浸泡时间的增加,煤体的单轴抗压持续降低,在超临界CO_2浸泡5天、10天、15天、20天后,单轴抗压强度由未浸泡前的10.53MPa分别降为5.24MPa、4.49MPa、3.88MPa、3.51MPa,降幅达到50.24%、57.36%、63.15%、66.67%。(4)煤体的弹性模量随着超临界CO_2浸泡时间的增长而降低,在超临界CO_2浸泡5天、10天、15天、20天后,煤体的弹性模量由未浸泡前的1.3GPa分别降为0.65GPa、0.61GPa、0.57GPa、0.48GPa,降幅达到50%、53.08%、56.15%、63.07%。(5)煤体在CO_2中的吸附量与煤阶密切相关,在吸附压力相同的条件下,CO_2的吸附量随着煤阶的增大而增大,CO_2处于气体状态时,随着吸附压力的增大,煤样的过剩吸附量逐渐增大,吸附压力增长到8MPa,CO_2达到超临界状态以后,过剩吸附量达到最大值,之后过剩吸附量随着平衡压力的增大而逐渐下降。(6)不同煤阶煤体吸附CO_2后的应变均随着CO_2压力的增大而先增大后逐渐趋于平稳,在CO_2达到超临界状态以后,各煤阶煤体的应变达到最大值,且体积应变可以用引入CO_2密度的D-R模型进行描述;各个煤阶煤体吸附CO_2后的膨胀变形具有明显的各向异性,即垂直于层理方向的应变明显大于平行于层理方向的应变。(7)CO_2压力较低时,各个煤阶煤体吸附CO_2后的体积应变与绝对吸附量呈线性增长关系,当CO_2达到超临界状态以后,随着绝对吸附量的增大,煤体的体积应变逐渐趋于平稳不再增大,且吸附相同量的CO_2煤体产生的体积应变随煤阶的增大而减小。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
吸附膨胀变形论文参考文献
[1].张远琛.混合煤体吸附特性及其膨胀变形实验研究[D].西安科技大学.2019
[2].贺伟.不同煤阶煤体吸附储存CO_2膨胀变形特性试验研究[D].太原理工大学.2018
[3].贺伟,梁卫国,张倍宁,李子文,黎力.不同煤阶煤体吸附储存CO_2膨胀变形特性试验研究[J].煤炭学报.2018
[4].李天舒.超临界CO_2作用下煤体吸附膨胀变形规律研究[D].辽宁工程技术大学.2017
[5].郭平,曹树刚,张遵国,洛锋,刘延保.煤体吸附膨胀变形模型理论研究[J].岩土力学.2014
[6].刘延保,曹树刚,李勇,王军,郭平.煤体吸附瓦斯膨胀变形效应的试验研究[J].岩石力学与工程学报.2010
[7].吴世跃,赵文,郭勇义.煤岩体吸附膨胀变形与吸附热力学的参数关系[J].东北大学学报.2005
[8].李祥春,郭勇义,吴世跃.煤吸附膨胀变形与孔隙率、渗透率关系的分析[J].太原理工大学学报.2005