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目录;

前言;

第1章 绪论 1;

1.1 研究目的和意义 1;

1.2 国内外研究现状 3;

1.2.1 煤孔裂隙结构特征及其对煤粒瓦斯放散规律的影响 3;

1.2.2 分子结构特征及其对煤粒瓦斯放散规律的影响 7;

1.2.3 煤的瓦斯放散规律研究现状 8;

1.2.4 煤粒瓦斯放散规律的影响因素研究现状 11;

1.2.5 煤粒的瓦斯放散机理研究现状 13;

1.2.6 煤粒的瓦斯放散动力学模型 14;

1.2.7 瓦斯解吸规律的应用 17;

1.2.8 存在问题 19;

第2章 华北板块构造软煤分布规律及构造控制作用 ;

2.1 构造煤区域分布规律及大地构造控制 21;

2.1.1 构造煤区域分布规律 21;

2.1.2 构造煤区域分布的大地构造控制 22;

2.2 构造煤层域分布规律及含煤建造控制 23;

2.2.1 构造煤层域分布规律 23;

2.2.2 构造煤层域分布的含煤建造控制 24;

第3章 软硬煤孔裂隙结构的差异特征 28;

3.1 煤样采集与制备 29;

3.1.1 煤样的采集与制作 29;

3.1.2 实验煤样的制备 30;

3.1.3 煤样的基本参数测定结果 30;

3.2 煤的大孔裂隙扫描电镜实验 31;

3.3 压汞法分析软硬煤孔隙结构特征 33;

3.4 低温液氮吸附法分析软硬煤孔隙结构特征 50;

3.5 二氧化碳吸附法测量煤样孔隙结构 59;

3.5.1 二氧化碳吸附法原理 59;

3.5.2 二氧化碳吸附法可靠分析 60;

3.5.3 二氧化碳吸附法数据分析 60;

3.6 小角X 射线散射法测量煤样孔隙结构 63;

3.6.1 小角X 射线散射法原理 64;

3.6.2 小角X 射线散射实验数据分析 64;

3.6.3 小角X 射线散射结果可靠分析 68;

3.7 软硬煤全尺度孔隙结构差异特征 68;

3.7.1 不同实验方法可测的合理孔径范围取值 68;

3.7.2 软硬煤全尺度孔隙孔容分析 68;

3.7.3 软硬煤全尺度孔隙比表面积分析 70;

3.7.4 软硬煤全尺度孔隙结构影响瓦斯放散规律的机理分析 71;

3.8 软硬煤孔隙结构分形特征 72;

3.8.1 分形的定义 72;

3.8.2 基于压汞实验的分形维数计算 72;

3.8.3 基于低温液氮吸附实验的分形维数计算 74;

3.8.4 基于小角X 射线散射实验的分形维数计算 75;

3.9 本章小结 76;

第4章 煤分子结构特征 78;

4.1 X射线衍射实验 79;

4.1.1 X射线衍射实验原理 79;

4.1.2 XRD图谱处理与参数计算 80;

4.2 傅里叶红外光谱 85;

4.2.1 傅里叶红外光谱实验原理 85;

4.2.2 数据处理 86;

4.2.3 傅里叶红外光谱图处理 88;

4.3 本章小结 96;

第5章 软硬煤瓦斯吸附规律差异研究 97;

5.1 软硬煤瓦斯吸附规律 97;

5.2 瓦斯吸附等温线方程 98;

5.2.1 吸附模型介绍 98;

5.2.2 软硬煤吸附数据处理 100;

5.2.3 吸附模型对软硬煤吸附能的适用 101;

5.3 本章小结 106;

第6章 基于分子动力学模拟煤的瓦斯吸附机理 107;

6.1 软件介绍 107;

6.2 模型构建 108;

6.3 吸附模拟 111;

6.4 模拟结果与分析 113;

6.5 纳米级孔吸附能模拟研究 117;

6.6 本章小结 119;

第7章 煤粒瓦斯放散实验系统研制 122;

7.1 煤粒瓦斯放散实验系统的设计 122;

7.1.1 实验仪器的系统结构 123;

7.1.2 实验仪器能分析 124;

7.2 实验仪器体积的标定 124;

7.3 实验系统死空间游离瓦斯体积的测定 125;

7.4 不同水分煤样制作 126;

7.5 测定数据处理 127;

第8章 煤粒瓦斯放散规律实验研究 129;

8.1 吸衡压力对瓦斯放散规律的影响 129;

8.1.1衡压力对瓦斯放散量的影响 129;

8.1.2衡压力对瓦斯放散速度的影响 130;

8.1.3衡压力对瓦斯放散系数的影响 133;

8.2 变质程度对瓦斯放散规律的影响 135;

8.2.1 变质程度对瓦斯放散量的影响 135;

8.2.2 变质程度对瓦斯放散速度的影响 136;

8.2.3 变质程度对瓦斯放散系数的影响 137;

8.3 破坏程度对瓦斯放散规律的影响 139;

8.3.1 破坏程度对瓦斯放散量的影响 139;

8.3.2 破坏程度对瓦斯放散系数的影响 146;

8.4 粒度对瓦斯放散规律的影响 147;

8.4.1 粒度对瓦斯放散量的影响 147;

8.4.2 粒度对瓦斯放散速度的影响 149;

8.4.3 粒度对扩散系数的影响 152;

8.5 水分对瓦斯放散规律的影响 154;

8.5.1 水分对瓦斯放散量的影响 155;

8.5.2 水分对瓦斯扩散系数的影响 157;

8.5.3 水分对瓦斯放散规律的影响机理 158;

8.6 环境温度对瓦斯放散规律的影响 160;

8.6.1 理论分析 161;

8.6.2 物理模拟实验 162;

8.6.3 环境温度对瓦斯放散规律的影响机理 166;

8.7 本章小结 168;

第9章 煤粒的瓦斯放散机理与模型研究 170;

9.1 煤粒的瓦斯放散机理 170;

9.1.1 煤粒内瓦斯流动方式探讨 170;

9.1.2 扩散模式 171;

9.1.3 扩散系数间变化的机理 173;

9.1.4 软硬煤扩散系数差异特征机理 173;

9.2 煤粒瓦斯放散物理-数学模型 174;

9.2.1 均质煤粒瓦斯扩散模型 174;

9.2.2 均质煤粒存在的问题 179;

9.2.3 双孔隙结构煤粒瓦斯扩散模型 179;

9.2.4 新模型的建立 181;

9.3 新模型通解的讨论与验证 184;

9.3.1 通解的讨论 184;

9.3.2 通解的实验验证 185;

第10章 结论与讨论 187;

10.1 结论 187;

10.2 讨论 188;

参考文献 189

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