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煤礦瓦斯開發與階梯利用 版權信息
- ISBN：9787030670540
- 條形碼：9787030670540 ; 978-7-03-067054-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
煤礦瓦斯開發與階梯利用 本書特色
本書可供從事礦業工程、安全工程及相關專業的本科生、研究生、科 研人員及現場工程技術人員閱讀和參考。
煤礦瓦斯開發與階梯利用 內容簡介
本書總結了我國煤礦瓦斯開發利用技術的發展歷程，系統介紹了煤礦瓦斯開發與階梯式清潔利用的理論、方法和關鍵技術，綜合分析了其工程應用效果，主要內容包括瓦斯儲層的煤巖結構特征、煤層瓦斯解吸滲流與儲層增滲、煤層瓦斯資源化開發、煤礦瓦斯開發工程及效果、抽采瓦斯凈化與安全輸送、煤礦瓦斯階梯利用、低濃度瓦斯蓄熱燃燒及裝置、礦區瓦斯分布式能源系統等。 本書可供從事礦業工程、安全工程及相關專業的本科生、研究生、科研人員及現場工程技術人員閱讀和參考。
煤礦瓦斯開發與階梯利用 目錄
目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 我國瓦斯資源儲量概況 1
1.2 煤礦瓦斯開發技術研究進展 4
1.2.1 撫順模式 4
1.2.2 天府模式 5
1.2.3 陽泉模式 5
1.2.4 晉城模式 6
1.2.5 淮南模式 6
1.3 煤礦瓦斯利用技術研究進展 6
1.3.1 高濃度瓦斯 7
1.3.2 低濃度瓦斯及通風瓦斯利用 8
1.3.3 低濃度瓦斯提純 10
1.3.4 瓦斯利用研究進展 11
1.4 本書的內容與特色 16
參考文獻 17
第2章 瓦斯儲層的煤巖結構特征 19
2.1 我國煤炭及瓦斯資源的分布特性 19
2.1.1 煤炭資源儲量 19
2.1.2 不同變質程度煤的分布 19
2.1.3 煤礦瓦斯區域分布規律 19
2.2 煤巖物理結構特征 21
2.2.1 煤巖顯微結構 21
2.2.2 煤的工業分析 25
2.2.3 煤的孔隙結構 28
2.2.4 煤巖孔隙結構測試分析 33
2.2.5 煤巖孔隙結構的非線性特征 47
2.3 煤巖表面化學結構及其演化規律 56
2.3.1 表面化學結構特征 57
2.3.2 羥基 61
2.3.3 脂肪烴 62
2.3.4 含氧官能團 64
2.3.5 芳香結構及芳香度 68
2.4 本章小結 71
參考文獻 72
第3章 煤層瓦斯解吸滲流與儲層增滲 73
3.1 瓦斯的吸附與解吸特性 73
3.1.1 吸附解吸機理 73
3.1.2 瓦斯吸附解吸特性 76
3.1.3 瓦斯吸附解吸的影響因素 85
3.2 瓦斯滲流測試原理 90
3.2.1 滲透率測試方法 90
3.2.2 滲透率影響因素 92
3.3 煤層瓦斯滲流的主控因素 101
3.3.1 煤巖節理與孔隙-裂隙 101
3.3.2 儲層對瓦斯滲流的影響 101
3.4 原始煤層的瓦斯滲流特性 105
3.4.1 原始煤層滲透率模型 105
3.4.2 原始煤層滲透率數值解法 111
3.4.3 抽采條件下煤層瓦斯滲流特性 113
3.5 低滲煤層人工強化增透機制 115
3.5.1 鉆割卸壓增透 116
3.5.2 鉆壓致裂增透 137
3.5.3 鉆爆致裂增透 147
3.6 本章小結 154
參考文獻 154
第4章 煤礦瓦斯資源化開發 157
4.1 瓦斯開發模式 157
4.1.1 時空協同立體瓦斯開發模式 157
4.1.2 區域劃分標準 159
4.2 規劃區引導式瓦斯抽采 161
4.2.1 井型優選 161
4.2.2 布井原則 164
4.3 準備區遞進式瓦斯抽采 164
4.3.1 網絡化鉆孔強化瓦斯抽采技術 165
4.3.2 鉆割卸壓網絡化增透強化瓦斯抽采 167
4.3.3 鉆壓致裂增透強化瓦斯抽采 176
4.3.4 鉆爆致裂增透強化瓦斯抽采 180
4.4 生產區主動式瓦斯抽采 181
4.4.1 順層鉆孔卸壓主動瓦斯抽采 181
4.4.2 穿層鉆孔卸壓主動瓦斯抽采 183
4.5 本章小結 186
參考文獻 186
第5章 煤礦瓦斯開發工程及效果 187
5.1 瓦斯開發利用整體規劃 187
5.1.1 瓦斯開發規劃 187
5.1.2 瓦斯利用規劃 188
5.2 瓦斯地面開發工程 189
5.2.1 地質概況及井型 189
5.2.2 地面井排采特性 195
5.3 本煤層瓦斯高效抽采 204
5.3.1 本煤層瓦斯預抽特性 204
5.3.2 卸壓瓦斯抽采特性 209
5.4 低滲煤層強化增透抽采 212
5.4.1 鉆割卸壓增透 212
5.4.2 鉆壓致裂增透 220
5.4.3 鉆爆致裂增透 226
5.5 瓦斯抽采效果 229
5.5.1 分布式抽采產氣特性 229
5.5.2 抽采瓦斯的濃度分布 230
5.6 本章小結 231
參考文獻 231
第6章 抽采瓦斯凈化及安全輸送 233
6.1 抽采瓦斯氣體組成及其波動特征 233
6.1.1 抽采瓦斯氣體組成 233
6.1.2 抽采瓦斯的波動特征 236
6.2 煤礦抽采瓦斯預處理 238
6.2.1 抽采瓦斯的雜質特性 238
6.2.2 雜質氣體脫除 238
6.2.3 氣體除塵 238
6.2.4 氣體脫水除濕 239
6.3 含瓦斯氣體的燃爆傳輸特性 240
6.3.1 瓦斯氣體爆炸波特性 240
6.3.2 特殊管件的影響 244
6.3.3 惰性組分對瓦斯爆炸的影響 249
6.3.4 細水霧的影響 253
6.3.5 阻火器金屬絲網的影響 256
6.4 煤礦瓦斯安全輸送與濃度調控 260
6.4.1 煤礦瓦斯安全輸送方法 260
6.4.2 瓦斯輸送管路安全阻爆裝置 261
6.4.3 瓦斯安全混配濃度調節系統 266
6.5 本章小結 272
參考文獻 273
第7章 煤礦瓦斯階梯利用 275
7.1 階梯利用基本模式 275
7.1.1 基礎概念 275
7.1.2 階梯利用方法 276
7.1.3 煤礦瓦斯階梯利用模式 280
7.2 高濃度瓦斯利用 281
7.2.1 民用燃料 281
7.2.2 化工原料 282
7.2.3 直接發電 283
7.3 低濃度瓦斯利用 284
7.3.1 工作原理 284
7.3.2 自動調節技術 285
7.4 通風瓦斯利用 286
7.4.1 多孔介質蓄熱氧化 286
7.4.2 催化氧化 288
7.4.3 催化燃氣輪機 290
7.5 本章小結 291
參考文獻 292
第8章 低濃度瓦斯蓄熱燃燒 293
8.1 低濃度瓦斯駐定燃燒 293
8.1.1 研究方法 293
8.1.2 溫度分布演化規律 299
8.1.3 駐定燃燒的瓦斯濃度極限 304
8.1.4 污染物排放特性 305
8.2 非駐定燃燒向上游傳播特性 307
8.2.1 燃燒波傳播特性 308
8.2.2 溫度分布演化規律 311
8.2.3 燃燒傳播的影響因素 313
8.3 低濃度瓦斯非駐定燃燒向下游傳播特性 319
8.3.1 進氣瓦斯參數的影響 319
8.3.2 燃燒器結構參數的影響 323
8.3.3 燃燒波傳播速度 327
8.4 抽采瓦斯水汽含量的影響 327
8.4.1 研究方法 328
8.4.2 含水汽瓦斯的混合燃燒特性 331
8.4.3 燃燒產物組分的分布 334
8.4.4 含水汽條件下的駐定燃燒極限 339
8.5 本章小結 341
參考文獻 342
第9章 煤礦瓦斯蓄熱燃燒裝置 344
9.1 燃燒器尺度對燃燒特性的影響 344
9.1.1 研究方法 344
9.1.2 燃燒器直徑 348
9.1.3 燃燒器長度 351
9.1.4 燃燒器的貧燃極限 354
9.2 燃燒器結構對燃燒特性的影響 355
9.2.1 研究方法 355
9.2.2 進排氣通道結構 360
9.2.3 氣流場及溫度分布 365
9.3 氧化裝置結構設計及其運行特性 374
9.3.1 氧化裝置的本體結構 374
9.3.2 啟動過程床溫分布 380
9.3.3 蒸汽取熱系統 381
9.3.4 變工況運行特性 383
9.3.5 氧化裝置監控系統 388
9.4 本章小結 390
參考文獻 391
第10章 礦區瓦斯分布式能源系統 392
10.1 瓦斯分布式能源系統 392
10.1.1 分布式能源定義 392
10.1.2 瓦斯階梯利用能源系統 394
10.2 低濃度瓦斯發電系統 398
10.2.1 瓦斯濃度要求 398
10.2.2 瓦斯內燃機進排氣系統 399
10.2.3 內燃機發電熱力模型 402
10.3 通風瓦斯發電系統 404
10.3.1 通風瓦斯氧化發電工藝 404
10.3.2 發電系統簡化模型 405
10.4 瓦斯能源系統運行特性 406
10.4.1 配氣系統 406
10.4.2 裝置啟動與穩定運行 407
10.4.3 裝置變工況運行特性 410
10.5 瓦斯發電利用效果 419
10.5.1 低濃度瓦斯發電 419
10.5.2 通風瓦斯發電 420
10.5.3 系統綜合效率 421
10.6 本章小結 422
參考文獻 423
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 我國瓦斯資源儲量概況 1
1.2 煤礦瓦斯開發技術研究進展 4
1.2.1 撫順模式 4
1.2.2 天府模式 5
1.2.3 陽泉模式 5
1.2.4 晉城模式 6
1.2.5 淮南模式 6
1.3 煤礦瓦斯利用技術研究進展 6
1.3.1 高濃度瓦斯 7
1.3.2 低濃度瓦斯及通風瓦斯利用 8
1.3.3 低濃度瓦斯提純 10
1.3.4 瓦斯利用研究進展 11
1.4 本書的內容與特色 16
參考文獻 17
第2章 瓦斯儲層的煤巖結構特征 19
2.1 我國煤炭及瓦斯資源的分布特性 19
2.1.1 煤炭資源儲量 19
2.1.2 不同變質程度煤的分布 19
2.1.3 煤礦瓦斯區域分布規律 19
2.2 煤巖物理結構特征 21
2.2.1 煤巖顯微結構 21
2.2.2 煤的工業分析 25
2.2.3 煤的孔隙結構 28
2.2.4 煤巖孔隙結構測試分析 33
2.2.5 煤巖孔隙結構的非線性特征 47
2.3 煤巖表面化學結構及其演化規律 56
2.3.1 表面化學結構特征 57
2.3.2 羥基 61
2.3.3 脂肪烴 62
2.3.4 含氧官能團 64
2.3.5 芳香結構及芳香度 68
2.4 本章小結 71
參考文獻 72
第3章 煤層瓦斯解吸滲流與儲層增滲 73
3.1 瓦斯的吸附與解吸特性 73
3.1.1 吸附解吸機理 73
3.1.2 瓦斯吸附解吸特性 76
3.1.3 瓦斯吸附解吸的影響因素 85
3.2 瓦斯滲流測試原理 90
3.2.1 滲透率測試方法 90
3.2.2 滲透率影響因素 92
3.3 煤層瓦斯滲流的主控因素 101
3.3.1 煤巖節理與孔隙-裂隙 101
3.3.2 儲層對瓦斯滲流的影響 101
3.4 原始煤層的瓦斯滲流特性 105
3.4.1 原始煤層滲透率模型 105
3.4.2 原始煤層滲透率數值解法 111
3.4.3 抽采條件下煤層瓦斯滲流特性 113
3.5 低滲煤層人工強化增透機制 115
3.5.1 鉆割卸壓增透 116
3.5.2 鉆壓致裂增透 137
3.5.3 鉆爆致裂增透 147
3.6 本章小結 154
參考文獻 154
第4章 煤礦瓦斯資源化開發 157
4.1 瓦斯開發模式 157
4.1.1 時空協同立體瓦斯開發模式 157
4.1.2 區域劃分標準 159
4.2 規劃區引導式瓦斯抽采 161
4.2.1 井型優選 161
4.2.2 布井原則 164
4.3 準備區遞進式瓦斯抽采 164
4.3.1 網絡化鉆孔強化瓦斯抽采技術 165
4.3.2 鉆割卸壓網絡化增透強化瓦斯抽采 167
4.3.3 鉆壓致裂增透強化瓦斯抽采 176
4.3.4 鉆爆致裂增透強化瓦斯抽采 180
4.4 生產區主動式瓦斯抽采 181
4.4.1 順層鉆孔卸壓主動瓦斯抽采 181
4.4.2 穿層鉆孔卸壓主動瓦斯抽采 183
4.5 本章小結 186
參考文獻 186
第5章 煤礦瓦斯開發工程及效果 187
5.1 瓦斯開發利用整體規劃 187
5.1.1 瓦斯開發規劃 187
5.1.2 瓦斯利用規劃 188
5.2 瓦斯地面開發工程 189
5.2.1 地質概況及井型 189
5.2.2 地面井排采特性 195
5.3 本煤層瓦斯高效抽采 204
5.3.1 本煤層瓦斯預抽特性 204
5.3.2 卸壓瓦斯抽采特性 209
5.4 低滲煤層強化增透抽采 212
5.4.1 鉆割卸壓增透 212
5.4.2 鉆壓致裂增透 220
5.4.3 鉆爆致裂增透 226
5.5 瓦斯抽采效果 229
5.5.1 分布式抽采產氣特性 229
5.5.2 抽采瓦斯的濃度分布 230
5.6 本章小結 231
參考文獻 231
第6章 抽采瓦斯凈化及安全輸送 233
6.1 抽采瓦斯氣體組成及其波動特征 233
6.1.1 抽采瓦斯氣體組成 233
6.1.2 抽采瓦斯的波動特征 236
6.2 煤礦抽采瓦斯預處理 238
6.2.1 抽采瓦斯的雜質特性 238
6.2.2 雜質氣體脫除 238
6.2.3 氣體除塵 238
6.2.4 氣體脫水除濕 239
6.3 含瓦斯氣體的燃爆傳輸特性 240
6.3.1 瓦斯氣體爆炸波特性 240
6.3.2 特殊管件的影響 244
6.3.3 惰性組分對瓦斯爆炸的影響 249
6.3.4 細水霧的影響 253
6.3.5 阻火器金屬絲網的影響 256
6.4 煤礦瓦斯安全輸送與濃度調控 260
6.4.1 煤礦瓦斯安全輸送方法 260
6.4.2 瓦斯輸送管路安全阻爆裝置 261
6.4.3 瓦斯安全混配濃度調節系統 266
6.5 本章小結 272
參考文獻 273
第7章 煤礦瓦斯階梯利用 275
7.1 階梯利用基本模式 275
7.1.1 基礎概念 275
7.1.2 階梯利用方法 276
7.1.3 煤礦瓦斯階梯利用模式 280
7.2 高濃度瓦斯利用 281
7.2.1 民用燃料 281
7.2.2 化工原料 282
7.2.3 直接發電 283
7.3 低濃度瓦斯利用 284
7.3.1 工作原理 284
7.3.2 自動調節技術 285
7.4 通風瓦斯利用 286
7.4.1 多孔介質蓄熱氧化 286
7.4.2 催化氧化 288
7.4.3 催化燃氣輪機 290
7.5 本章小結 291
參考文獻 292
第8章 低濃度瓦斯蓄熱燃燒 293
8.1 低濃度瓦斯駐定燃燒 293
8.1.1 研究方法 293
8.1.2 溫度分布演化規律 299
8.1.3 駐定燃燒的瓦斯濃度極限 304
8.1.4 污染物排放特性 305
8.2 非駐定燃燒向上游傳播特性 307
8.2.1 燃燒波傳播特性 308
8.2.2 溫度分布演化規律 311
8.2.3 燃燒傳播的影響因素 313
8.3 低濃度瓦斯非駐定燃燒向下游傳播特性 319
8.3.1 進氣瓦斯參數的影響 319
8.3.2 燃燒器結構參數的影響 323
8.3.3 燃燒波傳播速度 327
8.4 抽采瓦斯水汽含量的影響 327
8.4.1 研究方法 328
8.4.2 含水汽瓦斯的混合燃燒特性 331
8.4.3 燃燒產物組分的分布 334
8.4.4 含水汽條件下的駐定燃燒極限 339
8.5 本章小結 341
參考文獻 342
第9章 煤礦瓦斯蓄熱燃燒裝置 344
9.1 燃燒器尺度對燃燒特性的影響 344
9.1.1 研究方法 344
9.1.2 燃燒器直徑 348
9.1.3 燃燒器長度 351
9.1.4 燃燒器的貧燃極限 354
9.2 燃燒器結構對燃燒特性的影響 355
9.2.1 研究方法 355
9.2.2 進排氣通道結構 360
9.2.3 氣流場及溫度分布 365
9.3 氧化裝置結構設計及其運行特性 374
9.3.1 氧化裝置的本體結構 374
9.3.2 啟動過程床溫分布 380
9.3.3 蒸汽取熱系統 381
9.3.4 變工況運行特性 383
9.3.5 氧化裝置監控系統 388
9.4 本章小結 390
參考文獻 391
第10章 礦區瓦斯分布式能源系統 392
10.1 瓦斯分布式能源系統 392
10.1.1 分布式能源定義 392
10.1.2 瓦斯階梯利用能源系統 394
10.2 低濃度瓦斯發電系統 398
10.2.1 瓦斯濃度要求 398
10.2.2 瓦斯內燃機進排氣系統 399
10.2.3 內燃機發電熱力模型 402
10.3 通風瓦斯發電系統 404
10.3.1 通風瓦斯氧化發電工藝 404
10.3.2 發電系統簡化模型 405
10.4 瓦斯能源系統運行特性 406
10.4.1 配氣系統 406
10.4.2 裝置啟動與穩定運行 407
10.4.3 裝置變工況運行特性 410
10.5 瓦斯發電利用效果 419
10.5.1 低濃度瓦斯發電 419
10.5.2 通風瓦斯發電 420
10.5.3 系統綜合效率 421
10.6 本章小結 422
參考文獻 423
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