弱吸附性氮气对煤中甲烷的置换效应

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1、全日制硕士学位论文弱吸附性氮气对煤中甲烷的置换效应Effectionofdisplacemethaneincoalbyweaklyadsorbednitrogen申请人姓名：李凤龙指导教师：杨宏民教授学位类别：工学硕士专业名称：矿业工程研究方向：矿山灾害预防与控制河南理工大学安全科学与工程学院二○一五年六月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文：弱吸附性氮气对煤中甲烷的置换效应，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经

2、公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的

3、学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号：TD712密级：公开UDC：622单位代码：10460弱吸附性氮气对煤中甲烷的置换效应Effectionofdisplacemethaneincoalbyweaklyadsorbednitrogen申请人姓名李凤龙申请学位工学硕士学科专业矿业工程研究方向矿山灾害预防与控制导师杨宏民职称教授/博导提交日期2015.04答辩日期2015.06河南理工大学致谢时光荏苒，转眼三年的研究生生活就要结束了，值此论文完成之际，我谨以最诚挚的心情向我的导

4、师杨宏民教授致以最崇高的敬意！感谢导师三年来给予我学习和生活上的悉心关怀和帮助。从本论文的选题、研究思路、理论分析、实验室测试到论文的修改和定稿都离不开杨老师的精心指导。杨老师不仅教会我做科研的方法和思路，还将最宝贵的现场经验毫无保留的传授于我。杨老师渊博的知识、严谨的治学态度和崇高的敬业精神，不仅使我在专业知识上受益匪浅，更重要的是对我今后做人、做事和治学都产生了深远的影响，这些都是我一生最宝贵的财富。感谢我的师娘霍晓阳老师，感谢霍老师三年来对我学习生活上慈母般的无私关怀和照顾，在此向霍老师表示诚挚的感谢！感谢王兆

5、丰研究员在我论文的实验装置改进及实验测试给予的极大帮助，没有王老师的帮助，实验不会顺利完成，在此向王老师致以诚挚的感谢！感谢许彦鹏、陈向军、刘军、李志强、袁军伟、陈立伟、王林、岳高伟、戚灵灵、王立国、陈海栋、安丰华等老师的帮助。三年研究生期间，我多次跟随他们到现场学习实践，他们教会我许多学习与实践的方法；在科研报告的编写过程中，得到了陈立伟老师和刘军老师的悉心指导，使我科研写作能力得到锻炼与提高。在此向各位老师表示深深感谢！感谢焦秀英老师对我生活上的帮助，感谢贾翠芝老师、吴文明、苏伟伟、吴家浩和谢策等同学对我论文实验

6、过程的帮助和支持，在此对他们表示衷心的感谢！感谢我的师兄师弟、师姐师妹还有同届同学，能够一起生活在这个温暖的团队里是我一生的荣幸，感谢他们在学习和生活上给我的帮助！感谢河南理工大学领导和老师，感谢研究生处辛苦工作的老师们！感谢我的家人多年来对我学业上的支持和鼓励！衷心感谢在百忙之中评阅本文的各位专家、教授和参加我论文答辩的各位评委，由于作者水平有限，热切希望您对我论文中的不足之处批评指正。最后，再次向我的导师杨宏民教授表示深深的感谢！I摘要本文从煤矿井下注N2促抽/促排煤层瓦斯的试验效果以及煤矿井下安全生产的角度出发

7、，采用高压容量法，在实验室对阳泉15号煤层的颗粒煤样进行等压扩散和高压注气两种条件下弱吸附性N2置换煤中CH4实验，研究了两种实验条件下N2置换煤中CH4规律，并对其作用机理进行分析。阳泉15号煤对CH4、N2单组分气体的吸附-解吸实验表明，煤吸附CH4能力强于吸附N2。通过对等压扩散和高压注气两种实验条件下N2对CH4的置换解吸规律可以看出，高压注气条件下CH4置换量很小，且随煤对CH4的吸附平衡压力升高呈现先增后减的规3律，CH4的吸附平衡压力为0.84MPa时置换量达到最大值0.56cm/g，同一甲烷吸附平衡压

8、力下，置换量随着氮气注气压力的升高而增大，且增加量逐渐减小；等压扩散条件下CH4置换量随煤对CH4的吸附平衡压力的升高而增大；相同CH4吸附平衡压力下，等压扩散条件下CH4置换量始终大于高压注气条件下CH4置换量。对置换气体N2的吸附量而言，两种实验条件下均表现为随CH4平衡压力的升高先升后降，且相同CH4吸附平衡压力下，高压注气条件下N2吸附