一种预测煤层瓦斯参数的方法技术

本发明专利技术提供一种预测煤层瓦斯参数的方法，该方法包括如下步骤：1)依据实验得到的煤样成分及结构信息，构建煤分子模型并进行优化；2)基于分子模拟，依据煤样水分对单个煤分子添加相应数量的水分子，然后对甲烷分子进行吸附，吸附结果单位换算为一致的统计量，拟合得到不同水分的煤吸附瓦斯等温线及其函数式；3)测量煤层压力，基于等温线图，依据煤样灰分进行换算后得到煤层瓦斯含量；4)对等温线函数式积分得到瓦斯抽采量。该发明专利技术提供的预测煤层瓦斯参数的方法，在预测煤层瓦斯含量、预防煤层瓦斯突出中有很大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种预测煤层瓦斯参数的方法
本专利技术属于煤与甲烷吸附微观机理
，涉及一种预测煤层瓦斯含量和瓦斯抽采量的方法。
技术介绍
煤矿瓦斯作为一种非常规能源，近几年在抽采利用方面已有广泛和深入的研究。预防瓦斯灾害、提高瓦斯抽放及利用效率和矿井高效率开采是矿井开采时需注意的三大关键要素，了解煤层内的瓦斯含量和瓦斯抽采量等参数是防治瓦斯灾害和利用瓦斯的必要条件。现阶段我国测定煤层瓦斯参数的方法有地勘解吸法，间接法和井下解吸法等，这类方法虽然应用较为普遍，但是测量值与实际值均存在较大的误差且耗费大量的人力物力。本专利技术利用分子模拟得出的煤分子甲烷吸附等温线，可以实现仅通过压力对煤的瓦斯含量和瓦斯抽采量进行合理的预测，免去了上述方法直接测量的困难，所得数据也更加准确。
技术实现思路
原有煤层瓦斯参数测量的方法困难，耗费较大人力物力，且测量结果并不十分准确，为了克服原有方法的缺点，本专利技术提供一种通过分子模拟得到不同水分煤的瓦斯吸附等温线，从分子尺度对煤层瓦斯参数进行预测的方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预测煤层瓦斯参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，利用实验得到的煤样成分及结构信息，构建煤分子模型并进行优化；/n步骤2，基于分子模拟，依据煤样水分对单个煤分子添加相应数量的水分子，然后对甲烷分子进行吸附，吸附结果单位换算成一致的统计量，拟合得到不同水分的煤吸附瓦斯等温线及其函数式；/n步骤3，测量煤层压力，基于等温线图，依据煤样灰分进行换算后得到煤层瓦斯含量；/n步骤4，对等温线函数式积分得到瓦斯抽采量。/n

【技术特征摘要】
1.一种预测煤层瓦斯参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，利用实验得到的煤样成分及结构信息，构建煤分子模型并进行优化；
步骤2，基于分子模拟，依据煤样水分对单个煤分子添加相应数量的水分子，然后对甲烷分子进行吸附，吸附结果单位换算成一致的统计量，拟合得到不同水分的煤吸附瓦斯等温线及其函数式；
步骤3，测量煤层压力，基于等温线图，依据煤样灰分进行换算后得到煤层瓦斯含量；
步骤4，对等温线函数式积分得到瓦斯抽采量。


2.根据权利要求1所述的预测煤层瓦斯参数的方法，其特征在于，在步骤1中，基于元素分析、核磁共振实验、X射线光电子能谱实验得到实验数据，借助分峰拟合的方法得到煤的成分及结构信息，构建分子模型后，运用分子动力学模拟对其进行优化。


3.根据权利要求1所述的预测煤层瓦斯参数的方法，其特征在于，在步骤2中，通过工业分析，得到煤的含水量，依据公式nM水/(M煤+nM水)＝Mad，换算为单个煤分子对应的水分子个数，借助MaterialStudio软件使煤分子首先吸附水分子，然后进行煤吸附瓦斯分子模拟，在同一条件下需进行5次模拟，剔除差别较大的数据，选取相近的几组数据求平均值得到结果。


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【专利技术属性】
技术研发人员：孟筠青，张硕，李世超，夏捃凯，孟含燮，聂百胜，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11