压力对煤体瓦斯吸附规律影响的实验研究_秦跃平

《外加压力液影响含瓦斯煤解吸特性实验研究》篇一一、引言煤炭是我国的主要能源之一，而瓦斯则是煤炭开采过程中的重要产物。

瓦斯煤层的开采过程伴随着煤体内部的压力变化，而瓦斯和煤体之间的相互作用也会影响其物理特性。

本篇论文的主要目标是探究外加压力液对含瓦斯煤解吸特性的影响，通过对这一过程的研究，为煤矿安全生产提供理论依据。

二、实验材料与方法1. 实验材料实验采用含瓦斯煤样，取自某煤矿的煤层。

在实验前，对煤样进行了预处理，包括干燥、破碎和筛分等步骤。

同时，实验还使用了不同浓度的压力液，如水、盐水等。

2. 实验方法本实验采用高压解吸装置进行实验。

首先，将煤样放入装置中，并加入不同浓度的压力液。

然后，通过改变装置内的压力和温度，模拟煤矿开采过程中的压力变化。

在解吸过程中，通过测量瓦斯气体的释放量、释放速度等参数，研究外加压力液对含瓦斯煤解吸特性的影响。

三、实验结果与分析1. 实验结果实验结果表明，外加压力液对含瓦斯煤的解吸特性有显著影响。

不同浓度的压力液在相同压力和温度条件下，对瓦斯的解吸速度和总量均有不同程度的影响。

具体表现为：当压力液浓度增加时，瓦斯的解吸速度和总量均呈现先增后减的趋势。

2. 结果分析分析认为，外加压力液对含瓦斯煤的解吸特性产生影响的原因主要有两个方面：一是压力液对煤体内部的孔隙结构产生影响，改变了瓦斯的吸附和扩散条件；二是压力液与瓦斯之间的相互作用，影响了瓦斯的解吸过程。

此外，温度和压力的变化也会对解吸过程产生影响。

四、讨论与结论1. 讨论在实验过程中，我们发现外加压力液的浓度、温度和压力等因素均对含瓦斯煤的解吸特性产生影响。

因此，在实际的煤矿开采过程中，应充分考虑这些因素的影响，以更好地掌握瓦斯的控制和利用。

此外，还需要进一步研究不同类型煤样的解吸特性差异以及外加压力液对煤体其他物理特性的影响。

2. 结论本实验研究了外加压力液对含瓦斯煤解吸特性的影响，得出以下结论：（1）外加压力液对含瓦斯煤的解吸特性有显著影响，不同浓度的压力液在相同条件下对瓦斯的解吸速度和总量均有不同程度的影响；（2）压力液浓度、温度和压力等因素均是影响瓦斯解吸特性的重要因素；（3）在煤矿开采过程中，应充分考虑外加压力液的影响，以更好地掌握瓦斯的控制和利用；（4）需要进一步研究不同类型煤样的解吸特性差异以及外加压力液对煤体其他物理特性的影响。

封闭空间内煤粒瓦斯解吸实验与数值模拟秦跃平;郝永江;刘鹏;王健【摘要】为研究瓦斯在煤粒中流动的基本规律,设计了封闭空间内的煤粒瓦斯解吸实验,分别以菲克和达西定律为基础,建立了该条件下煤粒瓦斯放散的数学模型,通过有限差分的方法进行离散并编制程序进行解算,最终实验和数值模拟都得到了4种粒径的煤样在不同初始压力下累积解吸量随时间的变化关系.根据实验和模拟结果分别绘制ln[1-(Qt/Q∞)2]-t关系图进行对比,结果表明:在菲克模拟中,无论扩散参数B如何变化,其结果始终为一条直线;而达西模拟和实验结果有明显的曲线特征并且两者拟合度较高,说明在封闭空间内煤粒中的瓦斯流动更符合达西定律.结合以往研究可知,无论外部压力变化与否,瓦斯在煤粒内的流动都服从达西定律而不是菲克定律.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2015(040)001【总页数】6页(P87-92)【关键词】封闭空间;煤粒;瓦斯;菲克扩散;达西渗流;有限差分【作者】秦跃平;郝永江;刘鹏;王健【作者单位】中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD712责任编辑:张晓宁秦跃平,郝永江,刘鹏,等.封闭空间内煤粒瓦斯解吸实验与数值模拟[J].煤炭学报,2015,40(1):87-92. doi:10. 13225/j. cnki. jccs. 2014. 0346Qin Yueping,Hao Yongjiang,Liu Peng,et al. Coal particle gas desorption experiment and numerical simulation in enclosed space[J]. Journal of China Coal Society,2015,40(1):87-92. doi:10. 13225/j. cnki. jccs. 2014. 0346煤粒瓦斯流动的基本规律一直是广大学者研究的重要问题,是涉及煤层瓦斯含量测定、突出危险性预测参数测定、各种采掘工艺条件下落煤的瓦斯涌出和煤层气开发等方面的关键问题[1-3]。

高温高压下瓦斯在煤体内表面吸附力变化研究侯程;张英华;朱传杰【摘要】采用实验的方法研究了3种煤样在高温高压条件下瓦斯在煤体内表面的吸附规律.通过研究发现:在高温高压作用下,瓦斯的吸附过程仍可以用朗格缪尔模型准确描述,同等压力条件下,所有煤样的瓦斯吸附能力随温度升高而明显下降.瓦斯饱和吸附量总体上都随着温度的升高而降低,变质程度高的煤样的朗格缪尔吸附压力随着温度的升高其下降速率较另2个煤样更快.此外瓦斯在不同温度条件下的饱和吸附量随固定碳含量增加而增加,在25、40、80℃时,饱和吸附量随挥发分含量增高而降低,但是在120℃时,先降低后增加.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2019(050)002【总页数】5页(P1-5)【关键词】高温高压;瓦斯吸附能力;瓦斯抽采;朗格缪尔模型;孔隙结构【作者】侯程;张英华;朱传杰【作者单位】北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083;北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京 100083;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116【正文语种】中文【中图分类】TD712我国煤炭透气性普遍较低，瓦斯抽采效率普遍不高，国内外有关学者提出了利用热驱动（介质为热蒸汽）提高瓦斯抽采效率的设想，即通过地面或井下抽采钻孔向煤体内部注热，提高煤体温度，以促进瓦斯解吸[1-3]。

国内外对温度对瓦斯吸附能力的影响做了很多研究，如Boxho等人研究发现对于烟煤来讲，温度每升高1℃，瓦斯吸附能力下降0.8%[4]。

从理论上来讲，瓦斯在煤体表面的吸附量随着压力的增高而增加，随着温度的升高而降低，Levy、Bustin、Sakurovs、Crosdale等人的研究都验证了这点[5-8]。

其中研究的差异主要体现在吸附压力和温度的不同，如Wang等人研究了压力为1.2 MPa、温度为281～343 K条件下，CH4解吸能力差异[9]，张翔等人利用HCA型高压容量法吸附装置，分别在温度为30、40、50、60、70℃条件下进行了煤对瓦斯的等温吸附实验[10]。

《外加压力液影响含瓦斯煤解吸特性实验研究》篇一外加压力对含瓦斯煤解吸特性实验研究一、引言煤炭开采过程中，瓦斯的存在对安全生产具有重要影响。

瓦斯解吸特性研究是煤炭开采过程中的重要课题之一。

由于地壳压力的变动和外部人为因素影响，含瓦斯煤所承受的额外压力（外加压力）可能会对煤的解吸特性产生重要影响。

本篇论文即通过实验方法研究外加压力对含瓦斯煤解吸特性的影响。

二、研究方法与材料本研究主要使用实验室设备对不同压力条件下含瓦斯煤的解吸特性进行实验研究。

具体方法如下：1. 实验材料：选取具有代表性的含瓦斯煤样，确保其具有均匀的瓦斯含量和物理性质。

2. 实验设备：采用高压解吸实验设备，以模拟不同压力环境下的解吸过程。

3. 实验步骤：在实验室环境下，设置不同的压力梯度，分别进行解吸实验，并记录实验数据。

三、外加压力对含瓦斯煤解吸特性的影响通过对实验数据的分析，我们发现在不同压力下，含瓦斯煤的解吸特性表现出明显的差异。

具体表现在以下几个方面：1. 解吸速率：随着外加压力的增大，含瓦斯煤的解吸速率呈现先增大后减小的趋势。

在一定的压力范围内，压力的增加有助于加快解吸过程；但当压力超过一定值时，解吸速率反而会降低。

2. 解吸量：在较低的压力下，随着外加压力的增加，含瓦斯煤的解吸量有所增加；但当压力达到一定值后，解吸量基本保持稳定，不再随压力的增加而增加。

3. 影响因素：除外加压力外，煤样的粒径、瓦斯类型和温度等因素也会对解吸特性产生影响。

其中，粒径和瓦斯类型的影响较小，而温度对解吸特性的影响较为显著。

四、讨论与解释针对外加压力对含瓦斯煤解吸特性的影响，我们可以从以下几个方面进行解释：1. 压力对煤的结构和吸附能力的影响：外加压力改变煤的内部结构，从而影响其对瓦斯的吸附能力。

当压力在合适范围内时，有利于瓦斯分子从煤的内部吸附位置中释放出来；而当压力过大时，可能使部分瓦斯分子重新吸附回煤内部。

2. 扩散速度与扩散路径：外加压力可能改变瓦斯的扩散速度和扩散路径。

第30卷第3期岩石力学与工程学报V ol.30 No.3 2011年3月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering March，2011 高压注水对煤体瓦斯解吸特性影响的试验研究赵 东，冯增朝，赵阳升(太原理工大学采矿工艺研究所，山西太原 030024)摘要：为了研究高压水作用后的煤层瓦斯解吸特性，依据地面水力压裂煤层抽采煤层气的方案和工艺，设计一系列含瓦斯煤体注水后的解吸特性试验，说明实际状态下的含瓦斯煤体在受到高压水的长期作用后解吸能力及规律的变化。

试验装置采用自主研制的吸附–注水–解吸成套设备，分阶段地进行吸附、高压注水和解吸试验，对于不同煤种同等吸附压力下、相同煤种不同吸附压力下的块状原煤进行自然解吸和不同压力下的高压注水解吸试验，以获得不同条件下试验煤体的瓦斯解吸规律。

结果表明：(1) 在相同吸附平衡压力下，试验用1–1#贫煤的自然解吸率为56.17%，略高于试验用2–1#无烟煤的51.50%，与矿井实际的条件相同；(2) 水对含瓦斯煤体的解吸特性影响较大，等压注水后的1–1#，1–2#和2–1#煤体的瓦斯解吸率分别为40.15%，47.17%和 27.09%，只有自然解吸时的50%～70%，无烟煤的影响最大，较高瓦斯吸附压力下的贫煤影响最小；(3) 随着注水压力的增加，最终解吸率逐渐呈非线性的规律衰减，在注水压力达到一定极值后解吸率会保持稳定；(4) 解吸的时间效应与注水有关，自然解吸在较快时间内可以达到平衡，而注水后的解吸达到平衡的时间有不同程度的增加。

关键词：采矿工程；含瓦斯煤体；高压注水；吸附和解吸；煤层气开采中图分类号：TD 32 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2011)03–0547–09EXPERIMENTAL STUDY OF EFFECTS OF HIGH PRESSURE WATER INJECTION ON DESORPTION CHARACTERISTIC OF COAL-BEDMETHANE(CBM)ZHAO Dong，FENG Zengchao，ZHAO Yangsheng(Institute of Mining Technology，Taiyuan University of Technology，Taiyuan，Shanxi030024，China)Abstract：Based on the methods and technologies of coal-bed methane(CBM) exploration by coal seam in hydrofracture on the ground，and the desorption characteristic of CBM after the effects of high pressure water injection into the coal mass sample，a great deal of experiments about CBM desorption features in coal sample after water injection have been designed. Through these experiments，desorption features of CBM after the effects of high pressure water whether or not have been illustrated；and the comparison of desorption whether water injection or not could be showed in order to apply in actual coal seam. The experimental equipments which acted on our own manufactured devices including adsorption，water injection and desorption，all of the necessary experiments have been conducted. During the process of experiments，adsorption，high pressure water injection，desorption experiment are conducted one by one. In order to acquire the desorption law of coal samples at different conditions，the combination experiments of coal，gas adsorption pressure and desorption which injected water or not have also been studied. The results show that：(1) At the same balanced gas adsorption pressure，the natural desorption percentage of poor coal sample #1–1 is 56.17% and exceeds the blind coal sample #2–1，the收稿日期：2010–11–01；修回日期：2010–12–22基金项目：山西省自然科学基金项目(2009011027–1)；山西省研究生优秀创新项目(20093040)；山西省高校优秀青年学术带头人支持计划资助项目(2008)作者简介：赵东(1986–)，男，2007年毕业于太原理工大学安全工程专业，现为博士研究生，主要从事岩石力学和煤层气开采及综合利用方面的研究工作。

《外加压力液影响含瓦斯煤解吸特性实验研究》篇一一、引言煤炭是我国的主要能源之一，而瓦斯则是煤炭开采过程中常见的伴生气体。

在煤炭开采过程中，瓦斯对煤的解吸特性具有重要影响。

外加压力液作为一种常见的工程手段，在煤炭开采和瓦斯治理中起着重要作用。

本文将重点探讨外加压力液对含瓦斯煤解吸特性的影响，并通过实验进行研究和分析。

二、实验材料与方法1. 实验材料实验所使用的煤样为含瓦斯煤样，采集自某煤矿。

实验前，需要对煤样进行加工和制备，包括破碎、筛分、干燥等步骤。

2. 实验方法本实验采用外加压力液的方法，通过改变压力液的种类、浓度和施加方式等因素，研究其对含瓦斯煤解吸特性的影响。

实验过程中，需对煤样进行一定的预处理，如浸泡、加压等操作。

然后通过瓦斯含量测定仪对煤样进行解吸实验，记录解吸过程中的相关数据。

三、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，我们得到了不同条件下含瓦斯煤的解吸特性数据。

具体包括不同压力液种类、浓度和施加方式下，煤样的解吸速率、解吸量等指标。

2. 结果分析（1）压力液种类对含瓦斯煤解吸特性的影响实验发现，不同种类的压力液对含瓦斯煤的解吸特性具有不同的影响。

某些种类的压力液能够促进煤样的解吸过程，提高解吸速率和解吸量；而另一些种类的压力液则对煤样的解吸特性产生抑制作用。

这可能与压力液的化学性质、分子结构等因素有关。

（2）压力液浓度对含瓦斯煤解吸特性的影响实验结果表明，压力液的浓度对含瓦斯煤的解吸特性也有影响。

在一定范围内，随着压力液浓度的增加，煤样的解吸速率和解吸量也会相应增加。

但当浓度超过一定值时，解吸特性反而会受到抑制。

这可能与压力液浓度过高时，煤样表面的吸附作用增强有关。

（3）压力液施加方式对含瓦斯煤解吸特性的影响压力液的施加方式也会影响含瓦斯煤的解吸特性。

实验中，我们分别采用了浸泡式和喷洒式两种施加方式。

发现浸泡式施加方式能够使压力液更均匀地渗透到煤样中，从而提高解吸效果；而喷洒式施加方式则容易导致压力液在煤样表面形成一层膜，阻碍了内部瓦斯的释放。

全日制硕士学位论文考虑吸附解吸的受载含瓦斯煤渗流规律与气固动态耦合模型研究Study on Gas Seepage Law of Coal Containing Gas and Gas-Solid Dynamic Coupling Model Considering Adsorption and Desorption申请人姓名：秦恒洁指导教师：魏建平教授王登科副教授学位类别：工学硕士专业名称：矿业工程研究方向：瓦斯灾害预测与防治河南理工大学安全科学与工程学院二○一四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：考虑吸附解吸的受载含瓦斯煤渗流规律与气固动态耦合模型研究，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：年月日年月日图分类号：TD713 密级：公开UDC：622 单位代码：10460考虑吸附解吸的受载含瓦斯煤渗流规律与气固动态耦合模型研究Study on Gas Seepage Law of Coal Containing Gas and Gas-Solid Dynamic Coupling Model Considering Adsorption and Desorption申请人姓名秦恒洁申请学位工学硕士学科专业矿业工程研究方向瓦斯灾害预测与防治导师魏建平职称教授王登科职称副教授提交日期2014年6月答辩日期2014年6月2日河南理工大学致谢求学七载矿业高教发源地，谨记一生天高地厚导师恩！本文是在恩师魏建平教授悉心指导和关怀下完成的，没有导师的指导、鼓励及资金上的大力支持，论文不可能顺利完成。

全日制硕士学位论文考虑吸附解吸的受载含瓦斯煤渗流规律与气固动态耦合模型研究Study on Gas Seepage Law of Coal Containing Gas and Gas-Solid Dynamic Coupling Model Considering Adsorption and Desorption申请人姓名：秦恒洁指导教师：魏建平教授王登科副教授学位类别：工学硕士专业名称：矿业工程研究方向：瓦斯灾害预测与防治河南理工大学安全科学与工程学院二○一四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：考虑吸附解吸的受载含瓦斯煤渗流规律与气固动态耦合模型研究，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：年月日年月日图分类号：TD713 密级：公开UDC：622 单位代码：10460考虑吸附解吸的受载含瓦斯煤渗流规律与气固动态耦合模型研究Study on Gas Seepage Law of Coal Containing Gas and Gas-Solid Dynamic Coupling Model Considering Adsorption and Desorption申请人姓名秦恒洁申请学位工学硕士学科专业矿业工程研究方向瓦斯灾害预测与防治导师魏建平职称教授王登科职称副教授提交日期2014年6月答辩日期2014年6月2日河南理工大学致谢求学七载矿业高教发源地，谨记一生天高地厚导师恩！本文是在恩师魏建平教授悉心指导和关怀下完成的，没有导师的指导、鼓励及资金上的大力支持，论文不可能顺利完成。