煤层气解吸的温度效应

《温度冲击对无烟煤中甲烷吸附—解吸特性影响的实验研究》篇一温度冲击对无烟煤中甲烷吸附-解吸特性影响的实验研究一、引言随着煤层气开发利用的日益广泛，无烟煤作为重要的煤层气资源之一，其甲烷吸附-解吸特性受到了广泛的关注。

由于温度是影响甲烷在无烟煤中吸附-解吸的重要因素之一，本文针对温度冲击对无烟煤中甲烷吸附-解吸特性的影响进行了实验研究。

旨在揭示温度变化对无烟煤甲烷吸附和解吸行为的影响规律，为煤层气开发提供理论依据和指导。

二、实验材料与方法1. 实验材料本实验选用某地区无烟煤作为研究对象，该无烟煤具有较好的代表性和普遍性。

实验前，对无烟煤进行了必要的处理和筛选，以保证实验的准确性和可靠性。

2. 实验方法本实验采用温度冲击法，即通过设定不同的温度梯度，观察无烟煤中甲烷的吸附和解吸过程。

具体步骤如下：（1）将无烟煤样品置于设定温度的恒温箱内，待其达到平衡状态；（2）将一定压力的甲烷注入恒温箱内，使甲烷在无烟煤中吸附；（3）将恒温箱内的温度迅速提升至预设的较高温度，并保持一定时间；（4）在温度回升后，让甲烷从无烟煤中解吸出来；（5）记录整个过程中甲烷的吸附量和解吸量，以及温度变化对吸附-解吸特性的影响。

三、实验结果与分析1. 温度冲击对甲烷吸附特性的影响实验结果表明，随着温度的升高，无烟煤对甲烷的吸附量逐渐减少。

这是因为随着温度的升高，甲烷分子的热运动加剧，使得其与无烟煤表面的吸附力减弱，导致吸附量减少。

此外，温度冲击也会对无烟煤的孔隙结构和表面性质产生影响，从而进一步影响甲烷的吸附特性。

2. 温度冲击对甲烷解吸特性的影响与吸附过程相反，温度冲击对甲烷的解吸过程具有促进作用。

当温度升高时，甲烷分子从无烟煤表面获得更多的能量，使得其克服孔隙内的阻力并从孔隙中解吸出来。

同时，高温条件下，无烟煤的孔隙结构也会发生变化，使得甲烷更容易从孔隙中解吸出来。

因此，在温度冲击下，无烟煤中甲烷的解吸量会明显增加。

3. 温度冲击的综合影响综合分析表明，温度冲击对无烟煤中甲烷的吸附-解吸特性具有显著影响。

第 29 卷第 5 期 2010 年 5 月岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Vol.29 No.5 May， 2010 单轴应力–温度作用下煤中吸附瓦斯解吸特征何满潮 1 2，王春光 1 2，李德建 1 2，刘，，，静 1 2，张晓虎2 ， (1. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京 100083；2. 中国矿业大学力学与建筑工程学院，北京 100083 摘要：利用自主研发的深部煤岩温度–压力耦合瓦斯解吸试验系统，对鹤岗南山矿煤样进行单轴应力–温度作用下吸附瓦斯运移过程。

该试验系统通过对煤样施加不同应力和温度，促使煤中原生吸附瓦斯解吸，模拟煤体变形中吸附瓦斯解吸–释放过程。

试验中分别在恒温和升温条件下对煤样依次进行单轴破坏和施加围压，实时监测逸出气体压力、流量，抽样检测气体成分和浓度。

研究结果表明煤体在单轴压缩破坏过程中出现气体逸出压力降低导致气体回流现象；对破裂煤样施加围压后短时间内排出大量高浓度气体。

试验结果证实温度升高是诱发煤样中吸附瓦斯大量解吸因素之一，而煤体内是否存在大量贯通裂隙是影响瓦斯运移的重要因素。

关键词：采矿工程；温度–压力耦合；吸附；解吸中图分类号：TD 324 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(201005–0865–08 DESORPTION CHARACTERISTICS OF ADSORBED GAS IN COAL SAMPLES UNDER COUPLING TEMPERATURE AND UNIAXIAL COMPRESSION HE Manchao1 2，WANG Chunguang1 2，LI Dejian1 2，LIU Jing1 2，ZHANG Xiaohu2 ，，，， (1. State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering，China University of Mining and Technology， Beijing 100083，China；2. School of Mechanics and Civil Engineering，China University of Mining and Technology， Beijing 100083，China Abstract：The desorption process of adsorbed gas in coal from Nanshan coal mine is studied using an experimental system with temperature-pressure coupling in particular to treat the multiphysical effect on deep coal sample. This experimental system has been designed to apply triaxial pressure and temperature to coal sample， and reproduce the desorption-releasing process of absorbed gas as a result of combination of pressure and temperature. Uniaxial compression tests are carried out on coal samples under constant temperature and increasing temperature，respectively. After failure，the deformed samples were subjected to confining pressures.In test，the releasing gas pressure and flow are real-time monitored. The mixed gases is sampled and detected by using a gas chromatography. The results show that a spontaneous negative value observed in gas pressure is consistent with the refluence of gas determined from the volumetric dilatancy development. A large amount of gas is expelled during the closure of fracture due to the present of the confining pressure. Correspondingly，the concentrations of methane，carbon dioxide and ethane are increased sharply. Temperature change is one of desorption-induced factors for adsorbed gas. The existence of a large number of connected cracks in coal matrix may play an important role in gas transport. The mechanism of gas emission is also preliminarily discussed. 收稿日期：2009–11–04；修回日期：2010–01–22 基金项目：国家重点基础研究发展计划(973项目(2006CB202200；教育部创新团队发展计划项目(IRT0656 作者简介：何满潮(1956–，男，博士，1981 年毕业于长春地质学院工程地质专业，现任教授、博士生导师，主要从事深部岩石力学理论及灾害控制方面的教学与研究工作。

《基于热效应的含瓦斯煤恒温热芯升温促解吸实验研究》篇一一、引言煤炭资源在全球能源结构中占据重要地位，尤其在我国的能源消费中，煤炭的开采与利用占有相当大的比重。

然而，在煤炭开采过程中，瓦斯（甲烷）的释放与控制问题一直是困扰煤矿安全生产的难题之一。

瓦斯积聚不仅威胁着矿井的安全，同时也对煤炭的开采效率产生影响。

因此，研究瓦斯在煤层中的赋存、运移及解吸规律，对于提高煤矿生产效率和保障矿井安全具有重要意义。

本文基于热效应的含瓦斯煤恒温热芯升温促解吸实验研究，旨在探讨热效应对含瓦斯煤解吸过程的影响及规律。

二、实验原理及方法1. 实验原理瓦斯在煤层中的赋存状态受多种因素影响，其中温度是影响瓦斯解吸的重要因素之一。

本实验通过模拟煤层温度变化，研究恒温热芯升温过程中含瓦斯煤的解吸规律。

通过分析热效应对瓦斯解吸的影响，为煤矿瓦斯治理提供理论依据。

2. 实验方法（1）实验材料：选取具有代表性的含瓦斯煤样。

（2）实验设备：恒温热芯升温装置、气体收集与分析设备等。

（3）实验步骤：将煤样置于恒温热芯升温装置中，设定不同的温度梯度，观察并记录瓦斯解吸过程，同时对解吸出的瓦斯进行成分分析。

三、实验过程及结果分析1. 实验过程在实验过程中，我们设定了不同的温度梯度（如30℃、50℃、70℃等），观察并记录了含瓦斯煤样在恒温热芯升温过程中的解吸情况。

通过气体收集与分析设备，对解吸出的瓦斯进行成分分析，以了解其组成及变化规律。

2. 结果分析（1）瓦斯解吸量随温度变化规律：实验结果表明，随着温度的升高，瓦斯解吸量逐渐增大。

在较低温度下，瓦斯解吸速度较慢；随着温度的进一步升高，瓦斯解吸速度加快。

这表明温度对瓦斯解吸过程具有显著的促进作用。

（2）瓦斯成分变化规律：通过对解吸出的瓦斯进行成分分析，我们发现随着温度的升高，瓦斯中轻质组分（如甲烷）的比例逐渐增大，而重质组分的比例则逐渐减少。

这表明温度对瓦斯的成分也有一定的影响。

（3）热效应对含瓦斯煤的影响：恒温热芯升温过程中，热效应使煤体内部结构发生变化，有利于瓦斯的解吸和运移。

《基于热效应的含瓦斯煤恒温热芯升温促解吸实验研究》篇一一、引言随着煤炭资源的日益消耗，瓦斯（煤层气）的开采与利用已成为国内外能源研究的热点。

含瓦斯煤的解吸特性研究对于瓦斯开采效率、矿井安全以及煤层气开发利用具有重要意义。

近年来，热效应在促进含瓦斯煤解吸方面的应用逐渐受到关注。

本文基于热效应，通过恒温热芯升温促解吸实验，探讨含瓦斯煤的解吸特性和机理，以期为相关领域的科研与实践提供参考。

二、实验原理与设备本实验利用恒温热芯设备，通过控制热芯温度，实现对含瓦斯煤样品的恒温加热，观察其解吸过程及效果。

实验原理主要基于热效应对煤层气解吸的促进作用，即通过加热提高煤样的温度，降低气体解吸的活化能，从而加速气体从煤基质中解吸出来。

实验设备主要包括恒温热芯装置、气体收集与分析系统等。

其中，恒温热芯装置是实验的核心部分，可实现精确控制加热温度；气体收集与分析系统用于收集并分析解吸出的瓦斯成分与含量。

三、实验方法与步骤1. 样品准备：选取具有代表性的含瓦斯煤样，进行破碎、筛分，制备成符合实验要求的样品。

2. 实验装置搭建：将样品放置于恒温热芯装置中，连接气体收集与分析系统。

3. 实验参数设置：设定恒温热芯装置的加热温度、加热速率等参数。

4. 实验过程：开启恒温热芯装置，对样品进行加热，并实时监测与记录气体解吸情况。

5. 数据处理与分析：对收集的气体成分与含量数据进行分析，计算不同温度下的解吸效果及效率。

四、实验结果与分析1. 解吸效果分析：随着温度的升高，含瓦斯煤的解吸效果逐渐增强。

在一定的温度范围内，解吸速率与温度呈正比关系。

2. 温度对解吸特性的影响：较高的温度有利于降低气体解吸的活化能，从而提高解吸速率和效果。

此外，高温还能使更多原本难以解吸的气体得以释放。

3. 恒温热芯技术的优势：与传统的瓦斯开采方法相比，恒温热芯技术具有更高的解吸效率和更好的安全性。

该技术可实现精确控制加热温度，避免因温度过高导致的煤样燃烧或爆炸等安全隐患。

《基于热效应的含瓦斯煤恒温热芯升温促解吸实验研究》篇一一、引言随着煤炭资源的日益消耗，瓦斯（煤层气）的开采与利用已成为国内外研究的热点。

瓦斯作为清洁能源，其高效开采对于环境保护和能源安全具有重要意义。

然而，瓦斯在煤层中的赋存状态复杂，其解吸与运移受到多种因素的影响。

其中，温度对瓦斯解吸的促进作用尤为重要。

因此，本文以含瓦斯煤为研究对象，通过恒温热芯升温促解吸实验，研究热效应对瓦斯解吸的影响，以期为瓦斯的高效开采提供理论依据。

二、实验材料与方法1. 实验材料实验选用的煤样为含瓦斯煤样，采自某煤矿。

煤样经过粉碎、筛分、干燥等处理后，进行实验。

2. 实验方法（1）实验装置：采用恒温热芯升温装置，通过控制加热速率和温度，模拟煤层中瓦斯解吸的环境。

（2）实验步骤：将煤样置于热芯上，设定不同的升温速率和温度，观察瓦斯解吸情况。

同时，通过气体分析仪记录瓦斯解吸量随时间的变化。

三、实验结果与分析1. 恒温热芯升温过程中瓦斯解吸特性实验结果表明，随着温度的升高，瓦斯解吸量逐渐增大。

在恒温热芯升温过程中，瓦斯解吸呈现明显的阶段性特征。

在较低温度阶段，瓦斯解吸速率较慢；随着温度的升高，瓦斯解吸速率逐渐加快。

2. 热效应对瓦斯解吸的促进作用热效应对瓦斯解吸具有显著的促进作用。

在恒温热芯升温过程中，煤样内部发生了一系列的物理化学变化，如煤基质膨胀、孔隙结构变化等，这些变化有利于瓦斯的解吸和运移。

此外，温度升高还使得瓦斯分子的运动速度加快，从而提高了瓦斯的解吸速率。

3. 不同升温速率对瓦斯解吸的影响实验发现，不同升温速率对瓦斯解吸的影响显著。

较高的升温速率有利于瓦斯的快速解吸，但过高的升温速率可能导致煤样内部结构破坏严重，反而降低瓦斯解吸量。

因此，在实际生产中，需要选择合适的升温速率以实现瓦斯的高效解吸。

四、讨论与展望本文通过实验研究了基于热效应的含瓦斯煤恒温热芯升温促解吸的规律和特点。

实验结果表明，热效应对瓦斯解吸具有显著的促进作用，而不同升温速率对瓦斯解吸的影响也不容忽视。

《基于热效应的含瓦斯煤恒温热芯升温促解吸实验研究》篇一一、引言随着煤炭资源日益紧缺和煤矿安全问题的关注度日益提升，煤层气（瓦斯）的开发和利用显得愈发重要。

煤层中的瓦斯主要依靠吸附和解析方式在煤体中储存和释放，其中解析过程是煤层气开采的关键环节。

而煤中瓦斯的解吸是一个复杂的物理化学过程，涉及到多种因素的影响。

其中，温度是影响瓦斯解吸的重要参数之一。

因此，本文以基于热效应的含瓦斯煤恒温热芯升温促解吸实验为研究对象，探讨温度对瓦斯解吸的影响机制及影响因素，为煤层气的高效开采提供理论依据。

二、实验原理与目的实验的原理是基于含瓦斯煤在受热时发生物理和化学变化，使吸附在煤体表面的瓦斯得到释放。

本文采用恒温热芯升温方法，模拟实际开采过程中的温度变化情况，对含瓦斯煤进行加热处理，观察其解吸过程及效果。

实验的主要目的是探究温度对含瓦斯煤解吸过程的影响机制及影响因素，为煤矿瓦斯开发提供指导意义。

三、实验材料与方法（一）实验材料本实验选用某地区具有代表性的含瓦斯煤作为实验样品，经过制备后得到符合实验要求的样品。

（二）实验方法本实验采用恒温热芯升温方法，将含瓦斯煤样品置于恒温热芯中，通过控制热芯的温度变化来模拟实际开采过程中的温度变化情况。

在加热过程中，观察并记录瓦斯的解吸过程及效果，分析温度对瓦斯解吸的影响。

四、实验过程与结果分析（一）实验过程在实验过程中，首先将含瓦斯煤样品放置在恒温热芯中，设定初始温度为XX℃，然后以一定的升温速率进行加热。

在加热过程中，通过传感器实时监测温度变化和瓦斯解吸量变化情况。

当温度达到预设值时，保持恒温一段时间后继续升温。

整个实验过程中记录下不同温度下的瓦斯解吸量及解吸速率等数据。

（二）结果分析通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：随着温度的升高，瓦斯的解吸量逐渐增大；在较低温度下，瓦斯的解吸速率较慢；当温度达到一定值时，瓦斯的解吸速率迅速增加；恒温时间对瓦斯的解吸量也有一定影响。

此外，实验结果还表明，热效应在瓦斯解吸过程中发挥了重要作用，对促进瓦斯的有效开采具有重要意义。

温度对构造煤瓦斯解吸规律的影响研究温度对构造煤瓦斯解吸规律的影响研究是一项复杂的研究，它要求从温度及其对煤瓦斯解吸的影响方面进行分析研究，从而给出有效的构造煤瓦斯解吸规律。

温度是构造煤瓦斯解吸的主要因素之一，它可能会影响煤瓦斯的渗透性、压力等参数，并影响煤瓦斯解吸的规律。

煤瓦斯解吸的规律是由煤瓦斯渗透性、压力、温度等因素来决定的，温度变化不仅会影响煤瓦斯的渗透性，也会影响煤瓦斯的压力特性。

煤瓦斯在低温环境中，渗透性和压力都会显著降低，这就会使构造煤瓦斯解吸规律发生变化，煤瓦斯释放速率也会降低。

此外，温度还会影响煤瓦斯的析出及其析出的速率，低温环境下，煤瓦斯的析出速率会变慢，而且析出的煤瓦斯也会变得更加稳定，因此，低温环境下，构造煤瓦斯解吸规律也会发生一些变化。

此外，温度还会影响煤瓦斯的气相状态，在低温环境下，煤瓦斯的渗透性和压力都会显著降低，因此，低温环境下，煤瓦斯的解吸规律也会发生一些变化，煤瓦斯的释放速率也会降低。

此外，温度还会影响煤瓦斯的析出及其析出的速率。

在低温环境下，煤瓦斯的析出及其速率都会发生变化，析出煤瓦斯的速率也会变慢，析出的煤瓦斯也会变得更加稳定，这样就会影响构造煤瓦斯解吸规律。

最后，温度也会影响煤瓦斯的解吸规律。

低温环境下，煤瓦斯的渗透性和压力都会降低，这就会影响煤瓦斯的解吸规律，使得煤瓦斯的释放速率也会降低，从而影响构造煤瓦斯解吸规律。

综上所述，温度对构造煤瓦斯解吸规律具有重要作用，它会影响煤瓦斯的渗透性、压力、析出及其速率，从而影响构造煤瓦斯解吸规律。

因此，要研究温度对构造煤瓦斯解吸规律的影响，必须综合考虑煤瓦斯的渗透性、压力、析出及其速率、温度变化等多种因素，并从多方面深入地分析研究，从而得出有效的构造煤瓦斯解吸规律。

不同含水及负压条件下煤层气等温吸附解吸规律
煤层气等温吸附解吸规律是关于不同含水及负压条件下煤层气的吸附
解吸特性的一种定律。

它对于评价煤层气储层的渗流效率，及其与藏
层岩性特征的关系有着重要作用。

下面结合NSLQ（模型名称）等模
型分述煤层气等温吸附解吸规律:
1、吸附等温规律：煤层吸附容量随着负压和含水量的变化而变化，如果负压趋于0且/或含水量较高，煤层气会有较大的吸附容量；而负压
较大或含水量较低，煤层抽取的气体会减少，从而使吸附容量减少。

2、解吸等温规律：煤层气的解吸规律与吸附规律类似，当负压较大时，煤层气抽取容量会减少，而当负压趋于0且/或含水量较高时，煤层气
抽取容量会增加。

3、NSLQ模型等温规律：NSLQ模型研究发现不论是吸附还是解吸，
当当温度较高时，煤层气的吸附容量和解吸容量会增加，当温度较低时，吸附容量和解吸容量会减少。

4、煤层气吸附解吸动态变化：煤层气蕴藏储层的吸附和解吸是动态的，随着负压的变化，会造成吸附解吸状态的变化，负压较大时让煤层吸
附状态越来越强烈，而负压趋于0时驱动煤层气向外释放。

5、含水率、负压与吸附解吸：煤层气吸附解吸受负压和含水量影响较大。

上述模型研究表明，当含水量低时，煤层气吸附容量减少；负压越大，煤层气的吸附量越强；当含水量较高时，煤层气获取的吸附量和解吸量增加。

以上就是关于不同含水及负压条件下煤层气等温吸附解吸规律的相关研究内容，可以帮助我们更好的理解煤层气的储量及渗流能力，提高煤层气藏层的开发利用效率。