单轴应力_温度作用下煤中吸附瓦斯解吸特征
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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。
煤体瓦斯吸附解吸动力学特征及其应用
煤体瓦斯吸附解吸动力学特征是指煤体与瓦斯之间吸附和解吸过程的速率和特征。
煤体中存在大量的孔隙和微孔,这些孔隙和微孔能够吸附和储存大量的瓦斯。
煤体瓦斯吸附解吸动力学特征的研究可以帮助我们了解煤体中瓦斯的吸附和解吸过程,从而更好地控制和利用煤层气资源。
煤体瓦斯吸附解吸动力学特征主要包括吸附速率、解吸速率和吸附解吸平衡时间。
吸附速率是指煤体吸附瓦斯的速率,它受到煤体孔隙结构、瓦斯分子与煤体表面相互作用的影响。
解吸速率是指煤体释放瓦斯的速率,它受到煤体孔隙压力和温度的影响。
吸附解吸平衡时间是指煤体吸附和解吸达到平衡所需的时间,它受到煤体孔隙结构和温度的影响。
煤体瓦斯吸附解吸动力学特征的研究对于煤层气资源的开发和利用具有重要意义。
首先,了解煤体瓦斯吸附解吸动力学特征可以帮助我们预测煤层气的产量和释放速率,为煤层气的开采和利用提供科学依据。
其次,煤体瓦斯吸附解吸动力学特征的研究可以帮助我们设计和改进煤层气开采技术和设备,提高煤层气的开采效率和安全性。
此外,煤体瓦斯吸附解吸动力学特征的研究还可以帮助我们评估煤层气的储量和资源潜力,为煤层气资源的评估和开发提供依据。
煤体瓦斯吸附解吸动力学特征的研究对于煤层气资源的开发和利用具有重要意义,它可以帮助我们了解煤层气的产量和释放速率,设
计和改进煤层气开采技术,评估煤层气的储量和资源潜力。
煤体瓦斯吸附解吸动力学特征及其应用
煤体瓦斯吸附解吸动力学特征及其应用是一个复杂且重要的研究领域,主要涉及煤层瓦斯的吸附动力学模型、解吸动力学模型、吸附解吸动力学影响因素、以及吸附解吸特征的应用等方面的内容。
在煤层瓦斯的吸附动力学模型方面,研究主要关注煤的物理和化学性质对瓦斯吸附的影响,以及吸附动力学过程的机理和规律。
解吸动力学模型则是研究瓦斯在煤体中的解吸过程,包括解吸速率、解吸量以及影响因素等。
这部分的研究有助于理解煤层瓦斯的生成和运移规律,为矿井瓦斯治理和利用提供理论支持。
同时,吸附解吸动力学的影响因素也是研究的重点,这些因素包括温度、压力、煤的孔隙结构、煤的表面性质等。
对这些因素的理解有助于更好地控制和利用煤层瓦斯。
此外,吸附解吸特征的应用也是该领域的一个重要方向。
这些应用包括矿井瓦斯抽采、煤层气开发利用、瓦斯灾害防治等。
通过对吸附解吸特征的研究,可以提高对瓦斯灾害的预警和防治能力,保障矿工的生命安全和煤炭生产的顺利进行。
总的来说,煤体瓦斯吸附解吸动力学特征及其应用是一个涉及多个学科领域的复杂问题,需要从理论和实践两个方面进行深入研究和探索。
煤系页岩瓦斯吸附-解吸特性核磁共振实验研究唐巨鹏;田虎楠;马圆【摘要】吸附态和游离态瓦斯变化规律能为煤系页岩瓦斯安全高效抽采提供技术参考,常规实验方法难以实现对吸附态和游离态瓦斯变化规律的独立表征.以阜新盆地清河门矿煤系页岩为例,采用低场核磁共振技术对煤系页岩粉试样进行瓦斯吸附-解吸实验,并提出以核磁共振T2(横向弛豫时间)谱幅值积分作为瓦斯含量定量表征指标.实验表明:吸附-解吸过程T2谱曲线有3个特性峰,对应3个横向弛豫时间截止阈值;吸附态瓦斯量与瓦斯压力符合朗格缪尔方程,而游离态瓦斯量与瓦斯压力呈线性关系;吸附态瓦斯解吸过程具有明显滞后性,且存在7.26 MPa临界滞后瓦斯压力,而游离态瓦斯吸附和解吸过程近似可逆,无明显滞后性.%The change laws of adsorbed and free gas can provide some technical reference for safe and high-efficient exploitation of coal shale gas, but the conventional experimental methods are difficult to achieve the independent representation on the change laws of adsorbed and free gas.Taking the coal shale of Qinghemen mine in Fuxin basin as example, the gas adsorption-desorption experiments were carried out on the powder specimens of coal shale by using the low-field nuclear magnetic resonance (LF-NMR) technique, and it was put forward to take the amplitude integral of T2 (transverse relaxation time) spectrum in NMR as the quantitative representation index of gas content.Some new experimental results were obtained as follows.The T2 spectrum curve in the adsorption and desorption process had three characteristic peaks corresponding to three cut-off thresholds of transverse relaxation time.The relation between theadsorbed gas amount and the gas pressure accorded with Langmuir equation, while the free gas amount depended linearly on the gas pressure.The desorption processes of adsorbed gas had an obvious lagging, and the critical lagging gas pressure was 7.26 MPa.However, the adsorption and desorption process of free gas was approximately reversible, without the obvious lagging.【期刊名称】《中国安全生产科学技术》【年(卷),期】2017(013)006【总页数】5页(P121-125)【关键词】煤系页岩;瓦斯;吸附-解吸;核磁共振;T2谱【作者】唐巨鹏;田虎楠;马圆【作者单位】辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新 123000;辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新 123000;辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新 123000【正文语种】中文【中图分类】X9360 引言页岩储层复杂的孔隙结构特征,使页岩气的赋存和运移具有明显多尺度性[1]。
采动应力作用下煤与瓦斯突出过程中孔隙压力与温度变化规律研究在煤矿深处,煤层像是大地的心脏,而瓦斯则是这颗心脏中的血液。
当采动应力作用于煤层时,就如同医生用听诊器聆听心跳,我们试图解读这复杂生命体的奥秘。
煤与瓦斯突出,这一煤矿中的重大灾害,就像是一场突如其来的心脏病发作,其背后隐藏着孔隙压力与温度变化的微妙规律。
首先,让我们来探讨孔隙压力的变化。
在采动应力的作用下,煤层内部的孔隙结构会发生变形和破坏。
这个过程可以比喻为一个充满水的气球被挤压,水压会随着气球形状的改变而发生变化。
同样,煤层中的孔隙压力也会因为煤体的变形而产生波动。
这种波动不仅会影响煤层的稳定性,还会对瓦斯的运移产生重要影响。
夸张地说,孔隙压力的微小变化都可能引发煤与瓦斯突出的“蝴蝶效应”。
接下来,我们来看温度的变化。
温度在煤与瓦斯突出过程中扮演着“隐形的导演”角色。
虽然它不如孔隙压力那样直接参与煤体的变形过程,但却通过影响瓦斯的吸附和解吸特性来间接影响突出过程。
当温度升高时,瓦斯分子会变得活跃起来,它们像是被唤醒的蜜蜂纷纷离开蜂窝。
这种解吸现象会导致孔隙压力的降低,从而增加突出的风险。
反之,当温度降低时,瓦斯分子又会重新回到煤体的怀抱中,仿佛是归巢的蜜蜂回到了蜂窝。
通过对孔隙压力和温度变化的深入剖析,我们可以得出一些独到的见解。
首先,孔隙压力和温度并非孤立存在,它们之间存在着复杂的相互作用关系。
这种关系就像是一场精心编排的舞蹈,每一个动作都会影响到下一个动作的发生。
因此,在研究煤与瓦斯突出过程时,我们必须将这两个因素综合考虑。
其次,我们应该重视对孔隙压力和温度变化的监测和预警。
这就像是给煤矿装上了一套精密的心电图仪器,能够实时监测这颗“大地心脏”的健康状况。
一旦发现异常信号,就可以及时采取措施进行干预和治理。
最后,我想用一个形容词来评价这项研究的价值——它是“无价之宝”。
因为它不仅揭示了煤与瓦斯突出过程的内在机制,还为煤矿安全生产提供了有力的科学支撑。
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。
煤体瓦斯吸附和解吸特性的研究
张力;邢平伟
【期刊名称】《江苏煤炭》
【年(卷),期】2000(000)004
【摘要】简要介绍了煤吸附斯气体的本质,影响煤吸附量的主要因素以及煤吸附瓦斯气体的过程;分析了煤体瓦斯解吸扩散的主要形式和影响煤体瓦斯扩散速度的主要因素。
【总页数】3页(P18-20)
【作者】张力;邢平伟
【作者单位】中国矿业大学,江苏徐州221008;太原理工大学,山西太原030024【正文语种】中文
【中图分类】TD712
【相关文献】
1.基于瓦斯涌出量的煤体瓦斯解吸特性研究 [J], 武福生;刘水文;张忱;沈毅
2.应力约束下煤体吸附解吸瓦斯变形特性的\r试验研究 [J], 邢俊旺;杨栋;康志勤;王国营
3.瓦斯压力对煤体吸附-解吸变形特征影响试验研究 [J], 郭平
4.基于红外测温的煤体瓦斯吸附-解吸过程温度变化特征研究 [J], 徐慧刚;刘文杰
5.逆断层区域煤体孔隙结构及瓦斯吸附解吸特征研究 [J], 周睿;程晓之;苏伟伟;朱蕾
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一、实验目的本次实验旨在研究瓦斯在煤体中的解吸特性,了解瓦斯解吸过程的影响因素,为煤矿瓦斯灾害防治提供理论依据。
二、实验原理瓦斯解吸是指煤体中的瓦斯在特定条件下从煤体中释放出来的过程。
根据煤体与瓦斯相互作用的特点,瓦斯解吸过程可以分为吸附和脱附两个阶段。
吸附阶段,瓦斯分子在煤体表面形成吸附层;脱附阶段,吸附层中的瓦斯分子逐渐释放出来。
影响瓦斯解吸的主要因素有:煤体孔隙结构、煤体变质程度、地应力、温度、水分含量等。
本实验主要研究地应力和水分含量对瓦斯解吸的影响。
三、实验材料与设备1. 实验材料:GHS煤样(古汉山矿)、干燥剂(无水硫酸铜)、蒸馏水。
2. 实验设备:瓦斯解吸装置、压力表、温度计、电子天平、气体流量计、真空泵、密封管等。
四、实验方法1. 准备工作:将GHS煤样破碎、筛分,选取粒径在0.5-1.0mm的煤样。
将煤样在干燥器中干燥至恒重。
2. 实验步骤:(1)将干燥后的煤样装入密封管,并记录煤样质量。
(2)将密封管放入瓦斯解吸装置,设置压力、温度等参数。
(3)向密封管内注入一定量的蒸馏水,模拟实际矿井条件。
(4)启动真空泵,将密封管内空气抽出,形成真空状态。
(5)打开瓦斯解吸装置,记录瓦斯解吸过程的数据。
(6)重复实验,研究不同地应力和水分含量对瓦斯解吸的影响。
五、实验结果与分析1. 不同地应力对瓦斯解吸的影响实验结果表明,随着地应力的增大,煤样的瓦斯解吸量逐渐增加。
这是由于地应力增大导致煤体孔隙结构发生变化,瓦斯分子更容易从煤体中解吸出来。
2. 不同水分含量对瓦斯解吸的影响实验结果表明,随着水分含量的增加,煤样的瓦斯解吸量逐渐减少。
这是因为水分在煤体孔隙中占据了部分空间,导致瓦斯分子解吸难度增大。
3. 实验结果分析根据实验结果,可以得出以下结论:(1)地应力对瓦斯解吸有促进作用,地应力越大,瓦斯解吸量越大。
(2)水分含量对瓦斯解吸有抑制作用,水分含量越高,瓦斯解吸量越小。
(3)在实际煤矿生产中,应关注地应力和水分含量对瓦斯解吸的影响,采取相应的防治措施。
煤体瓦斯吸附与放散过程中的应力分析
李建楼;严家平;王来斌;王兴阵
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2011(039)007
【摘要】为研究煤体在吸附和放散瓦斯过程中的力学特征,使用煤层瓦斯动力作用模拟系统试验平台,建立了煤体瓦斯吸附与放散物理试验模型,对煤体在瓦斯吸附和放散过程的煤体总应力、瓦斯压力和瓦斯放散速度等参数进行了监测。
模拟试验结果表明:对于刚性围岩中的煤体,当煤体瓦斯从游离态向吸附态转化过程中,煤体总应力略微降低,孔隙压力和有效应力随时间分别按照对数规律减小和增大;煤体瓦斯向煤体外放散阶段,瓦斯压力和煤体总应力随时间按照负指数规律降低,有效应力随时间略有降低,瓦斯放散速度随时间按照对数规律降低。
此研究成果可对矿井瓦斯动力灾
【总页数】4页(P42-45)
【作者】李建楼;严家平;王来斌;王兴阵
【作者单位】宿州学院,安徽宿州234000;安徽理工大学,安徽淮南232001;安徽理工大学,安徽淮南232001;安徽理工大学,安徽淮南232001
【正文语种】中文
【中图分类】TD712
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1.湖南典型煤体瓦斯放散初速度规律研究 [J], 戴世鑫;于文龙;刘文强;吴运杰;魏芳;廖建平
2.煤体结构对瓦斯解吸放散特征影响试验研究 [J], 张逸斌;齐庆杰;张浪;张慧杰;王维华
3.煤体吸附性能对煤体瓦斯放散特性的影响研究 [J], 唐娟
4.温度对煤体瓦斯放散初速度影响的实验研究 [J], 黄冬瑜; 朱航; 陈刚; 姚栋; 许石青
5.静电场下煤体放散瓦斯时间记忆效应研究 [J], 王亚娟;马涛;吴鹏飞
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《磁-热耦合作用下煤体瓦斯吸附-解吸特性研究》篇一磁-热耦合作用下煤体瓦斯吸附-解吸特性研究一、引言煤层气(瓦斯)作为煤炭开采过程中的重要因素,其吸附与解吸特性直接关系到矿井安全与煤层气的有效利用。
近年来,随着能源需求和环境保护的双重压力,对煤体瓦斯吸附/解吸特性的研究日益成为学术界和工业界的关注焦点。
尤其在磁-热耦合作用的影响下,煤体瓦斯的吸附与解吸行为发生了显著变化。
本文旨在研究磁-热耦合作用下煤体瓦斯的吸附/解吸特性,以期为煤层气开采与矿井安全提供理论支持。
二、文献综述煤体瓦斯吸附/解吸特性受多种因素影响,如温度、压力、煤质等。
近年来,学者们开始关注磁场对这一过程的影响。
磁场能够改变瓦斯分子的运动状态,进而影响其在煤体中的吸附与解吸。
同时,温度对瓦斯吸附/解吸的影响也不可忽视。
在磁-热耦合作用下,煤体瓦斯的吸附/解吸特性呈现出更为复杂的规律。
三、研究方法本研究采用实验与理论分析相结合的方法。
首先,通过实验室模拟实验,设置不同的磁场与温度条件,观察并记录煤体瓦斯的吸附与解吸过程。
其次,运用多场耦合理论,分析磁场、温度对瓦斯吸附/解吸特性的影响机制。
最后,结合实验数据与理论分析,探讨磁-热耦合作用下煤体瓦斯的吸附/解吸规律。
四、实验结果与分析(一)实验结果实验结果显示,在磁-热耦合作用下,煤体瓦斯的吸附/解吸过程表现出明显的变化。
随着磁场强度的增加和温度的升高,瓦斯的吸附量逐渐增大,而解吸速度则加快。
这表明磁场和温度对煤体瓦斯的吸附/解吸过程具有显著影响。
(二)分析讨论磁场能够改变瓦斯分子的运动状态,使其更易于进入煤体孔隙中,从而增大吸附量。
同时,磁场还能促进瓦斯分子在煤体中的扩散,加快解吸速度。
而温度的升高则能增强瓦斯分子的热运动能力,使其更易于从煤体中解吸出来。
在磁-热耦合作用下,这两种效应相互叠加,使得煤体瓦斯的吸附/解吸特性发生显著变化。
五、结论本研究表明,在磁-热耦合作用下,煤体瓦斯的吸附/解吸特性受到显著影响。
《温度冲击对无烟煤中甲烷吸附—解吸特性影响的实验研究》篇一摘要:本研究针对温度冲击对无烟煤中甲烷吸附与解吸特性的影响进行了实验研究。
通过改变环境温度,观察无烟煤吸附和解吸甲烷过程中的变化规律,为煤矿瓦斯治理和煤层气开发提供理论依据。
本文详细介绍了实验方法、数据处理及分析,并得出相关结论。
一、引言随着煤炭资源的开采和利用,煤矿瓦斯问题日益受到关注。
无烟煤作为重要的煤炭资源之一,其甲烷吸附与解吸特性直接关系到煤矿安全生产和煤层气开发利用。
温度作为影响甲烷在无烟煤中吸附与解吸的重要因素,其变化对甲烷的运移规律具有重要影响。
因此,研究温度冲击对无烟煤中甲烷吸附—解吸特性的影响具有重要意义。
二、实验方法1. 实验材料:选用典型的无烟煤样品,保证其纯净度和均一性。
2. 实验装置:使用甲烷吸附—解吸实验装置,具备温度控制与数据采集功能。
3. 实验过程:首先对无烟煤样品进行预处理,然后在不同温度条件下进行甲烷吸附和解吸实验,记录相关数据。
三、实验结果与分析1. 温度对甲烷吸附特性的影响(1)随着温度的升高,无烟煤对甲烷的吸附量逐渐减少。
这是由于温度升高导致无烟煤分子活动加剧,孔隙结构发生变化,降低了对甲烷分子的吸附能力。
(2)在低温条件下,无烟煤的甲烷吸附能力较强,但随着温度的持续升高,吸附能力逐渐减弱。
这一现象在高温条件下尤为明显。
2. 温度对甲烷解吸特性的影响(1)在解吸过程中,随着温度的升高,甲烷从无烟煤中的解吸速度加快。
这是由于温度升高使得无烟煤分子与甲烷分子之间的作用力减弱,有利于甲烷分子的逸出。
(2)高温条件下,甲烷的解吸量较大,且解吸速度较快。
这为煤矿瓦斯治理提供了有利的条件。
四、数据处理与讨论通过对实验数据的处理与分析,我们得出以下结论:1. 温度是影响无烟煤中甲烷吸附与解吸特性的重要因素。
随着温度的升高,无烟煤对甲烷的吸附量逐渐减少,而解吸速度和解吸量则逐渐增加。
2. 在实际煤矿瓦斯治理和煤层气开发过程中,应充分考虑温度因素的影响,制定合理的瓦斯治理方案和煤层气开发策略。
不同孔隙应力下瓦斯吸附与解吸初速率研究邬剑明;闫凯;郭凯【摘要】从煤层中不同的瓦斯孔隙应力出发,阐明煤层中瓦斯吸附与解吸的初速率与孔隙应力的关系.在实验室模拟实际地层进行实验研究,结果表明:瓦斯吸附与解吸的初速率与煤层孔隙应力成正比,且相同的实验时间内,解吸能力要强于吸附能力,孔隙应力与吸附和解吸初速率均呈线性关系.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2010(036)004【总页数】3页(P90-91,95)【关键词】孔隙应力;瓦斯吸附;瓦斯解析;初速率;煤与瓦斯突出【作者】邬剑明;闫凯;郭凯【作者单位】太原理工大学矿业工程学院,山西省太原市,030034;太原理工大学矿业工程学院,山西省太原市,030034;太原理工大学矿业工程学院,山西省太原市,030034【正文语种】中文【中图分类】TD712.511 前言煤层中瓦斯的吸附与解吸是一个气体动力学的过程。
井下煤与瓦斯突出事故的发生机理是:受采动扰动的影响,瓦斯瞬时解吸的初速度较大,大量气体与煤尘涌出时产生的气相应力突破煤层本身的体积应力,瞬间爆发出来,造成煤与瓦斯的突出。
之前有学者从事过瓦斯吸附与放散的初速率研究,但没有明确给出具体的数据来证实孔隙应力与初速率的关系,例如文献3概括了瓦斯吸附的速率效应,并得出常温下长时间的吸附过程是非线性的;文献4对瓦斯放散的初速率进行了初步的研究,通过对不同埋深下煤层的放散初速率研究,得出了瓦斯放散初速率与煤深存在一定的关系,但没有详细给出具体的参数。
因此,本文以煤中不同的瓦斯孔隙应力为出发点,研究吸附与解吸的初速率与孔隙应力的关系,得出的结论对于预测深部矿井的煤与瓦斯突出具有理论参考价值。
2 实验研究2.1 实验设备和采集煤样本实验的煤样选自潞安屯留煤矿,煤样为贫煤,挥发分为15%,水分为0%。
本实验选用的实验装置如图1所示。
2.2 实验过程采用实验室模拟实际地层中煤层的实验方法,在实验室允许的条件下模拟实际矿井的瓦斯赋存情形。