煤体瓦斯解吸释放趋向性研究

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我国煤矿主要是井工开采,煤层瓦斯压力和瓦斯含量随着矿井开采深度的增加呈现日益增大趋势,瓦斯治理好坏成为矿井能否安全生产的关键。瓦斯灾害是威胁矿井安全生产的重大问题之一,往往对矿井安全生产造成重大损失。瓦斯抽采作为矿井瓦斯灾害治理的主要技术手段之一,其方式有两大类:地面钻井抽采和井下抽采,但抽采效果由于受我国煤层地质影响往往不甚理想。因此研究煤层瓦斯解吸渗流特性对指导瓦斯抽采具有重大意义。  对于煤层的解吸渗流特性,人们开展了大量的实验研究,主要集中在煤层内部的孔隙、裂隙上,而对瓦斯渗流产出起主导作用的相关层理面研究很少。本文以鹤岗益新煤矿高瓦斯煤层为实验煤样,采用实验研究的方法,得出了不同解吸层理面孔隙发育状况以及不同层理面瓦斯带压解吸和常压解吸释放趋向性规律。  本文首先对不同层理面的孔隙发育状况进行系统性的观测和描述,然后采用瓦斯解吸参数测试系统研究了不同层理面煤样在相同吸附平衡压力条件下不同压力环境下瓦斯带压解吸释放趋向性对比实验和大气环境条件各吸附平衡压力下瓦斯解吸释放趋向性对比实验,得出了在相同的实验条件下,无论是瓦斯解吸总量还是解吸速率斜交层理面都远远好于其他两个层理面,平行层理面效果最差。  研究表明:不同层理面孔隙发育状况差别明显,在实验过程中这种差别对瓦斯解吸参数影响很大,但是随着瓦斯吸附平衡压力的降低影响逐渐增大。瓦斯解吸参数在试验初期阶段呈现急剧变化,后期基本趋于稳定。斜交层理面瓦斯解吸效果好于垂直层理面和平行层理面,平行层理面解吸效果最差。
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