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研究了脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)、十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基三甲基溴化胺(DTAB)3种表面活性剂溶液对晋城无烟煤呼吸性粉尘的抑尘效果.在临界胶束质量分数(CMC)下,利用悬滴法和座滴法分别测定了表面活性剂溶液的动态表面张力和在无烟煤表面的动态接触角;利用分子动力学模拟研究了表面活性剂与无烟煤的吸附强度、胶束的稳定性以及单分子在水中的扩散系数.实验结果表明:AEO9溶液对煤尘的降尘效果最好,SDS次之,DTAB最差;在临界胶束质量分数(CMC)以上,悬滴平衡态表面张力值依次是AEO9
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为了考察复合储层中围岩特性对穿层钻孔瓦斯抽采的影响,分析了煤层和岩层内瓦斯的渗流规律,基于建立的复合储层和单一储层瓦斯抽采流固耦合模型,模拟研究了不同倾角的穿层钻孔对复合储层和单一储层的瓦斯抽采效果,以及多钻孔耦合下的穿层钻孔瓦斯抽采效果.结果表明:相同钻孔抽采不同储层的煤层瓦斯时,复合储层比单一储层抽采瓦斯的抽采影响半径和有效半径大,抽采效果更好;不同倾角的钻孔对复合储层的瓦斯抽采影响不同,瓦斯抽采影响范围随夹角的增大呈降低趋势,层间窜流的影响也随之呈减弱趋势;在多钻孔耦合抽采下,复合储层中下部煤层的瓦
为解决高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采浓度低的问题,探究低渗煤层水力造穴过程中各特征参数变化对卸压效果的影响,开展了水力造穴特征参数优化试验.首先,通过单一因素试验研究了不同出煤量、造穴次数及孔间距对水力造穴效果的影响;其次,根据Box-Benhnken理论设计了17组试验,对结果进行方差分析并建立了合适的二次模型;然后,通过响应曲面进一步分析了3个影响因素对试验结果的显著性.最后,利用Design-Expert软件确定水力造穴特征参数最优组合为:单孔出煤量0.7 t,单孔造穴次数12次,孔间距8 m.选取潞安
基于固废碱渣排放量大、处理成本高和污染环境的背景,探讨利用碱渣改良矸石胶结充填材料力学性能的可行性;通过测试碱渣基本物理力学特性,研究碱渣掺量和养护龄期对胶结充填材料力学性能的影响规律及其强度机理.结果表明:随着碱渣掺量在0％～12％范围内逐渐增大,充填体早期强度、中期强度和后期强度均呈现出先增强后降低规律;碱渣胶结充填材料的最佳配合比为碱渣:粉煤灰:石灰:水泥:矸石:旧集料=6％:34％:10％:2.5％:24％:23.5％,材料早期强度和后期强度增幅高达449％和187％;碱渣胶结充填材料料浆体系中C
对比了传统石英砂与陶粒支撑剂在压裂过程中的运移情况,认为石英砂压裂产生的砂堤和悬砂区范围明显小于陶粒支撑剂,且造缝能力弱于陶粒;之后,采用物理实验与数值模拟相结合的方法研究了沁水盆地高河地区煤层气井QS01井在压裂过程中陶粒的运移规律及粒径配比.结果表明:在闭合压力相同时,大粒径陶粒的导流能力强于小粒径陶粒;大粒径陶粒随闭合压力增加导流能力下降速度变慢,说明大粒径陶粒在高闭合压力下仍得到了有效的支撑;250～380μm,380～1000μm和830～1400μm的陶粒配比为1:6:2时,平均支撑剂浓度最大
为了提高瓦斯抽采效果,探究冻融循环实验对煤体孔隙的改造特征;将真空饱水的无烟煤样放置在冷冻箱(-20℃)中,利用核磁共振T2图谱分析不同冻融循环次数后的致裂效果,研究了煤样冻融前后孔隙结构的变化.结果表明:第1～第3次的冻融循环过程中T2图谱面积增幅较大,且在第3次冻融循环中达到最大值42.41％;第4～第9次冻融循环的T2图谱面积增幅不断减小,冻融循环煤体致裂效果不断减小;在第3次冻融循环过程中,孔隙结构变化最大;综合分析认为3次冻融循环为最佳冻融次数.
漏风强度不仅加大煤自燃的危险性,而且是采空区遗煤自燃引发煤火灾害的致因.为探究火区启封时漏风强度对遗煤自燃特性的影响,利用煤自燃特性测定装置对煤样进行程序升温实验,然后运用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)进行分析,得到不同气体环境下各特征温度点官能团相对含量变化.结果表明:含氧基团中,伴随温度阶段的提升,-COOH含量整体上升,-C-O-含量波动虽不明显,但整体含量较高;-OH官能团中,在各温度阶段都有存在且谱峰强度明显;脂肪烃中,-CH3和-CH2的谱峰面积均较大,无论干空气或氮气氛围各温度点都有参与反
注CO2增产煤层气的机理有置换、载携和稀释扩散等,均与煤孔隙息息相关.为厘清煤孔隙对原位注CO2置驱CH4的影响,分析了 3个原煤煤样的孔隙特征,采用自行研制的受载煤体注气置驱甲烷实验台,研究不同条件下原煤渗透性和吸附性,开展原位注CO2置驱CH4分步实验,深入探讨置驱的全过程.实验结果表明:YCW褐煤、SL肥煤和YMY无烟煤吸附孔占比依次为28.71％、88.24％和89.24％,渗流孔发育程度依次降低;随煤变质程度升高,煤吸附性变大、渗透性变小;置驱过程分为3个时期,早期阶段注入CO2主要起置换作用,
为探究瓦斯抽采钻孔孔周煤岩体渐进性破坏过程中裂隙和应变能演化特征,设计了完整试样和含孔试样,开展渐进性破坏试验;通过VIC-3D观测系统,获取试样表面变形情况,计算并分析试样表面裂隙动态演化过程,裂隙分布情况及应变能演化特征.研究结果表明:含孔试样抗压强度较低,且钻孔孔周产生较多裂隙,孔上下两侧变形严重,表明在实际钻孔施工过程中,煤岩体抗压强度会大幅下降,钻孔周围产生较多裂隙,从而造成钻孔破坏,甚至塌孔;渐进性破坏过程中,孔周煤岩体表面裂隙发生动态演化,其动态演化过程与加载应力呈对应关系,同时通过对比裂隙
为研究硅化作用对煤低温氧化特性参数的影响,采用电镜扫描技术,分别对硅化煤与非硅化煤进行扫描电镜试验,观察其孔隙结构的差异;并利用煤自燃程序升温试验系统进行试验测试,得到不同温度下2种煤样低温氧化特征与标志气体变化规律,在此基础上分析其在低温氧化进程中不同温度下的耗氧速率.结果表明:硅化作用使煤体孔隙变大,比表面积增加,一方面有利于气体在煤体中赋存,另一方面煤体与氧气的复合反应更充分,硅化煤更容易氧化自燃;硅化煤氧化过程中生成的标志气体体积分数始终高于非硅化煤,且在温度升高至110℃以后,2种煤样气体产物体
为了研究煤的渗透特性与孔隙特征之间的关系,分别对原煤与型煤的渗透特性进行实验测定,分析了 Klinkenberg修正系数、平均孔隙半径、有效表面孔隙率、平均表面孔隙数、Knudsen扩散系数等反映孔隙结构的特征参数与渗透率之间的关系,同时比较了型煤与原煤在相同渗透率下的各孔隙参数之间的差异.结果表明:与接近于各向同性的型煤相比,原煤中的表面孔隙率低,孔隙数量少,但孔隙直径较大.通过比较原煤与型煤的孔隙结构系数,得到原煤层理方向气体渗透率的修正系数,建立各向异性原煤的渗透率与孔隙结构之间的经验关系,为煤层内