利用钻屑解吸指标预测煤与瓦斯突出

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Javayuyu
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煤与瓦斯突出是一种动力灾害,不仅影响煤矿生产,而且威胁煤矿职工的生命安全。平煤六矿位于河南省,其主采煤层瓦斯含量高,瓦斯压力大,煤与瓦斯突出危险性较高。为研究瓦斯对平煤六矿煤层突出危险性的影响,从两个煤层(丁5-6和戊9-10)采集了4个煤样。将煤样粉碎并筛分为三种粒径进行工业分析、坚固性系数测定、吸附/解吸实验和钻屑解吸指标(K1和?h2)实验;采用低压N2(77K)/CO2(273K)吸附法对煤的孔隙结构进行了测定和分析。工业分析结果表明:煤的水分、灰分和挥发分分别为1.391.53%、17.8529.69%和33.834.8%;煤的坚固性系数为0.100.71;煤的极限吸附量为24.1128.8m3/t、煤的吸附常数b值为0.540.77。煤的孔隙结构分析结果表明:煤的微孔孔容和比表面积(DFT模型)分别为0.0330.039cm3/g和101.18-111.87m2/g,构成了甲烷的主要吸附空间;煤的BJH孔容为0.014-0.032cm3/g、煤的BET比表面积为2.81-4.78m2/g,构成了甲烷的主要扩散空间。120min瓦斯解吸实验结果表明,煤样的瓦斯解吸能力与瓦斯压力呈正相关关系,其瓦斯解吸量随平衡压力的增大而增大。不同压力下的120min解吸实验分析表明,煤样的初始解吸速率较快,随着解吸时间的推进煤样的瓦斯解吸速率逐渐减缓。钻屑解吸指标的实验结果表明,气体压力对K1和?h2呈幂函数相关。对钻屑解吸指标进行了实验和理论分析,验证了K1与?h2之间的线性关系。对钻屑解吸指标K1和?h2的实测值和计算值进行了可靠性试验,结果表明,?h2对突出预测更为可靠。基于平煤六矿突出敏感性,获得了预测煤与瓦斯突出指标的临界值。采用经典的W-P模型对丁5-6、戊9-10煤层的瓦斯压力和瓦斯含量之间的关系进行了分析。
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