柱状煤样与颗粒煤样瓦斯解吸特性对比实验研究

来源 :河南理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:peterpan984
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煤体瓦斯解吸特性对选取最佳的煤层瓦斯含量测试方法、准确预测瓦斯涌出量以及有效预防煤与瓦斯突出意义重大。本文以四个矿区不同变质程度的柱状煤样与颗粒煤样为研究对象,采用理论分析与实验室测试相结合的方法,对柱状煤样与颗粒煤样在累计瓦斯解吸量以及解吸速度两方面进行对比分析,找出它们的异同,并结合压汞法与核磁共振技术对其孔裂隙进行研究,揭示造成差异的原因所在。本次实验,充分考虑了变质程度、吸附平衡压力以及粒级因素对实验结果的影响,结合相关理论对上述特性规律进行分析总结。研究发现,无论煤样变质程度如何,同一吸附平衡压力下,累计瓦斯解吸量、解吸速度都与粒级成反比,粒级越小,单位时间解吸量就越大,解吸速度也越快,解吸量和解吸速度表现出明显的粒级效应,且0.5-1mm与1-3mm两个粒级的煤样接近极限粒度;在相同的吸附平衡压力下,不同变质程度的等粒度的煤样,除低阶煤外,其余三种变质程度的煤样累计瓦斯解吸量、解吸速度与其变质程度呈正相关,低阶煤比其他变质程度煤样解吸初期衰减速度更快,更先解吸完全;分别利用两大经验公式对实测解吸的96组数据拟合分析,获知WYM、PSM、JM柱状煤与颗粒煤以及CYM粒煤用幂函数形式描述瓦斯解吸量规律更为准确,而CYM柱状煤用对数函数形式描述瓦斯解吸量规律更为准确;同等条件下,相同变质程度的颗粒煤比柱状煤累计瓦斯解吸量大、解吸速度快的主要原因是颗粒煤比柱状煤,中大孔以及裂隙更为发育以及颗粒煤粒径小,其基质内部吸附态瓦斯解吸出来路径较短、通道顺畅;同等条件下,不同变质程度的等粒级煤样,影响累计瓦斯解吸量、解吸速度大小的主要因素是煤样中微小孔占比情况,占比越高,其两特征量相应越大;CYM柱状煤样和颗粒煤样在解吸初期,累计瓦斯解吸量、解吸速度大于其他变质程度等粒级煤样的原因是:CYM其中大孔及裂隙比较发育,且以开放孔隙为主,各孔隙间的连通性较其他变质煤较好。
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