【摘 要】
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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,
【机 构】
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太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西太原030024
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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,中期阶段注入CO2起置换、载携和稀释作用,后期阶段注入CO2起载携、稀释作用;吸附孔和渗流孔均发育的YCW褐煤,提高注气压力或降低外部载荷能有效促进置换、载携、稀释作用,对整个置驱过程改善大,但对仅吸附孔发育的SL肥煤和YMY无烟煤的置驱过程改善小,如注气压力1 MPa、外部载荷6 MPa下,YCW褐煤、SL肥煤、YMY无烟煤的置驱效率依次为62.4％、48.4％和62.3％,当注气压力为2 MPa、外部载荷为4 MPa时,3个煤样的置驱效率依次为94.4％、72.2％和71.0％.
其他文献
深部煤层封存CO2过程中超临界CO2(SCCO2)对含水煤层渗流孔隙结构的改变很大程度上决定了 CH4的采收率;为此,基于SCCO2地球化学反应装置,模拟了温度45℃、压力12 MPa下含水比例较低的SCCO2-H2O混合流体(质量比SCCO2∶H2O=10∶1)与不同煤阶煤(长焰煤、气煤和无烟煤)的相互作用;通过压汞法研究了煤渗流孔隙对SCCO2-H2O的响应,采用热力学分形模型探讨了SCCO2-H2O对渗流孔隙非均质性的影响.结果表明:SCCO2-H2O作用增加了所有煤样的孔隙度和孔体积,造成渗透率增
煤的瓦斯放散初速度指标△p在判定煤矿是否具有突出危险性中起到重要作用.通过从全国13个省市的77个煤矿采取77个煤样,在实验室实测煤样的水分、灰分、挥发分、真密度、视密度、孔隙率、常压瓦斯吸附量、瓦斯吸附常数、煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度等11个瓦斯基础参数,利用SPSS数据分析软件,采用逐步多元线性回归法进行统计分析,得出对△p产生显著影响的因素为常压瓦斯吸附量、瓦斯吸附常数b和煤的坚固性系数,且常压瓦斯吸附量对△p的影响最为显著.试验结果表明:常压瓦斯吸附量和瓦斯吸附常数b与△p呈正相关性;煤的坚固
声波测温技术中信号频率的选择是提高测温准确性的关键.为探究低频声波在松散煤体中的最优传播频率,以褐煤、焦煤、无烟煤作为研究对象,运用传声损失实验测试系统,测试了3种煤样在0.9～<3、3～<5、5～10 mm 6种粒径下的传声损失.结果表明:所有煤样的传声损失随着声波频率的增大而呈现波浪式上升形状,相较于其它粒径煤样,0.9～<3 mm范围内煤样的传声损失最大;随着煤样粒径的增加,煤样传声损失不断增加,且传声损失最低点对应的声波频率也不断增大,煤样的煤化程度对传声损失的影响没有表现出明显规律性,煤样粒径是
针对凝胶防灭火技术现场使用成本高,难以大范围使用等问题,以廉价的煤化工固废料-气化灰渣作为基料,并添加羟丙基甲基纤维素凝胶剂(HPMC),制备出一种新型气化灰渣凝胶材料.同时,以褐煤为研究对象,借助煤自燃程序升温-气相色谱联用实验和FTIR傅里叶变换光谱仪,比较分析CaCl2阻化剂、气化灰渣凝胶的煤自燃阻化性能.结果表明:随煤温不断升高,CaCl2阻化剂和气化灰渣凝胶的煤样中CO与C2H4释放体积分数明显低于原煤,且CO抑制率在煤温110℃时分别达到46％、67.5％;气化灰渣凝胶可使30～200℃温度范
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