不同變質(zhì)程度含瓦斯煤滲吸效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、為研究水分單因素影響下含瓦斯煤滲吸效應(yīng)的發(fā)生規(guī)律，在對(duì)目前相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)研的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并搭建了一套用于滲吸效應(yīng)研究的實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置。該裝置能夠有效排除注水壓力、注入水體積對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響和干擾，確保煤樣罐內(nèi)瓦斯壓力變化僅由滲吸效應(yīng)促進(jìn)含瓦斯煤解吸影響造成，同時(shí)配備高精度壓力傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)滲吸效應(yīng)過程中煤樣罐內(nèi)的壓力變化進(jìn)行全程監(jiān)控與自動(dòng)記錄。
　　通過考察型煤和顆粒煤在常壓下的自發(fā)吸水效果，確定了合理的實(shí)驗(yàn)煤樣型式為型煤；通過對(duì)型

2、煤吸水不同時(shí)間后的吸水高度及含水率分布考察，確定了合理的實(shí)驗(yàn)用型煤高度和煤樣含水率。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)無煙煤（WYM）、貧瘦煤（PSM）、焦煤（JM）和氣煤（QM）等四種不同變質(zhì)程度煤，分別開展了不同含水率和不同吸附平衡壓力條件下的滲吸效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究，探討了不同變質(zhì)程度煤滲吸效果對(duì)含水率和吸附平衡壓力變化的響應(yīng)特性；基于實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)比分析了不同變質(zhì)程度煤在相同實(shí)驗(yàn)條件下的滲吸效果差異，并對(duì)產(chǎn)生差異性的原因進(jìn)行了理論分析。
　　實(shí)驗(yàn)

3、結(jié)果表明，水分自然進(jìn)入含瓦斯煤后，煤樣罐內(nèi)瓦斯壓力不斷升高，說明水分能夠依靠滲吸效應(yīng)置換出處于吸附態(tài)的瓦斯，從而有效促進(jìn)煤層吸附瓦斯解吸。吸附平衡壓力相同時(shí)，隨煤樣含水率增長(zhǎng)，滲吸瓦斯量和滲吸瓦斯率均逐漸增大，但前期增幅較大，后期增幅逐漸變緩；數(shù)據(jù)擬合結(jié)果表明，二者與煤樣含水率之間均符合Langmuir型函數(shù)關(guān)系，當(dāng)煤樣含水率達(dá)到煤的極限吸水率時(shí)，滲吸瓦斯量和滲吸瓦斯率將達(dá)到極限值。煤樣含水率相同時(shí)，滲吸瓦斯量隨吸附平衡壓力增長(zhǎng)較好的符

4、合Langmuir型函數(shù)關(guān)系，滲吸瓦斯率則隨吸附平衡壓力升高逐漸降低。不同實(shí)驗(yàn)條件下的滲吸瓦斯速度均經(jīng)歷―快速滲吸-緩慢滲吸-終止?jié)B吸‖三個(gè)發(fā)展階段，且煤樣含水率越高、初始吸附平衡壓力越大，水分進(jìn)入含瓦斯煤初期的滲吸瓦斯速度就越大。
　　相同實(shí)驗(yàn)條件下，不同變質(zhì)程度煤的滲吸效果存在較大差異：滲吸瓦斯量和滲吸瓦斯速度方面，均是WYM最大，QM和PSM居中，JM最小；滲吸瓦斯率方面，則是QM最大，WYM和JM居中，PSM最小。理論分析