無煙煤瓦斯解吸的塊度效應(yīng)及其電化學作用效果研究.pdf

1、我國在煤層氣開采領(lǐng)域還處于起步階段，各項技術(shù)還不夠成熟，尤其是我國煤田地質(zhì)特殊的“三低一高”特征所引起煤層低解吸、低滲透等問題，一直是制約煤層氣開采的重點問題。因此，提高瓦斯在煤層中的解吸率和滲透率，改進抽采技術(shù)，成為我國煤層氣開采的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文首先詳細地分析了國內(nèi)外對煤瓦斯解吸特性和電化學對煤作用的研究現(xiàn)狀，提出了一種非力學作用煤體提高煤層瓦斯解吸的方法，即電化學強化煤層瓦斯解吸的基本研究思想和理論，并進行了以下主要的研究工作:

2、r>　　 1、在自主研制塊煤瓦斯吸附解吸裝置上對0.8mm～1mm、8mm～10mm、20mm～25mm、40mm～45mm、70mm～75mm和135mm～140mm六種塊度的無煙煤進行了不同瓦斯吸附平衡壓力下的等溫氣體解吸試驗。
　　 2、在自主研制的塊煤電化學作用裝置上對上述六種塊度的無煙煤進行了電化學改性試驗。
　　 3、通過對六種塊度自然無煙煤瓦斯的解吸數(shù)據(jù)分析，得出隨著無煙煤的塊度增大，解吸速率及解吸率逐漸

3、減小、解吸平衡時間逐漸延長;隨著瓦斯吸附壓力的增加，煤瓦斯解吸的能力逐漸增強，但解吸的增加率逐漸減小。
　　 4、通過對六種塊度電化學改性無煙煤瓦斯的解吸數(shù)據(jù)分析，得出電化學作用后塊度為0.8mm～1mm的無煙煤解吸速率大于其他五類塊度煤樣解吸速率，而隨塊度的增大煤樣解吸速率逐漸降低但差別不明顯;電化學作用后無煙煤瓦斯解吸特性仍與瓦斯吸附壓力有關(guān):隨著瓦斯吸附壓力的增加，煤瓦斯解吸的能力逐漸增強，但瓦斯吸附壓力為2MPa和3MP

4、a下，解吸效果變化不明顯。
　　 5、通過對六種塊度電化學改性前后無煙煤瓦斯的解吸數(shù)據(jù)分析，得出塊度為0.8mm～1mm的無煙煤經(jīng)電化學作用后解吸速率變化不明顯，而其他塊度煤樣電化學作用后解吸速率均有所提高并且塊度越大解吸速率增加越明顯;塊度為0.8mm～1mm的無煙煤經(jīng)電化學作用后解吸率明顯降低，其余五種塊度無煙煤樣經(jīng)電化學作用后解吸率均有所提高。
　　 6、通過對0.8mm～1mm和8mm～10mm兩種塊度自然無煙煤

5、的壓汞數(shù)據(jù)分析，得出塊度為8mm～10mm煤樣的中孔及大孔所占比例比0.8mm～1mm塊度煤樣的明顯增多，說明大塊度的煤樣中微孔及小孔所占比例下降;0.8mm～1mm和8mm～10mm兩種塊度無煙煤樣的比表面積分別為1.330m2/g和6.415m2/g，說明大塊度煤樣的比表面積大大增加。分析認為:無煙煤瓦斯解吸速率可能由煤樣中中孔及大孔的數(shù)量決定;而無煙煤的比表面積則決定了其瓦斯解吸率的大小。
　　 7、通過對原無煙煤樣、0.