不同含水率对常村矿区煤岩瓦斯吸附解吸特性的影响.pdfVIP

总第 195期 doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2015．11．025 不同含水率对常村矿 区煤岩瓦斯吸附 解吸特性 的影响 马 兵，郭德涛，苏 恒 (河南理工大学 安全科学-9工程学院，河南 焦作 454000) 摘 要：为了研究常村矿区3号煤层的吸附解吸特性 ，通过实验室等温吸附实验，对同一煤样反复干燥后 添加实验设定水量．进而研究 目标煤岩在不同含水率这一单一因素条件下的吸附解吸特性。 关键词：含水率；解吸量；解吸速率；吸附解吸特性；瓦斯灾害 中图分类号：TD712 文献标识码：B 文章编号 ：1005-2798(2015)11—0065—02 煤是一种具有双重孔隙结构的多孔介质，孔隙 将本次实验样品命名为HSL一001，表 1为该次 一 裂隙结构发育。煤的这种结构特征导致其对瓦斯 实验的参数设定。 的吸附解吸规律较为复杂。煤储层中瓦斯气体主要 表 1 HSL一001的实验参数设定 以三种状态存在．即游离态、溶解态及吸附态，其中 吸附态瓦斯 占据 80％～90％…。 研究瓦斯的吸附解吸特性在煤矿安全生产方面 和煤层气开发方面都有重要意义。前人在对煤岩瓦 斯吸附解吸特性的研究中，从含水率、煤岩粒度、温 度、压力等方面都进行了不同程度的研究。如刘震、 1．2 实验过程 李增华等人通过径向瓦斯渗流试验系统研究过水分 1) 首先将煤样放人干燥箱 中在 110℃下干 对煤体瓦斯吸附及径向渗流的影响 2]；闫凯、赵东 燥4h，确保煤样中水分完全蒸发，之后放入冷却塔 等采用大块煤样研究。描述了整个吸附过程和吸附 中冷却至室温。 速率及能力的大小，并且详细分析了吸附微观机 2) 随后利用精密电子秤称取试样重量。根 理 。 据配比，精确加人不同量的蒸馏水．使试样达到要求 本文通过对前人理论与实验的总结．对常村矿 的含水率，混合完全后迅速装入带编号的煤样罐，连 区3号煤层煤岩样 品在不同含水率条件下的瓦斯吸 接真空泵抽真空4h。 附解吸特性进行研究，以期为以后常村矿区的瓦斯 3) 将CH 气瓶减压阀调到相应要求的压力， 灾害防治提供参考思路。 对实验煤样罐充入相应要求的甲烷量，放入恒温水 浴，使其在恒定温度下达到吸附平衡，吸附过程若煤 1 实验室研究 样罐表头压力降至要求压力以下需再次补充 甲烷． 1．1 实验设备及样本 直至表头示数恒定在要求压力。 本次实验采用的煤样取 自山西潞安常村煤矿 。 4) 不同含水率实验均采用同一煤样实验 ．重 镜质组反射率2．1％，属贫煤，裂隙较发育。 复上述步骤即可。此次试验含水率为0％、2％、4％ 本次实验煤样制备依照国标 GB474—2008((煤 和 6％ 。 样的制备方法》，通过破碎、混合、缩分和干燥等步 5) 在试样吸附解吸平衡 24h后，将煤样罐接 骤将采集的煤样制备成能代表原来煤样特性的分析 入三通阀门，一侧外接大气，一侧导人 自然解吸仪． 用样 。 连接完成后迅速打开煤样罐 阀门使其与大气相连， 利用孔径为 0．17mm和0．25mm的圆孔筛及