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《含瓦斯煤外加水分渗吸效应研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、万方数据摘要煤层注水不仅可以改善煤体的物理强度，而且水分与煤体内瓦斯还会发生微观相互作用，改变瓦斯的吸附解吸特性。在工程应用中，煤层注水受诸多因素影响，水分在煤体内分布无规律，注水区域易存在瓦斯治理空白带，加之湿润煤体的有效范围无法直观判定，容易隐藏突出隐患，2009年国内颁布的《防治煤与瓦斯突出规定》取消了煤层注水区域防突措施，煤层注水技术发展进入瓶颈时期。注水对煤体瓦斯是集高压增透、驱替、置换和水锁为一体的多因素综合作用，作用效果表现为促进瓦斯解吸和抑制瓦斯解吸，但单一因素作用如何进行，贡献度有多大，目前还
2、无明确定论。为了推动煤层注水技术发展，必须逐一研究单因素作用机理以及贡献度，进而全面认清注水治理瓦斯综合作用。本文以此提出了含瓦斯煤渗吸效应单一因素的定量研究，自主研制了一套煤体高压吸附瓦斯状态下等压吸水的渗吸测试装置，排除高压注水的增透和驱替效应，单独研究水分进入煤体后的微观渗吸。通过考察对比永红煤矿3号煤层颗粒煤和型煤的自发吸水效果，发现型煤在吸水量、吸水率、吸水速度和含水率分布等方面均优于颗粒煤，更适合渗吸试验。通过30mm-80mm不同高度型煤的自发吸水实验，发现随着型煤高度增加，吸水量逐渐增大，但增加
3、幅度减缓，饱和吸水量逐渐趋于相同，当型煤高度为80mm时，平均吸水率开始降低，不利于进行不同吸水率的渗吸试验，因此，试验时型煤高度不宜超过80mm。利用含瓦斯煤渗吸实验测试装置，在恒温30℃环境中，测试了型煤在瓦斯吸附平衡压力下等压吸水的渗吸过程。实验结果表明，相同吸附平衡压力下，随着等压吸水量增加，渗吸瓦斯量和渗吸率均逐渐增大，从增长梯度看，存在一个极限水分值，该值下的渗吸效应最大；相同含水率下，随着吸附平衡压力升高，渗吸瓦斯量逐渐增大，而渗吸率却不变。根据实验结果，并结合煤体裂隙-孔隙双重介质特性，认为毛细
4、管力是含瓦斯煤渗吸动力，水分子强于甲烷分子的吸附能力为渗吸提供了物质交换基础。关键词：含瓦斯煤；等压吸水；渗吸；双重介质；毛细管力I万方数据II万方数据ABSTRACTThecoalseamwaterinjectionnotonlyimprovethephysicalstrengthofcoal,butalsochangetheabsorptionanddesorptioncharacteristicsofgasduetothemicroscopicinteractionbetweenthemoisturean
5、dgasincoal.Inengineeringapplication,thecoalseamwaterinjectionisinfluencedbymanyfactors,thedistributionofmoistureincoalisindiscipline,itisoftenexistblankingzoneofgascontrolininjectionregional,moreover,theeffectiverangeofthewettingcoalcannotbeintuitivejudgment
6、,thebiggesttroubleiseasytobehidden,the“ProvisionsonPreventionandControlofCoalandGasOutbursts”whichpromulgatedat2009inChinaalsocancelledtheregionaloutburstpreventionmeasuresbycoalseamwaterinjection,theresearchoncoalseamwaterinjectiontechnologyhasenteredabottl
7、eneckperiod.Thewaterinjectionhascomprehensiveeffectoncoalgas,whichissethighpressureantireflection,displacement,replacement,waterlockandotherfactorsasawhole,theeffectmainlyreflectedintwoaspects:promoteandinhibitthegasdesorption,butintheprocessofwaterinjection
8、,howthesinglefactortoeffectandhowmuchcontributionthatprovide,thereisnoaccurateconclusion.Inordertosolveaboveproblems,wemustgraduallyseparatethecomplexcomprehensivefunctionprocessofwateroncoalgas
