吸附作用对原煤渗透特性的影响

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1、第２１卷第３期中国矿业Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．３２０１２年３月ＣＨＩＮＡＭＩＮＩＮＧＭＡＧＡＺＩＮＥＭａｒ．２０１２矿业纵横吸附作用对原煤渗透特性的影响覃世福１，２，李小亮１，２（１．重庆地质矿产研究院，外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室，重庆４０００４２；２．煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心，重庆４０００４２）摘要：为了解吸附作用对原煤渗透特性的影响，利用自制的煤岩三轴渗透仪，在不同轴压和围压组合条件下，对以打通一矿低渗透突出煤层的原煤试样，采用稳态渗流法进行ＣＯ２和Ｎ２渗流试验。从渗流力学的观点，分析不同吸附性气体

2、对原煤渗透率的影响。试验结果表明：气体吸附作用越强，气体吸附量越多，则煤样渗透率越低；气体吸附性越强，煤样受围压影响越小，煤样对气体吸附量增加幅度越大；气体压力与原煤渗透率呈乘幂函数关系。同时，给出了吸附膨胀应力与渗透率的关系表达式。研究结果对探索煤层真实的瓦斯运移规律具有一定的参考价值。关键词：突出原煤；吸附作用；渗透速度；渗透率；吸附量中图分类号：Ｏ６４７．３１文献标识码：Ａ文章编号：１００４－４０５１（２０１２）０３－００９２－０４Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎｇａｓｓｅｅｐａｇｅｏｆｏｕｔｂｕｒｓｔｃｏａｌ１，２

3、，ＬＩＸｉａｏ－ｌｉａｎｇ１，２ＱＩＮＳｈｉ－ｆｕ（１．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｘｏｇｅｎｉｃＭｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＭｉｎｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４２，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＳａｆｅＭｉｎｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ

4、：Ｆｏｒｋｎｏｗｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎｇａｓｓｅｅｐａｇｅｏｆｏｕｔｂｕｒｓｔｃｏａｌｂｙｓｅｌｆ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｒｉａｘｉａｌｓｅｅｐ－ａｇｅｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍ．ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｍｅｔｈａｎｅａｉｒｆｌｏｗｉｎｏｕｔｂｕｒｓｔｓａｍｐｌｅｓ，ｐｒｏｕｃｅｄｂｙＤａｔｏｎｇｃｏａｌｆｉｅｌｄ，ｉｓａｐｅｒｆｏｒｍｅｄｗｉｔｈｓｅｌｆ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｒｉａｘｉａｌｌｏａｄｓｙｓｔｅｍａｎｄｂｙｗａｙｏｆｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅｆｌｏｗｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｆ

5、ｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｓ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆａｉｒｏｎａｉｒｓｅｅｐａｇｅｏｆｏｕｔｂｕｒｓｔｃｏａｌ．Ｉｔｉｓｐｒｏｖｅｄｂｙｅｘ－ｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｈａｔ：ａｉｒｓｅｅｐａｇｅｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｏｕｔｂｕｒｓｔｃｏａｌｓａｍｐｌｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎ－ｃｒｅａｓｅｏｆｇａｓｐｒｅｓｓｕｒｅｕｎｄｅｒｆｉｘｅｄａｘｉａｌａｎｄｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｓ，ｓｔｒｏｎｇａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｇａｓｅｓｏｂｅ

6、ｙｔｈｅｐａｒａ－ｂｏｌｉｃｅｑｕａｔｉｏｎ，ｗｅａｋｌｙａｄｓｏｒｂｅｄｇａｓｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎ；Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｓｔｒｏｎｇｅｒａｎｄｔｈｅｇａｓａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｍｏｒｅ，ｔｈｅｌｏｗｅｒｔｈｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏａｌ；Ｔｈｅｍｏｒｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｃｏａｌｅｆｆｅｃｔｂｙｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｔｈｅｓｍａｌ－ｌｅｒｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｃｏａｌｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｉｔｓａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｓｍａｌｌｅｒ；Ｇａｓｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｐｅｒ

7、ｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏａｌｗａｓａｐｏｗｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｒｅａｌｓｅａｍｇａｓｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｍｉｇｒａｔｉｏｎｌａｗｈａｓｓｏｍｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅ，ｃｏａｌｓｅａｍｇａｓｉｎｊｅｃｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｕｔｂｕｒｓｔｃｏａｌ；ｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｒａｔｅ；ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ３［１］，对瓦斯的合理利用，能较好的解决我国能煤矿瓦斯灾害是煤矿生产中的一种严重自然ｍ灾害，长期以来瓦斯一直被

8、当作“有害”气体处源短缺的问题。但是，抽采瓦斯是一项新的技术理。２０世纪８０年代，美国首先从地面开采煤层气难题，要求掌握煤层瓦斯运移的基本规律，而渗获得成功，使瓦斯变害为宝，成为一种洁净能源透率是进行煤层瓦斯流动分析的重要参数，提高供人们使用，引起了世界各国的高度重视。据近瓦