不同變質(zhì)程度含瓦斯煤滲吸效應實驗研究.pdf

1、為研究水分單因素影響下含瓦斯煤滲吸效應的發(fā)生規(guī)律，在對目前相關實驗裝置調(diào)研的基礎上，設計并搭建了一套用于滲吸效應研究的實驗測試裝置。該裝置能夠有效排除注水壓力、注入水體積對實驗的影響和干擾，確保煤樣罐內(nèi)瓦斯壓力變化僅由滲吸效應促進含瓦斯煤解吸影響造成，同時配備高精度壓力傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對滲吸效應過程中煤樣罐內(nèi)的壓力變化進行全程監(jiān)控與自動記錄。
　　通過考察型煤和顆粒煤在常壓下的自發(fā)吸水效果，確定了合理的實驗煤樣型式為型煤；通過對型

2、煤吸水不同時間后的吸水高度及含水率分布考察，確定了合理的實驗用型煤高度和煤樣含水率。在此基礎上，針對無煙煤（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實驗研究，探討了不同變質(zhì)程度煤滲吸效果對含水率和吸附平衡壓力變化的響應特性；基于實驗測試數(shù)據(jù)，對比分析了不同變質(zhì)程度煤在相同實驗條件下的滲吸效果差異，并對產(chǎn)生差異性的原因進行了理論分析。
　　實驗

3、結(jié)果表明，水分自然進入含瓦斯煤后，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置換出處于吸附態(tài)的瓦斯，從而有效促進煤層吸附瓦斯解吸。吸附平衡壓力相同時，隨煤樣含水率增長，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)關系，當煤樣含水率達到煤的極限吸水率時，滲吸瓦斯量和滲吸瓦斯率將達到極限值。煤樣含水率相同時，滲吸瓦斯量隨吸附平衡壓力增長較好的符

4、合Langmuir型函數(shù)關系，滲吸瓦斯率則隨吸附平衡壓力升高逐漸降低。不同實驗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，水分進入含瓦斯煤初期的滲吸瓦斯速度就越大。
　　相同實驗條件下，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??；滲吸瓦斯率方面，則是QM最大，WYM和JM居中，PSM最小。理論分析