含瓦斯煤振動(dòng)解吸特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、振動(dòng)不僅是提高煤層氣開采的物理場激勵(lì)措施之一，同時(shí)也是誘發(fā)煤與瓦斯突出的一個(gè)重要因素。許多學(xué)者從煤層氣開采領(lǐng)域著手，研究了聲震、電磁波和超聲波等因素對(duì)瓦解吸的影響;而在防治煤與瓦斯突出方面，目前僅個(gè)別學(xué)者研究了低頻振動(dòng)（激勵(lì)）對(duì)瓦斯解吸的影響，但因研究的振動(dòng)頻率不同，研究結(jié)果存在較大差異，因此有必要對(duì)振動(dòng)影響含瓦斯煤解吸特性作進(jìn)一步研究。
　　為了研究含瓦斯煤的振動(dòng)解吸特性，自主設(shè)計(jì)了瓦斯振動(dòng)解吸實(shí)驗(yàn)儀，進(jìn)行了不同振動(dòng)條件、不同煤

2、樣粒徑和不同吸附平衡壓力下的含瓦斯煤振動(dòng)解吸實(shí)驗(yàn)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:振動(dòng)會(huì)不同程度地增加含瓦斯煤的解吸量，且隨著振動(dòng)頻率的增大，瓦斯解吸總量先減小后增大;同等振動(dòng)條件下，隨著煤樣粒徑的增大，瓦斯解吸總量減小，瓦斯解吸的初始有效擴(kuò)散系數(shù)增大;吸附平衡壓力增大，瓦斯解吸初速度增大，衰減系數(shù)變化不明顯。
　　通過對(duì)解吸曲線擬合發(fā)現(xiàn):解吸-擴(kuò)散模型對(duì)含瓦斯煤的振動(dòng)解吸曲線擬合度最高，擬合效果最好。分析指出，振動(dòng)的“剝離”作用、“撕

3、裂”作用和熱效應(yīng)會(huì)對(duì)含瓦斯煤的解吸產(chǎn)生重要影響。功率一定時(shí)，振動(dòng)頻率越小，振幅越大，振動(dòng)的“撕裂”作用越強(qiáng);振動(dòng)頻率越大，振動(dòng)的熱效應(yīng)越明顯。當(dāng)振動(dòng)頻率從低頻向高頻增加時(shí)，振動(dòng)的“撕裂”作用逐漸減弱，熱效應(yīng)逐漸加強(qiáng)，瓦斯解吸總量先減小后增大。煤樣粒徑越小，其有效擴(kuò)散截面積越小，初始有效擴(kuò)散系數(shù)越小。在對(duì)煤樣施加相同的激振力時(shí)，質(zhì)量越小的煤樣，振動(dòng)時(shí)加速度越大，振動(dòng)產(chǎn)生的“撕裂”作用和“剝離”作用越強(qiáng)，振動(dòng)對(duì)瓦斯解吸的促進(jìn)作用越明顯。隨著