山西省基础研究计划项目(2013021029-3)
- 作品数：8 被引量：60H指数：4
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- 相关机构：太原理工大学更多>>
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- 相关领域：矿业工程天文地球石油与天然气工程化学工程更多>>
- 基于单层吸附理论不同温度下煤层气等温吸附特性被引量：3
- 2017年
- 为了更准确地描述煤体对甲烷的吸附特性,基于常规等温吸附试验,对煤体甲烷吸附量进行了修正,引入了真实吸附量和视吸附量的计算方法,对比分析了视吸附量和真实吸附量之间的差异以及温度对二者差异性的影响;并以真实吸附量为基础,得到饱和吸附量和温度间的函数关系。结果表明:真实吸附量和视吸附量之间的差异会随着温度升高而逐渐显著,90℃时,二者差异最大,可达8%;煤体的吸附能力与其比表面积成正比,随着温度升高,因煤体比表面积不断增大,饱和吸附量随温度呈线性规律增长。研究结果可为正确认识煤体对煤层气的吸附特性及煤层气资源的开发利用提供参考。
- 蔡婷婷赵东冯增朝
- 关键词：煤层气吸附量
- 显微CT观测下的煤吸附甲烷过程中的孔隙变化规律研究被引量：3
- 2014年
- 采用μCT225kVFCB型高精度显微CT试验系统和自主研制的细观吸附实验装置,进行显微CT观测下的沁水煤田3#煤层煤样的吸附甲烷实验,通过平面图像和三维重建模型分析试样孔隙随吸附压力的变化规律,得到的结论主要有:试样吸附甲烷后,孔隙率平均下降约3%,但随吸附压力的增加,孔隙率下降不明显;经由平面图像观测,吸附后试样孔隙被充填。根据三维重建实验结果,得到试样吸附甲烷后,最大连通团形成的骨架区域明显缩小,并且模型孔隙率相应降低。
- 赵东蔡婷婷冯增朝王潞康志勤
- 关键词：煤层气孔隙
- 三维应力作用下煤与瓦斯突出模拟试验及机理分析被引量：4
- 2018年
- 煤与瓦斯突出是煤矿事故中最为剧烈的动力灾害之一,利用自主研制的"三维加载煤与瓦斯突出模拟试验装置"对煤与瓦斯突出孕育及发生过程进行了三维模拟试验,并进一步探究和分析了煤与瓦斯突出产生机理。研究发现:煤体内部瓦斯压力随体积应力的增大而增大,并且与之有很好的相关性,直至突出发生;建立了煤体应力与瓦斯压力综合作用的突出判断准则,且与试验结果吻合较好,拟合程度较高;提出了煤与瓦斯的突出是一个综合作用的过程,不仅受地应力、瓦斯压力和煤体强度的影响,还与突出口煤岩体抵抗强度有关。
- 李慧冯增朝赵东王雪龙
- 关键词：煤与瓦斯突出三维模拟瓦斯压力
- 煤吸附瓦斯细观特性研究被引量：25
- 2015年
- 为研究甲烷吸附孔隙压力对煤膨胀变形的影响,实验应用μCT225k VFCB型高精度显微CT实验系统,对直径为5 mm的细观煤样进行了不同孔隙压力下的吸附瓦斯扫描实验,并通过对其孔隙率与膨胀变形量的观测与分析得到了煤吸附瓦斯细观特性。研究发现:在细观实验中煤样吸附瓦斯会导致煤体孔隙率下降,并发生体积膨胀变形;体积膨胀变形规律符合朗格缪尔方程,且煤样不同位置的孔隙率与体积变化均具有非均匀性。研究结果表明:在吸附瓦斯过程中,煤体骨架体积膨胀会导致煤体孔隙体积减小与外观体积膨胀,且煤体骨架膨胀变形时更倾向于通过挤压煤体原始孔隙来获得膨胀空间。
- 周动冯增朝赵东王潞王雪龙
- 关键词：孔隙压力
- 基于吸附动力学理论分析水分对煤体吸附特性的影响被引量：19
- 2014年
- 为了研究块裂煤体在不同储水状态下的吸附特性差异,选用潞安余吾煤矿的贫煤和阳煤开元煤矿的无烟煤并加工成Φ100 mm×150 mm的大块圆柱体煤样,保留了煤体原有的裂隙,基于吸附动力学理论,采用自主研制的吸附-注水成套实验系统,针对两煤种设计了6种不同含水率下的瓦斯吸附特性实验,并对同等初始条件下的定容吸附速率进行了研究。结果表明:水分作用下,对于相同初始压力下的定容吸附,1号和2号煤样干燥时的吸附速率分别是饱和含水时的16倍和22倍,吸附量分别是饱和含水时的5倍和32倍,通过孔隙测定结果,证实1号煤样具有更为发育的孔隙裂隙通道;关于终态吸附量随含水率的增加而降低的趋势,1号煤样是非线性的,但2号煤样呈现较好的线性衰减。
- 赵东冯增朝赵阳升
- 关键词：水分煤层气开采
- 煤吸附解吸甲烷细观结构变形试验研究被引量：6
- 2016年
- 利用扫描电镜与CT扫描相结合的方法,通过对直径为8.5 mm的细观煤样进行不同压力下的吸附解吸甲烷试验,研究其内部细观结构的变形规律。研究表明,煤样是煤基质中含有少量黏土矿物质的天然非均质岩体;吸附解吸甲烷过程中,煤的细观结构变形分为膨胀变形(密度减小)与挤压变形(密度增大)。低吸附压力下,含黏土矿物质区域急剧膨胀,对邻近煤基质形成局部挤压,细观变形程度明显,压力升高后膨胀变形增强,挤压变形减弱;不含黏土矿物质的煤基质区域变形程度较低,近似于均匀变形。解吸后,煤不同区域的变形恢复能力与其非均匀程度有关,非均匀性越强,其变形恢复能力越差。
- 周动王辰冯增朝赵东蔡婷婷
- 关键词：CT
- 煤与瓦斯突出强度模拟实验被引量：1
- 2016年
- 利用自主研制的"煤与瓦斯突出模拟装置"对不同初始瓦斯压力、不同突出口厚度和不同突出口径的煤样进行三维加载模拟煤与瓦斯突出。研究结果表明:在煤层瓦斯压力较小的情况下,若外部载荷较大、揭煤厚度较小、巷道断面较大的情况下也会发生煤与瓦斯突出;煤与瓦斯的突出存在一个突出口厚度的临界值,通过改变该值可以改变煤与瓦斯的突出及突出强度;巷道断面大小对煤与瓦斯突出有一定影响,通过减小断面可有效防止煤与瓦斯突出,减小突出强度;随着突出强度的增加,突出煤粉量和抛射距离也增加,大多数煤与瓦斯突出是发生在突出强度最大的时刻。
- 李慧冯增朝赵东董东
- 关键词：煤与瓦斯突出瓦斯压力
- 不同温度及注水压力条件下瓦斯解吸特性实验被引量：2
- 2015年
- 为了研究高压注水后含瓦斯煤体的恒温及升温解吸规律,采用自主研制的吸附-注水-加热-解吸成套实验系统,针对不同条件下含瓦斯煤体的解吸特性,从沁水煤田古城煤矿和高河煤矿现场取样,进行了相应的实验研究,得出含瓦斯煤体在不同注水压力、不同吸附压力和不同温度条件下,其解吸特性的变化规律。实验结果表明:相同吸附压力下的未注水自然解吸,高河煤样的解吸率高于古城煤样;随着注水压力的增加,恒温条件下含瓦斯煤体的解吸率呈非线性规律衰减,当到达一定高的注水压力时,衰减会趋于稳定;升温可以有效促进注水后含瓦斯煤体的解吸,并且随着注水压力的增加,加热的促进作用越明显。
- 王潞冯增朝赵东
- 关键词：煤层气开采含瓦斯煤体高压注水瓦斯吸附瓦斯解吸
