含瓦斯煤外加水分滲吸效應(yīng)研究.pdf

1、煤層注水不僅可以改善煤體的物理強(qiáng)度，而且水分與煤體內(nèi)瓦斯還會(huì)發(fā)生微觀相互作用，改變瓦斯的吸附解吸特性。在工程應(yīng)用中，煤層注水受諸多因素影響，水分在煤體內(nèi)分布無(wú)規(guī)律，注水區(qū)域易存在瓦斯治理空白帶，加之濕潤(rùn)煤體的有效范圍無(wú)法直觀判定，容易隱藏突出隱患，2009年國(guó)內(nèi)頒布的《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》取消了煤層注水區(qū)域防突措施，煤層注水技術(shù)發(fā)展進(jìn)入瓶頸時(shí)期。注水對(duì)煤體瓦斯是集高壓增透、驅(qū)替、置換和水鎖為一體的多因素綜合作用，作用效果表現(xiàn)為促進(jìn)瓦斯

2、解吸和抑制瓦斯解吸，但單一因素作用如何進(jìn)行，貢獻(xiàn)度有多大，目前還無(wú)明確定論。為了推動(dòng)煤層注水技術(shù)發(fā)展，必須逐一研究單因素作用機(jī)理以及貢獻(xiàn)度，進(jìn)而全面認(rèn)清注水治理瓦斯綜合作用。
　　本文以此提出了含瓦斯煤滲吸效應(yīng)單一因素的定量研究，自主研制了一套煤體高壓吸附瓦斯?fàn)顟B(tài)下等壓吸水的滲吸測(cè)試裝置，排除高壓注水的增透和驅(qū)替效應(yīng)，單獨(dú)研究水分進(jìn)入煤體后的微觀滲吸。通過(guò)考察對(duì)比永紅煤礦3號(hào)煤層顆粒煤和型煤的自發(fā)吸水效果，發(fā)現(xiàn)型煤在吸水量、吸水率

3、、吸水速度和含水率分布等方面均優(yōu)于顆粒煤，更適合滲吸試驗(yàn)。通過(guò)30mm-80mm不同高度型煤的自發(fā)吸水實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著型煤高度增加，吸水量逐漸增大，但增加幅度減緩，飽和吸水量逐漸趨于相同，當(dāng)型煤高度為80mm時(shí)，平均吸水率開(kāi)始降低，不利于進(jìn)行不同吸水率的滲吸試驗(yàn)，因此，試驗(yàn)時(shí)型煤高度不宜超過(guò)80mm。
　　利用含瓦斯煤滲吸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，在恒溫30℃環(huán)境中，測(cè)試了型煤在瓦斯吸附平衡壓力下等壓吸水的滲吸過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相同吸附平衡壓