覆压-注水作用下含瓦斯煤解吸特性试验研究

TD849; 深部开采易形成地应力与瓦斯的耦合作用,出现地应力主导型的煤与瓦斯突出事故.为了提高矿井瓦斯灾害防治的精准性,亟需深入了解地应力作用下水分介入后对含瓦斯煤解吸特性的影响.在试验室搭建了覆压作用下注水对煤样瓦斯解吸特性影响的模拟测试装置,通过向试验煤样施加覆压,同时注入水分,研究覆压-注水作用下含瓦斯煤的解吸特性.基于该试验装置,测试了古汉山矿(GHS)煤样在覆压5、10、15 MPa,水分0、2％、4％和6％,相同充气量条件下的瓦斯解吸数据.通过分析试验数据,得到覆压-注水作用对GHS煤样累计瓦斯解吸量、瓦斯解吸速度、初始瓦斯解吸速度影响系数和残存瓦斯含量的影响规律.研究结果表明:...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 51; no. 9; pp. 112 - 120
Main Authors 肖知国, 郝梅, 唐志昊, 刘永强
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 454003%河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454003 01.09.2023
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点试验室培育基地,河南焦作 454003
河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454003
Subjects
含瓦斯煤体
注水
瓦斯突出
water injection
覆压
overburden pressure
coal mass containing gas
瓦斯解吸
moisture content
水分
gas desorption
gas outburst
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Summary:TD849; 深部开采易形成地应力与瓦斯的耦合作用,出现地应力主导型的煤与瓦斯突出事故.为了提高矿井瓦斯灾害防治的精准性,亟需深入了解地应力作用下水分介入后对含瓦斯煤解吸特性的影响.在试验室搭建了覆压作用下注水对煤样瓦斯解吸特性影响的模拟测试装置,通过向试验煤样施加覆压,同时注入水分,研究覆压-注水作用下含瓦斯煤的解吸特性.基于该试验装置,测试了古汉山矿(GHS)煤样在覆压5、10、15 MPa,水分0、2％、4％和6％,相同充气量条件下的瓦斯解吸数据.通过分析试验数据,得到覆压-注水作用对GHS煤样累计瓦斯解吸量、瓦斯解吸速度、初始瓦斯解吸速度影响系数和残存瓦斯含量的影响规律.研究结果表明:覆压作用使干燥煤样累计解吸量和初始瓦斯解吸速度增大,促进了瓦斯解吸;随着水分的介入,覆压大的煤样累计瓦斯解吸量和初始瓦斯解吸速度反而变小,说明水分抑制了瓦斯解吸,水分介入后覆压作用从促进瓦斯解吸过渡为抑制瓦斯解吸.理论分析认为,覆压的活塞效应促进干燥煤样的瓦斯解吸,随着水分的介入,水分在煤体裂隙和孔隙中产生了强烈的毛细管阻力,随着覆压增大,煤样被压碎压实,煤中孔隙尺寸变小,毛细管阻力变大,从而产生更强的抑制解吸作用,试验结果对于更深入认识水力化措施防治煤与瓦斯突出的机理具有一定的积极意义.
ISSN:0253-2336
DOI:10.13199/j.cnki.cst.2022-1187