论文摘要
基于气体吸附理论,采用低温液氮吸附法（LT-N2GA）,CO2吸附法和扫描电镜法（SEM）,从孔容、比表面积、孔径分布和孔隙形状4个方面,研究分析了8种不同变质程度煤样的孔隙结构。并结合煤粒瓦斯扩散实验,计算出煤样的迂曲度和瓦斯扩散通道长度,分析讨论了不同煤阶煤体孔隙结构对瓦斯解吸扩散规律的影响及机理。结果表明:不同煤阶煤样的吸附能力存在显著的差异。随变质程度的加深,吸附能力呈先降低后升高的U形规律;SEM观察结果与低温液氮吸附等温线分析的孔隙形态整体上较为一致,不同煤阶煤样的孔隙形态有很大差异,表明煤体表面的异质性;吸附分析显示中孔孔径呈多峰分布,孔容主要由2～15 nm的中孔贡献;煤体微孔段的吸附能力取决于0.6～0.9 nm和1.5～2.0 nm孔径段。煤质对瓦斯解吸扩散的影响主要与孔隙结构的差异有关。不同煤阶煤体孔隙率和迂曲度不同,瓦斯扩散通道长度不同,随着扩散通道长度的增加,瓦斯初始解吸速率呈指数形式减小;瓦斯在煤体孔隙中的扩散以微孔内的表面扩散为主,孔比表面积越大,表面扩散越显著;瓦斯解吸量和初始扩散系数与煤阶之间呈现不对称U形关系,在高阶煤阶段(Vdaf<15%),随着挥发分的增加,瓦斯解吸量和初始扩散系数显著减小。在中、低阶煤阶段(Vdaf>15%),随着挥发分的增加,二者缓慢增加。
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文章来源
类型: 期刊论文
作者: 李祥春,李忠备,张良,高佳星,聂百胜,孟洋洋
关键词: 煤阶,孔隙结构表征,微孔,扩散通道,瓦斯解吸扩散规律
来源: 煤炭学报 2019年S1期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅰ辑
专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治
单位: 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地
基金: 国家重点研发计划资助项目(2018YFC0808301),北京市自然科学基金面上资助项目(8192036),河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地开放基金资助项目(WS2018B04)
分类号: TD712
DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.1374
页码: 142-156
总页数: 15
文件大小: 11408K
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标签：煤阶论文; 孔隙结构表征论文; 微孔论文; 扩散通道论文; 瓦斯解吸扩散规律论文;