外液侵入對含瓦斯煤體瓦斯解吸影響實驗研究.pdf

1、隨著人們對瓦斯研究和認識的逐步深入,已經由傳統的致災對象逐步轉變為資源開采與利用對象,瓦斯抽采技術也因此成了人們研究的重點,所獲得的階段性成果在現場之中也得到了一定程度上的應用。然而,受思想觀念、地質條件以及抽采技術等多種因素的影響,瓦斯抽采技術并沒有得到有效的推廣應用,其中一個很重要的原因是瓦斯抽采效率比較低所致,這也導致了在實施抽采之后工作面在回采過程中瓦斯超限現象仍然存在。據此,結合石油天然氣勘探與開采研究領域所給的啟示,從提高瓦

2、斯抽釆效率和防止工作面瓦斯超限兩個關鍵問題出發,開展了外液侵入對含瓦斯煤體瓦斯解吸影響方面的實驗研究,旨在為解決以上兩個關鍵問題提供一個新思路和新途徑。結合目前瓦斯解吸領域實驗設備現狀和研究問題的需要,自主研發了外液侵入過程中含瓦斯煤體的瓦斯解吸測定裝置,以及外液侵入后含瓦斯煤體的瓦斯解吸測定裝置,即液置氣和水鎖實驗裝置。在此基礎上,分別開展了外液侵入過程中瓦斯解吸測定實驗,以及帶壓和常壓條件下有、無外液侵入后的瓦斯解吸對比實驗。通過外

3、液侵入過程中瓦斯解吸實驗,揭示了含瓦斯煤體在JFC滲透劑溶液侵入過程中液置氣現象,給出了液置氣明顯程度與JFC滲透劑溶液濃度以及瓦斯吸附平衡壓力水平之間的關系,進而從界面吸附的角度出發,闡釋了液置氣產生的原因。通過帶壓與常壓條件下有、無外液侵入后的瓦斯解吸對比實驗,揭示了水和濃度為0.025％JFC滲透劑溶液侵入后水鎖現象,以及其對瓦斯解吸量和解吸釋放速度的影響,表明水鎖形成后會減少瓦斯的解吸與釋放量,同時也會延緩瓦斯解吸釋放速度,進而

4、闡釋了水鎖產生的條件和機理。根據實驗分析結果,結合工裎實際,給出了利用液置氣來提高瓦斯抽采效率的新思路,以及利用水鎖來防止工作面瓦斯超限的新途徑。本論文的創新之處在于:自主研發了外液侵入過程中瓦斯解吸實驗測定裝置和外液侵入后瓦斯解吸實驗測定裝置,豐富了瓦斯解吸研究領域的實驗設備條件;揭示了外液侵入過程中液置氣現象和外液侵入后水鎖現象,以及其對瓦斯解吸的影響規律,闡釋了各自產生的原因和機理;從提高瓦斯抽采效率和防止工作面瓦斯超限兩個關鍵問