超临界CO_(2)吸附引起煤体变形及吸附应力的研究

摘要

对煤体恒温吸附氦气/超临界CO_(2)及变形进行测试试验,对煤体产生的轴向变形和径向变形实时监测,揭示有效应力作用和吸附应力作用分别引起的煤体膨胀变形量以及煤体对超临界CO_(2)的吸附应力.研究结果表明:煤体吸附不同气体表现出的轴向应变值要高于径向应变,氦气和超临界CO_(2)引起的煤体应变随注气压力的变化规律具有相似性.在温度升高过程中,煤体吸附氦气体积应变表现为先增后减的特征,而煤体吸附超临界CO_(2)体积应变逐步减小.随着温度的升高,煤体吸附超临界CO_(2)过程中煤体变形从吸附应力引起的变形占主导逐渐转变为有效应力引起的变形占主导,吸附应力体积应变与有效应力体积应变之比在逐步减小.煤体对超临界CO_(2)的吸附应力随着温度的升高而减小,温度从60℃增加到80℃,吸附应力仅降低了29%,同时超临界CO_(2)与瓦斯吸附应力的比值在60℃达到最大,该温度下超临界CO_(2)驱替瓦斯效果最优.