煤吸附CO2后的基质膨胀特征研究

摘要

采用光学法测定了霍州、长治和晋城地区煤样吸附CO2后的线性膨胀量,最高压力12MPa.结果表明,三个地区样品的测试结果表现出相同的规律性,线性膨胀量随压力升高而增大,在大约10MPa达到最大值,随后略有降低.煤吸附气体后的膨胀呈现非均质性,即垂直层面方向的膨胀量大于平行层面方向上的膨胀量,这种现象在高压阶段更明显.随煤阶升高,最大体积膨胀量依次增大.通过分析煤大分子缔合键类型及CO2对煤缔合结构可能造成的影响,探讨了煤吸附膨胀的机理.非均质膨胀可能归因于煤吸附气体后在两个方向上应力恢复程度的不同,但这两个方向的应力恢复过程并不同步.膨胀量与煤阶的正相关关系可能起源于不同演化程度煤分子物理结构和化学结构的变化.