N2-O2混合气体对煤层瓦斯吸附-解吸影响效应研究

摘要

本文从煤矿安全角度和井下注气置换 CH4效果出发,根据高压容量法,通过实验室对制备煤样进行吸附-解吸实验和注气置换煤中CH4实验,研究了煤对单组分CH4、N2、O2和N2-O2混合气体的吸附-解吸规律以及注气置换煤中CH4规律。
　　阳泉石港煤矿15号煤对单组分气体CH4、N2和O2的吸附-解吸实验表明,煤对吸附CH4能力强于吸附N2,吸附N2能力强于吸附O2。通过煤对不同浓度配比的N2-O2混合气体的吸附-解吸实验,得出煤对N2-O2混合气体的吸附能力随N2浓度的提高而增强,混合气体中随着 O2浓度的提高,煤对 O2的吸附量略有增加;在混合气体吸附平衡压力测试范围内,不同浓度配比的N2-O2混合气体置换解吸煤层甲烷实验中,煤对O2的最大吸附量为0.36ml/g;不同浓度配比的N2-O2混合气体置换煤中 CH4实验表明,在 CH4吸附平衡压力相同时,不同浓度配比的 N2-O2混合气体置换效果相差较小,由于混合气体中氧气比例较小,煤对氧气的吸附能力较弱,混合气体置换解吸过程中残留的氧气浓度都处于很低水平;CH4吸附平衡压力越高,混合气体置换解吸 CH4的难度就越大,置换量也就越小。在注气置换解吸实验中,随注入气体增加,混合压力升高,煤对N2-O2混合气体的吸附量同时增加。
　　通过分析注气置换煤中CH4效果和注气过程O2吸附量,保证井下注气有充足气源,得出:石港煤矿15号煤层在注N2-O2混合气体气置换解吸煤层甲烷试验时,选择注入空气(含80％左右的N2)比较合理。

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1 绪论

1.1研究目的和意义

1.2煤对气体吸附-解吸特性的国内外研究现状

1.3主要研究内容及技术路线

1.4本文的研究特色与创新

2.实验准备

2.1实验设备

2.2管路装置标准体积的测定

2.3吸附罐剩余体积测定

2.4实验样品

2.5本章小结

3.煤对单组分气体吸附-解吸特性实验研究

3.1煤对单组分气体吸附-解吸实验

3.2实验数据处理

3.3煤对单组分气体的吸附-解吸规律

3.4煤对单组分气体吸附-解吸特性对比分析

3.5本章小结

4 煤对N2-O2混合气体的吸附-解吸特性实验研究

4.1混合气体来源

4.2煤对N2-O2混合气体的吸附-解吸实验

4.3实验数据处理

4.4煤对N2-O2混合气体的吸附-解吸规律

4.5本章小结

5 N2-O2混合气体置换解吸煤层CH4影响效应研究

5.1注入N2-O2混合气体的置换解吸CH4的实验

5.2实验数据处理

5.3 N2-O2混合气体置换解吸煤层CH4规律

5.4合理浓度配比的N2-O2混合气体分析

5.5本章小结

6 结论与展望

6.1主要结论

6.2展望

参考文献

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