瓦斯吸附

摘要： 为研究大佛寺煤矿采空区瓦斯对煤氧化特性的影响,本文采用吸附常数测定、C80微量热仪和程序升温对长焰煤进行测试,研究长焰煤的吸附、热效应以及指标气体特征。研究发现,长焰煤对气体的吸附能力排序为CH_(4)>N_(2)>O_(2),煤对不同气体的吸附能力随压力增加而增大,单位体积分子数量越多,越容易被吸附;C80微量热仪测定结果表明,随着温度升高,热流先降低后快速增加,瓦斯对低温氧化放热量有抑制作用,随着瓦斯浓度增加,煤对瓦斯的吸附能力高于O_(2),可以有效减缓煤氧复合反应;随着瓦斯浓度升高,CO与CO_(2)产生量、耗氧速率均持续降低,但煤的表观活化能逐渐增加。

摘要： 为了掌握软煤体吸附瓦斯的影响因素变化特征,基于数理统计和层次矩阵法,建立了正交试验方案,运用压汞仪及HCA型高压容量法吸附装置,研究软煤体孔径结构特征及多因素(温度、水分、粒径)影响条件下软体煤吸附瓦斯过程的差异性变化。试验结果表明,软煤的中孔孔容为0.0172 cm^(3)/g,小孔孔容为0.0091 cm^(3)/g,其数值均大于原生结构煤样,软煤总孔容是原生结构煤样的2.16倍,微孔孔容是原生结构煤样的3.26倍。软煤体吸附瓦斯受多个因素影响,但影响程度不同,对同一煤阶,粒径对软煤体吸附常数a的影响程度最大,温度次之,水分影响程度最小;水分对软煤体吸附常数b的影响程度最大,粒径次之,温度影响程度最小。

摘要： 白龙山煤矿一井C_(2)煤层为突出煤层,为提高矿井瓦斯抽采效果,保障石门揭煤安全、缩短揭煤周期,对水力冲孔增透促抽技术开展了试验研究。研究结果表明:石门揭煤区域采取水力冲孔措施后,渗透性较低且较为松软的C_(2)煤层出煤量较大,单孔出煤量1.27~2.73 t,平均出煤量2.28 t;试验区域经210 d连续抽采,煤层瓦斯含量由11.4659 m^(3)/t降低至3.5511~4.2517 m^(3)/t,下降约63%,瓦斯压力由0.81 MPa降低至0.34 MPa,下降约58%;揭煤期间工作面钻屑瓦斯解吸指标K_(1)值最大值为0.32 mL/(g·min^(1/2)),钻屑量最大值为2 kg/m,炮后瓦斯浓度为0.04%~0.24%,瓦斯涌出量为2.22 m^(3)/min。水力冲孔措施可为矿井石门安全快速揭煤提供技术保障,对安全生产具有重要指导作用。

摘要： 为准确测定水分影响下的煤体瓦斯吸附量和瓦斯含量,以软、硬无烟煤为研究对象,利用分子模拟中Adsorption模块建立4种煤样在含水率为0%、1%、3%、5%条件下的煤大分子结构模型,并进一步对比了线性方程、传统线性方程、幂函数方程与指数方程在水分影响定量表征方面的适用性。结果表明:不同含水率条件下的软硬煤等温吸附曲线均符合I型等温线特征,软煤的Langmuir体积高于硬煤,在含水率为0%~1%时,4种无烟煤的Langmuir体积受水分变化的影响最敏感;水分效应下软、硬无烟煤瓦斯吸附量的水分影响系数更适用于线性方程进行表征;同时软煤的水分影响程度系数a较小,即含水率的变化对软煤的瓦斯吸附量影响更显著。

摘要： 为研究煤的理化结构特征及其对瓦斯吸附热力学的影响,通过低温液氮吸附实验和傅里叶红外光谱实验对煤的理化结构进行了表征,采用等温吸附实验测定了不同温度下贫煤和长焰煤的瓦斯吸附曲线,利用Langmuir模型和Freundlich模型分别对吸附数据进行了拟合,并基于2种模型计算了吸附热力学参数△G°.研究结果表明:基于Freundlich模型的吸附△G°适合描述瓦斯吸附热力学特性,不同温度下煤对瓦斯的吸附均为自发过程;长焰煤的孔隙结构更有利于吸附过程的进行,而贫煤的表面化学结构更有利于瓦斯的吸附;煤对瓦斯的吸附量受煤体孔隙结构及表面化学官能团的共同作用,吸附△G°可较好的体现煤体孔隙结构特征的差异,结合吸附量和吸附△G°可更全面地评价不同变质程度煤对瓦斯的吸附性能.

摘要： 为厘清含瓦斯煤的吸附量与孔隙率及变形的映射规律,以高压容量法测试煤吸附瓦斯等温曲线的过程为条件,针对煤样在不同瓦斯压力的作用下,吸附量对煤孔隙率、变形的影响进行了理论分析;利用工业CT技术与高压容量法相结合的方法,研究含瓦斯煤的吸附量与孔隙率、变形的映射规律.结果表明:随着吸附瓦斯量的增加,煤的孔隙率逐渐降低,并趋于稳定值;煤的变质程度越高,其孔隙率演化的趋势越缓;煤的体积应变呈现近似于线性增长的特征.

摘要： 煤体粉化程度的大小易导致煤中瓦斯吸附状态的差异,对煤孔内瓦斯的运移时间具有重要影响,研究结果对提高煤中瓦斯含量测定精度具有重要作用.以马场矿4个粒径级别粉煤为研究对象,开展了各粒径煤粉的吸附量及吸附平衡时间等吸附性能测定工作.主要研究结论如下:粒径级越小,煤样吸附瓦斯量越大,测定结果可分为"微米级、十微米及小粒径百微米级、大粒径百微米级及毫米级"4个等温线分级;同时,煤样吸附平衡时间随粒径减小而急剧缩短,即由毫米级粒径煤样的数天,缩短至微米级粒径煤样的5 min,说明粒径的改变,可直接影响煤样内瓦斯扩散路径的复杂程度,进而影响吸附平衡时间.综合分析可知,百微米粒径煤样可明显缩短吸附平衡时间且提高瓦斯含量测定精度.

摘要： 为了探究选择合适的酸液对煤体进行改性增透,开展了不同pH值酸液改性煤样的吸附特性实验研究.通过采集焦煤煤样,制备了原煤及不同pH值酸化改性煤样8组试样,分别对试样进行了工业分析和物理参数测试,进而开展了等温瓦斯吸附实验.实验结果表明:相对于原煤试样而言,酸化改性在不改变煤样挥发分的情况下能减小煤样的灰分;改性试样的真密度与原煤煤样的真密度差别不大,而视密度都略有减小;随着压力的增大,改性煤样的瓦斯吸附能力明显大于原煤煤样,吸附常数a随着pH值的增大(pH=1除外)而减小,吸附常数b随着pH值的增大总体上呈减小趋势.研究表明:对于特定煤层选择合适的pH值溶液进行改性,可改变煤体的孔隙结构从而增加煤体的吸附能力,实现煤层增透效果.

摘要： 为了提高瓦斯抽采效果,防治煤与瓦斯突出,探讨了煤孔隙内表面的结构特点,从表面自由能的角度揭示了煤-瓦斯之间的界面作用,构建了煤的表面自由能与瓦斯吸附量之间的表达式;利用OCG方法,测定沙曲煤矿煤样的表面自由能在实验室条件下为43.33 mJ/m2;利用瓦斯抽采流-固-热耦合控制方程,对沙曲煤矿的瓦斯抽采过程进行了数值模拟.研究表明:煤的孔隙内表面处于不均匀的力场之中,煤孔隙内表面相比煤体相内部具有附加的表面自由能,煤孔隙内表面的表面自由能愈大,其吸附能力愈强;煤的表面自由能随瓦斯抽采作业不断增加,且在抽采钻孔附近区域的表面自由能最高;在瓦斯抽采作业之前,通过有效的技术措施降低煤的表面自由能,有利于提高瓦斯抽采效果.

摘要： 我国的煤矿瓦斯灾害十分严重,从微观研究瓦斯气体在煤体的吸附性质具有非常重要的意义。笔者总结了瓦斯在煤体中吸附膨胀、解吸收缩的变形特征,并论述了利用CT技术探测吸附气体后煤体内部结构的变化和吸附的非均质性质,描述了ACTIS 300-320/225 CT实验系统的技术参数和应用前景。结果表明,CT技术可以从细观角度观测煤体吸附瓦斯气体后的变形特征和吸附的非均匀性特征。

摘要： 采用低温液氮吸附法,针对5个煤样的纳米级(＜100nm)孔隙结构进行分析,并进行瓦斯解吸实验,将实验结果与煤的孔隙结构特征相结合,分析纳米级孔隙结构对煤体瓦斯解吸的影响.研究结果表明:贫煤的小孔(10-100nm)和微孔(＜10nm)最为发育,微孔主要占据了孔隙的比表面积,决定瓦斯解吸特性,在相同平衡压力条件下,解吸量随比表面积的增加而增加,呈现出较好的线性关系;孔比表面积是影响解吸量的主要因素,但同时孔容的增加对解吸量也有积极贡献.

摘要： 采用低温液氮吸附法,针对5个煤样的纳米级(＜100nm)孔隙结构进行分析,并进行瓦斯解吸实验,将实验结果与煤的孔隙结构特征相结合,分析纳米级孔隙结构对煤体瓦斯解吸的影响.研究结果表明:贫煤的小孔(10-100nm)和微孔(＜10nm)最为发育,微孔主要占据了孔隙的比表面积,决定瓦斯解吸特性,在相同平衡压力条件下,解吸量随比表面积的增加而增加,呈现出较好的线性关系;孔比表面积是影响解吸量的主要因素,但同时孔容的增加对解吸量也有积极贡献.

摘要： 采用低温液氮吸附法,针对5个煤样的纳米级(＜100nm)孔隙结构进行分析,并进行瓦斯解吸实验,将实验结果与煤的孔隙结构特征相结合,分析纳米级孔隙结构对煤体瓦斯解吸的影响.研究结果表明:贫煤的小孔(10-100nm)和微孔(＜10nm)最为发育,微孔主要占据了孔隙的比表面积,决定瓦斯解吸特性,在相同平衡压力条件下,解吸量随比表面积的增加而增加,呈现出较好的线性关系;孔比表面积是影响解吸量的主要因素,但同时孔容的增加对解吸量也有积极贡献.

摘要： 采用低温液氮吸附法,针对5个煤样的纳米级(＜100nm)孔隙结构进行分析,并进行瓦斯解吸实验,将实验结果与煤的孔隙结构特征相结合,分析纳米级孔隙结构对煤体瓦斯解吸的影响.研究结果表明:贫煤的小孔(10-100nm)和微孔(＜10nm)最为发育,微孔主要占据了孔隙的比表面积,决定瓦斯解吸特性,在相同平衡压力条件下,解吸量随比表面积的增加而增加,呈现出较好的线性关系;孔比表面积是影响解吸量的主要因素,但同时孔容的增加对解吸量也有积极贡献.

摘要： 以阜新矿业集团恒大煤业有限责任公司阜新组煤样为研究对象,通过自制的多功能三轴渗透仪,进行了原煤在吸附瓦斯过程和长时间三轴加载过程渗透规律的试验研究.试验结果表明:煤吸附瓦斯后渗透率比不吸附瓦斯测得的渗透率要小,降低48.94％～82.18％,煤吸附瓦斯后的瓦斯渗流过程存在滑脱效应;经过78 d总应力为18 MPa的外力对煤样持续加载作用,煤渗透率降低了82.05％～92.65％,煤渗透率可用以时间为变量的负幂指数函数表示;应力荷载释放后二次加载,煤渗透率较卸载前增加,但远低于不考虑长时间荷载作用的渗透率;采用目前实验方法测得的煤岩渗透率要高于原始地层环境下的渗透率.

摘要： 以阜新矿业集团恒大煤业有限责任公司阜新组煤样为研究对象,通过自制的多功能三轴渗透仪,进行了原煤在吸附瓦斯过程和长时间三轴加载过程渗透规律的试验研究.试验结果表明:煤吸附瓦斯后渗透率比不吸附瓦斯测得的渗透率要小,降低48.94％～82.18％,煤吸附瓦斯后的瓦斯渗流过程存在滑脱效应;经过78 d总应力为18 MPa的外力对煤样持续加载作用,煤渗透率降低了82.05％～92.65％,煤渗透率可用以时间为变量的负幂指数函数表示;应力荷载释放后二次加载,煤渗透率较卸载前增加,但远低于不考虑长时间荷载作用的渗透率;采用目前实验方法测得的煤岩渗透率要高于原始地层环境下的渗透率.

摘要： 以阜新矿业集团恒大煤业有限责任公司阜新组煤样为研究对象,通过自制的多功能三轴渗透仪,进行了原煤在吸附瓦斯过程和长时间三轴加载过程渗透规律的试验研究.试验结果表明:煤吸附瓦斯后渗透率比不吸附瓦斯测得的渗透率要小,降低48.94％～82.18％,煤吸附瓦斯后的瓦斯渗流过程存在滑脱效应;经过78 d总应力为18 MPa的外力对煤样持续加载作用,煤渗透率降低了82.05％～92.65％,煤渗透率可用以时间为变量的负幂指数函数表示;应力荷载释放后二次加载,煤渗透率较卸载前增加,但远低于不考虑长时间荷载作用的渗透率;采用目前实验方法测得的煤岩渗透率要高于原始地层环境下的渗透率.

摘要： 以阜新矿业集团恒大煤业有限责任公司阜新组煤样为研究对象,通过自制的多功能三轴渗透仪,进行了原煤在吸附瓦斯过程和长时间三轴加载过程渗透规律的试验研究.试验结果表明:煤吸附瓦斯后渗透率比不吸附瓦斯测得的渗透率要小,降低48.94％～82.18％,煤吸附瓦斯后的瓦斯渗流过程存在滑脱效应;经过78 d总应力为18 MPa的外力对煤样持续加载作用,煤渗透率降低了82.05％～92.65％,煤渗透率可用以时间为变量的负幂指数函数表示;应力荷载释放后二次加载,煤渗透率较卸载前增加,但远低于不考虑长时间荷载作用的渗透率;采用目前实验方法测得的煤岩渗透率要高于原始地层环境下的渗透率.

摘要： 本发明公开了一种预吸附水分煤样的瓦斯吸附解吸特性测试装置及其测试方法，装置包括抽真空系统、充气系统、恒温系统、水吸附系统及瓦斯吸附解吸测试系统。该装置通过水吸附系统可改变煤样的内在水含量，从而可研究煤样在不同内在水分含量条件下的瓦斯吸附解吸特性及内在水分的影响规律，能较好地反映原位煤储层尤其是具有较高内在水分含量特征低阶煤的瓦斯吸附解吸性能的演化规律，不仅有利于煤层瓦斯灾害的有效防治，而且还有助于煤层气（瓦斯）资源的可靠评价，其装置结构简单，测试步骤简便，使用效果好。

摘要： 一种磁化水改变瓦斯吸附结构的瓦斯抽放方法，属涉及煤岩瓦斯抽放技术领域，其特征在于：在瓦斯抽放率低的煤层布置两排钻孔，上排钻孔为瓦斯抽放钻孔，下排钻孔为注磁化水孔，在下排钻孔注入一定量的磁化水，煤层巷道两侧加交变电场，磁化受到交变电场作用在煤层中快速流动，磁化水具有表面活性作用，能改变煤多孔介质瓦斯吸附结构，即活化能改变，降低煤对瓦斯吸附的能力，使瓦斯从煤层空隙中渗透出来，提高瓦斯抽采率，并且磁化水在开采过程中起到降尘作用。

摘要： 本发明公开了一种预吸附水分煤样的瓦斯吸附解吸特性测试装置及其测试方法，装置包括抽真空系统、充气系统、恒温系统、水吸附系统及瓦斯吸附解吸测试系统。该装置通过水吸附系统可改变煤样的内在水含量，从而可研究煤样在不同内在水分含量条件下的瓦斯吸附解吸特性及内在水分的影响规律，能较好地反映原位煤储层尤其是具有较高内在水分含量特征低阶煤的瓦斯吸附解吸性能的演化规律，不仅有利于煤层瓦斯灾害的有效防治，而且还有助于煤层气（瓦斯）资源的可靠评价，其装置结构简单，测试步骤简便，使用效果好。

摘要： 本发明井工煤矿瓦斯吸附材料及吸附装置公开了一种配合矿井通风和瓦斯抽采两大类煤矿瓦斯防治技术，消除煤矿巷道瓦斯积聚的瓦斯吸附材料及其装置。其特征在于所述通风扇置于防爆箱上，所述吸附腔置于防爆箱内，所述吸附腔两侧分别置有密封控制门，且一侧密封控制门和通风扇相连通，另一侧密封控制门位于防爆箱上，所述吸附材料放置于吸附腔内，压力测量装置置于吸附腔底部，且通过数据传输线和数据分析处理器相连接，数据分析处理器通过数据传输线和控制装置想连接，所述密封控制门通过数据传输线和控制装置相连接，控制装置分别通过数据传输线和显示器、通风扇相连接。

摘要： 本发明公开了一种实时监测液氮控温煤体瓦斯吸附解吸实验系统及方法，包括组成液氮低温控制系统的液氮加载模块和组成煤体瓦斯吸附解吸系统的吸附解吸模块，通过两系统的组合工作，可实现在‑196°C低温的环境下完成对煤体瓦斯吸附特性的研究，充分揭示了煤层注液氮技术的作用原理。通过本发明可研究低温、室温以及不同压力等环境条件下煤体瓦斯吸附解吸规律，探讨煤层注液氮后产生的不同环境温度对煤体全过程瓦斯吸附解吸特性的影响机理；该实验系统可以随时控制调节实验中的环境温度，可研究单一不同温度条件、温度动态变化过程中的煤体瓦斯吸附解吸规律，探讨温度变化全过程中的煤体瓦斯吸附特性。

摘要： 本发明涉及岩石力学室内试验模拟领域，特别是涉及一种考虑温度‑应力耦合作用的瓦斯吸附‑解吸‑驱替试验装置及其试验方法，包括用于内置煤岩体试件并向煤岩体试件施加围压的围压加载系统，所述围压加载系统包括三轴压力室，所述三轴压力室上设置有用于向煤岩体试件施加轴向压力并提供进气通道和出气通道的轴压加载系统，所述进气通道与气体供应系统相连接，出气通道与气体平衡系统相连接；还包括用于测量煤岩体试件侧向变形的侧向变形测量系统和用于测量煤岩体试件轴向变形的轴向变形测量系统，所述围压加载系统、轴压加载系统、气体供应系统、气体平衡系统、侧向变形测量系统及轴向变形测量系统均与计算机控制系统相连接。该装置结构，方便对煤岩体试件进行吸附‑解吸‑驱替试验。

摘要： 本发明涉及一种模拟真实应力场景的智能控制瓦斯吸附解吸试验系统，其特征在于，包括三轴加载箱、竖向压力加载系统、第一水平方向加载系统、第二水平方向加载系统、竖向变形测量系统、第一水平方向变形测量系统、第二水平方向变形测量系统、气体供应系统、气体平衡系统、计算机控制系统和煤岩体试件；本发明系统能够在真三维围岩应力条件下进行煤岩体的吸附、解吸试验，使试验数据更为准确。

摘要： 本发明提出一种煤矿瓦斯吸附装置，包括：底板、在底板上设置的箱体、水环真空泵、支撑机构、在支撑机构上放置的至少一个存储装置，以及在箱体上设置的主吸附机构、副吸附机构；箱体内设置有过滤机构，过滤机构的一端分别与主吸附机构和副吸附机构的输出端连接，另一端与水环真空泵的进气管道连接，水环真空泵的出气管道与存储装置的入口连接，存储装置活动放置在支撑机构的中空位置且存储装置的地面与底板接触。采用本发明提供的煤矿瓦斯吸附装置能够有效的对巷道内的大量瓦斯进行吸附，对区域大或小的环境均可以吸附，能够防止瓦斯爆炸，而且存储装置内回收的瓦斯还可以进行再利用。

摘要： 本实用新型公开了一种煤矿瓦斯防治用瓦斯吸附装置，包括水箱底座，所述水箱底座的顶部固定连接有吸附箱，所述吸附箱的内侧固定连接有两个分隔板，所述吸附箱的内底壁固定连接有连接漏斗，所述连接漏斗的底部固定连接有连通管，所述水箱底座的右侧固定连接有进水管，所述吸附箱的内顶壁固定连接有吸附机，所述吸附机的出口处固定连接有进气管，所述水箱底座的内底壁固定连接有微型水泵。该煤矿瓦斯防治用瓦斯吸附装置，整体结构简单，方便使用，实现了吸附装置净化效果好的目的，可以有效的净化煤矿瓦斯中的有害物质，避免煤矿瓦斯中的有害物质飘浮在空气中，保护了人们的身体健康，提高了吸附装置的使用效率和使用效果。

摘要： 煤体吸附瓦斯气体过程的变形量‑吸附量同步测试装置，包括参考罐、煤样罐、恒温水浴箱、电阻应变片、电阻应变仪、计算机、真空泵、真空计、高压气瓶和充气连接管；参考罐和煤样罐左右并排设置在恒温水浴箱内且通过吸附连接管连通，参考罐和煤样罐内均设有自储式温压传感器，煤样罐内设有煤样；电阻应变片粘贴在煤样上且通过导线与电阻应变仪连接，电阻应变仪与计算机连接；真空泵的抽真空端通过抽气连接管与吸附连接管连接；高压气瓶通过充气连接管与参考罐连通。本实用新型能够完成不同压力梯度下的瓦斯吸附解吸过程中煤样的变形量‑吸附量的同步测试，使测得的吸附量与真实吸附量的误差减小，可得出吸附过程中瓦斯吸附量的动力学曲线。