煤吸附-解吸瓦斯的低頻振動(dòng)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、煤層瓦斯吸附/解吸特性除了與煤體的孔隙性、煤質(zhì)等煤體本身性質(zhì)有關(guān)外，還受到地電場(chǎng)、地應(yīng)力、地溫以及人為采掘活動(dòng)等多種因素影響。研究不同因素影響下，煤體的瓦斯吸附/解吸特性，對(duì)于認(rèn)識(shí)煤層瓦斯的運(yùn)移、瓦斯突出機(jī)理以及煤層氣開(kāi)采等都具有十分重要的意義。
　　 國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者關(guān)于地電場(chǎng)、地應(yīng)力、電磁波等對(duì)煤層瓦斯吸附/解吸的影響規(guī)律做了大量的試驗(yàn)研究。目前對(duì)低頻振動(dòng)作用下煤層瓦斯的吸附/解吸規(guī)律研究還較少。
　　 然而煤炭采掘過(guò)

2、程中發(fā)生的煤與瓦斯突出事故大多與地震、鉆探等動(dòng)態(tài)低頻擾動(dòng)載荷有關(guān)。為研究低頻擾動(dòng)載荷對(duì)煤體吸附/解吸瓦斯的影響，利用自主研發(fā)的瓦斯吸附/解吸激振及測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)煤樣在低頻振動(dòng)作用下的吸附/解吸特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，吸附試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著頻率升高，擴(kuò)散系數(shù)變小，瓦斯吸附量減少，但Qd、Q基本相同。施加振動(dòng)后的某段時(shí)間內(nèi)，頻率低于某臨界值時(shí)，振動(dòng)促進(jìn)瓦斯吸附；頻率超越這一臨界值時(shí)，振動(dòng)阻礙瓦斯吸附；解吸試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著頻率降低，解吸量和解吸速度

3、增大，衰減速度越快；煤樣瓦斯的解吸強(qiáng)度、衰減系數(shù)隨時(shí)間變化逐漸減小，振動(dòng)阻礙了瓦斯的解吸。運(yùn)用瓦斯吸附/解吸規(guī)律及振動(dòng)理論的相關(guān)知識(shí)分析試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為吸附試驗(yàn)中，低頻擾動(dòng)使煤體溫度升高，煤樣內(nèi)部分子吸附勢(shì)壘加深，分子間的作用勢(shì)變大，加劇了煤基質(zhì)外表面形成瓦斯氣體氣膜破裂以及增加了煤樣內(nèi)部的吸附位，這四種因素共同作用下導(dǎo)致不同頻率對(duì)煤樣產(chǎn)生的影響不同；發(fā)現(xiàn)解吸試驗(yàn)中，低頻擾動(dòng)使煤樣的孔隙性減弱，增大了分子的平均自由程，導(dǎo)致分子在煤樣中擴(kuò)散