含瓦斯煤振動解吸特性實驗研究.pdf

1、振動不僅是提高煤層氣開采的物理場激勵措施之一，同時也是誘發(fā)煤與瓦斯突出的一個重要因素。許多學(xué)者從煤層氣開采領(lǐng)域著手，研究了聲震、電磁波和超聲波等因素對瓦解吸的影響;而在防治煤與瓦斯突出方面，目前僅個別學(xué)者研究了低頻振動（激勵）對瓦斯解吸的影響，但因研究的振動頻率不同，研究結(jié)果存在較大差異，因此有必要對振動影響含瓦斯煤解吸特性作進(jìn)一步研究。
　　為了研究含瓦斯煤的振動解吸特性，自主設(shè)計了瓦斯振動解吸實驗儀，進(jìn)行了不同振動條件、不同煤

2、樣粒徑和不同吸附平衡壓力下的含瓦斯煤振動解吸實驗。
　　實驗結(jié)果表明:振動會不同程度地增加含瓦斯煤的解吸量，且隨著振動頻率的增大，瓦斯解吸總量先減小后增大;同等振動條件下，隨著煤樣粒徑的增大，瓦斯解吸總量減小，瓦斯解吸的初始有效擴散系數(shù)增大;吸附平衡壓力增大，瓦斯解吸初速度增大，衰減系數(shù)變化不明顯。
　　通過對解吸曲線擬合發(fā)現(xiàn):解吸-擴散模型對含瓦斯煤的振動解吸曲線擬合度最高，擬合效果最好。分析指出，振動的“剝離”作用、“撕

3、裂”作用和熱效應(yīng)會對含瓦斯煤的解吸產(chǎn)生重要影響。功率一定時，振動頻率越小，振幅越大，振動的“撕裂”作用越強;振動頻率越大，振動的熱效應(yīng)越明顯。當(dāng)振動頻率從低頻向高頻增加時，振動的“撕裂”作用逐漸減弱，熱效應(yīng)逐漸加強，瓦斯解吸總量先減小后增大。煤樣粒徑越小，其有效擴散截面積越小，初始有效擴散系數(shù)越小。在對煤樣施加相同的激振力時，質(zhì)量越小的煤樣，振動時加速度越大，振動產(chǎn)生的“撕裂”作用和“剝離”作用越強，振動對瓦斯解吸的促進(jìn)作用越明顯。隨著