煤样瓦斯解吸的机械能效应实验研究

以煤样瓦斯解吸过程作为研究对象,运用能量守恒的研究方法,设计出一套测量煤样瓦斯解吸过程中的机械能效应的设备。实验采用阳泉煤业集团的3种煤样,得出不同煤样的解吸机械能效应是不同的,且突出煤样的机械能效应大于非突出煤样的机械能效应的结论。     

煤样渗透特性及渗流稳定性的实验研究

为了验证煤样中渗流是否可能发生失稳,利用瞬态法对母体来自淮北矿区的4块煤样进行了破坏过程中渗透特性测试,计算出煤样在不同应变下的渗透率、非Darcv流β因子、加速度系数和渗流稳定性指数,并分析了各煤样渗透特性的变化规律。研究表明：①在煤样破坏过程中,渗透特性随着应变的增大而发生变化,非Darcv流β因子和加速度系数趋势相同。渗透率与渗流稳定性指数的变化趋势近似相同。②由于围压的作用,煤样的渗透特性变化不很显著。③非Darcy流β因子、加速度系数很少出现负值,渗流稳定性指数出现负值的概率更小。试验中未出现渗流失稳现象。但是．由于煤样的渗透特性与煤层的渗透特性存在几个量级的差异。不能断言煤层中渗流不会失稳。     

应力场、温度场瓦斯渗流特性实验研究

本文采用自制的渗流实验装置，进行了应力场和温度场作用下瓦斯的渗流特性实验研究，通过实验得出：轴向压力对煤样渗透的影响比围压要小；温度增加煤样的渗透率增加；渗透率与轴向有效应力、有效围压、平均有效应力成负指数关系；通过实验得到了渗透率与应力、温度的表达式。根据达西定律推导出了在地应力场、温度场作用下煤层瓦斯的渗流方程，建立的渗流方程可以模拟井下瓦斯在高地应力、高温下的渗透性质。     

吸附作用下煤样瓦斯渗流的数值分析

通过建立同时考虑吸附作用和渗透率变化的数学模型,利用Ansys-Fluent软件对煤层瓦斯的流动过程进行了数值分析,计算了不同压力下瓦斯流动的密度、速度、流率及压力分布,分析了煤层瓦斯的流动规律及吸附作用的影响。研究表明:使用所建模型得到的计算结果与实验数据吻合良好;随压力增大,瓦斯密度在出口附近急剧下降;压力梯度沿轴向变化平缓,但在出口附近随压力增大而迅速增大;受吸附作用影响,质量流率沿轴向逐渐下降,下降幅度随压力增加而增大。     

含瓦斯煤Forchheimer型非达西渗流实验研究

针对目前非达西渗流在含瓦斯煤三轴应力状态下研究较少的问题,基于Forchheimer型非达西渗流理论,采用自行研制的含瓦斯煤准三轴渗流试验装置,研究了2个煤矿的贫煤煤样在不同围压、轴压条件下Forchheimer型非达西渗流特性并计算了相关参数。研究结果表明,三轴应力状态下煤样中瓦斯气体流速随瓦斯压力梯度的变化而出现明显的Forchheimer型效应。相同介质和流体下,瓦斯压力和三轴应力状态成为煤体瓦斯渗透规律的主要影响因素。不同围压、轴压条件下,瓦斯渗透速度会随瓦斯压力的增大而增大,但其渗透速度的增大速率最终会趋于恒定。相同围压下,非达西渗流因子β随轴压的增大而增大,且β越大,压力梯度与渗流速度之间的非线性关系越明显,而非达西渗透系数K值会有减小的趋势。     

温度及应力对成型煤样渗透性的影响

利用吉林华兴矿煤制成成型煤样,在ZYS-1型三轴渗透仪上对型煤试样进行渗流试验。通过试验研究了围压、轴压及温度对成型煤样的渗透率影响,结果表明：① 随着围压增加,煤样渗透率降低。② 偏应力对煤渗透率有很大影响。在围压条件下,随着偏应力(轴压)增加,煤样先发生弹性压缩,渗透率降低,当偏应力增加到一定程度,煤样破坏,伴随着剪切扩容及孔隙和裂隙空间增加,渗透率随之增加。因此,低围压下煤样的渗透率呈“V”型变化,高围压下,煤样的渗透率单调减小。③ 温度对煤中气体的流动有显著影响。温度升高,一方面瓦斯气体的动力黏度增加,另一方面煤内固体颗粒体积膨胀,减小了孔隙和裂隙空间,阻碍气体的流动。     

恒压差条件下突出型煤瓦斯渗流特征试验研究

以突出煤样制备的型煤为研究对象,利用自主研发的含瓦斯煤受载破坏试验系统,开展了不同加载速率及恒压差条件下的突出型煤瓦斯渗流的试验研究。结果表明:在围压和瓦斯压力固定的条件下,加载速率影响突出煤样的渗流特征,确定50 N/s的加载速率作为研究不同恒压差条件下突出煤渗流特征的实验加载速率;在围压与瓦斯压力差一定的前提下,随着围压、瓦斯压力的协同增大,突出煤样的瓦斯渗流速度表现出先减小后增大的趋势,而渗流速度的最大值与最小值的差值则呈先增大后减小的趋势,在围压1.5 MPa、瓦斯压力0.75 MPa时达到最大值。     

两种含瓦斯煤样的渗透性对比试验研究

为了解井下煤层受采动作用的影响时原岩应力升降过程中引起的煤体瓦斯渗透性变化规律,利用MYS-Ⅰ型煤岩样渗透率测试系统,通过改变围压和瓦斯压力的方法,对比研究了成型煤样和原煤样渗透率之间的异同。试验结果表明：成型煤样和原煤样之间的渗透率差别很大,数值上相差在一个数量级左右;在瓦斯压力固定的条件下,原煤样渗透率随围压增大而下降的速度比成型煤样要缓慢;成型煤样和原煤样渗透率随围压和瓦斯压力改变的变化趋势基本相同,在实验室用成型煤样代替原煤样用于渗透性试验是可行的,但只能研究大致的变化规律。     

煤样粒径对瓦斯放散初速度的影响

分析粒径对瓦斯放散初速度指标的影响,有助于完善放散初速度测定方法以及准确进行煤与瓦斯突出鉴定工作.在理论分析煤样粒径对瓦斯放散初速度影响的基础上,实验测定了贵州3对矿井不同粒径下瓦斯放散初速度.对比实验结果表明瓦斯放散初速度受煤样粒径大小影响较大,粒径越小瓦斯放散初速度越大.     

瓦斯压力对原煤渗透特性的影响

以松藻煤电公司渝阳煤矿8号突出煤层原煤试样为研究对象,利用实验室研制的三轴渗透仪,进行不同轴压围压条件下瓦斯压力对突出原煤渗流特性试验。试验结果表明,瓦斯渗流速度随着瓦斯压力的增加而增加,呈显著的二次多项式函数关系;随着瓦斯压力的增加,突出煤体的渗透率呈现出先减小后增大的趋势,具有明显的Klinkenberg效应;渗透率随瓦斯压力的增加呈“V”字形变化,具有明显的阶段性;随着瓦斯压力的增加,Klinkenberg系数b与绝对渗透率Kg之间呈显著的幂函数关系;瓦斯压力p与渗透率K之间呈显著的二次多项式函数关系。     

我国型煤技术现状及发展方向

介绍了型煤的技术特点和产品分类,叙述了国内外型煤发展的历程及其现状,重点阐述了国外型煤技术发展的最新动态和国内气化型煤研究所取得的一系列科研成果。针对我国目前型煤应用中的问题,进行了探讨。指出,环保型煤、生物质型煤和低变质程度烟煤气化型煤技术是我国今后型煤技术发展的重要方向。     

综放工作面瓦斯渗流规律的现场应用

综放面采空区瓦斯是工作面瓦斯涌出的重要来源之一,该文通过煤矿采空区瓦斯渗流规律的研究成果和最新进展,将其应用于某矿15101综放面瓦斯抽采上,现场实践表明,瓦斯抽采采用尾巷与回风巷结合的方式能够达到理想的抽采效果。     

利用水采煤泥生产工业型煤的研究

本文以水采煤泥为主要原料 ,采用HFX— 1型复合黏结剂制取工业型煤。实验表明 ,该方法生产的工业型煤的煤质指标和机械强度、防水性能完全满足工业锅炉的需求。     

影响型煤在工业锅炉燃烧的因素分析

通过对煤炭在工业链条锅炉中燃烧过程的研究,分析了型煤的煤质指标、型煤的粒度、添加剂及燃烧条件等因素对锅炉燃烧状态的影响,指出工业型煤生产和燃烧过程中应采取的措施。     

黏结剂组分对型煤热稳定性影响的研究

通过正交实验的方法,研究了型灯黏结剂各组分对煤热稳定性的影响,认为优化黏结剂配方是提高型煤热稳定性的有效手段,在一定范围内增加耐热性能良好的黏结剂组分有利于型煤热稳定性的提高。     

国家煤炭实物标本库体系建设与评估

依据我国煤炭资源特征、聚煤时期、煤炭成因类型、成煤环境等因素,在全国范围内收录一些具有典型性、代表性和系统性的煤炭实物标本到国家实物地质资料馆藏机构中,以进行中国煤炭实物标本库体系建设。该体系建设主要包括确定采集目标,制定采集原则和工作方案,资料入库、归档管理等几个方面内容。目前,共完成了100个煤炭矿山、26个煤岩特征系列样和11个共（伴）生矿产资源的实物标本及相关资料的整理工作,初步建成了中国煤炭实物标本库体系,它的建成集中展示了我国煤炭资源地质成果,地质科研价值意义重大。     

配入长焰煤对压块炭孔结构的调控作用

以大同烟煤为主要原料,与神木长焰煤按照质量比为100∶0、80∶20、70∶30、60∶40和50∶50进行5组试验,研究配入长焰煤对压块炭孔结构的调控作用。研究结果表明,随着配煤比例的提高,碘值和亚甲蓝值呈现先增加后减少的趋势;综合考虑活性炭产品指标及工业生产中的原料和运输成本后得出长焰煤配比30%时为最佳配比,此时活性炭碘值为1039 mg/g,亚甲蓝值为210 mg/g,强度为96.1%,活性炭孔结构表面最蓬松;随着长焰煤添加比例的增加,活性炭的比表面积和总孔容均是先减小后增加,中孔比率虽有小幅度增加,但中孔孔容绝对值反而降低;相较于以大同烟煤制得的活性炭,配入长焰煤有利于活性炭中0.640~0.694 nm范围内微孔的发育,添加长焰煤后,活性炭的2~3 nm范围内的中孔孔容有所降低。     

基于Lattice Boltzmann方法的瓦斯渗流模拟研究

为了更好地处理瓦斯渗流中的吸附-解吸问题和复杂边界条件,Lattice Boltzmann方法(LBM)被引入到瓦斯渗流模拟研究中。给出了考虑Klinkenberg效应和吸附-解吸特性的LBM瓦斯渗流方程和建模方法,得到了2种因素对渗流的影响,模拟研究获得了煤体中瓦斯压力在时间上的演化和空间上的分布规律、不同裂隙分布对瓦斯流动的影响,对比分析了抽放压力及抽放孔布置对瓦斯抽放效果的影响等,并初步探索了煤体细观结构图像处理与LBM相结合的瓦斯渗流模拟研究新思路。