静电场对煤样吸附瓦斯的影响研究

为研究静电场对瓦斯吸附作用的影响,运用EST802静电发生器对不同煤样分别施加0、4、8、12、16 k V的恒定电压,然后采用WY-98B吸附常数测定仪测定各煤样的瓦斯吸附量及Langmuir吸附常数a、b值。得出:在相同实验条件下,加场前后煤样瓦斯吸附量随电压升高而增加,b值相对a值变化明显,且呈增大趋势;对于不同煤阶不同破坏类型煤样受静电场影响程度上有:中高变质的烟煤大于无烟煤,软煤大于硬煤,且煤岩组分对含瓦斯煤样的电场响应程度影响较大。     

定容和定压条件下煤粒瓦斯吸附特性研究

为了比较不同条件对瓦斯吸附常数的影响,研究了5种不同煤阶的煤样在7个不同压力点下进行的瓦斯吸附试验,试验分为定容和定压动态2类瓦斯吸附试验,分别获得了定容及定压条件下的吸附平衡点数据,结合Langmuir单分子层理论求出了定容及定压条件下的吸附常数a、b值,并进一步讨论了造成a、b值差异的原因。结果表明:定容和定压2种试验条件对瓦斯饱和吸附量(a值)影响很小,但对瓦斯吸附速率(b值)影响较大,即定压条件下瓦斯吸附速率要大于定容条件下瓦斯吸附速率;进一步得出吸附常数a值随挥发分增大而减小,说明瓦斯饱和吸附量随煤阶的增高而增大。     

不同温压条件下煤瓦斯吸附特性的试验研究

为研究温度、压力对煤吸附瓦斯性能的影响,进行了不同温度下煤的瓦斯等温吸附试验。试验测试出煤样在35℃、50℃、65℃、80℃、105℃下的等温吸附线。研究表明:随着温度的升高,同一压力下煤样的吸附量减小,温度越高,吸附量减小趋势越明显;温度相同时,煤样的吸附量随着压力的增大而增大;在某一温度区间内,随着温度的升高,煤样的吸附常数a、b值线性递减。     

不同变质程度煤孔隙结构分形特征对瓦斯吸附性影响

为研究不同变质程度煤孔隙结构分形特征及其对瓦斯吸附特性的影响,通过压汞试验测试了9组不同变质程度煤样孔隙结构,利用Menger海绵模型分析了不同变质程度煤孔隙结构分形特征,结合煤样吸附常数,研究了孔隙结构分形特征对瓦斯吸附特性的影响。研究结果表明,煤孔隙在不同孔径段具有不同的分形特征,渗流孔分形维数D_1和吸附孔分形维数D_2均随变质程度的增加呈线性增大。煤孔隙分形特征对瓦斯吸附特性具有一定的影响,渗流孔分形维数D_1与吸附常数b呈良好的线性关系,与极限吸附瓦斯量a的关联性不大,表明渗流孔分形维数D_1对吸附瓦斯速率影响较大,对吸附能力影响较小;吸附孔分形维数D_2与极限吸附量a呈正相关关系,与吸附常数b关联关系不明显,说明吸附孔分形维数D_2对瓦斯吸附能力影响较大,对吸附瓦斯速率影响不明显。     

煤低压吸附瓦斯变形试验

在瓦斯抽采和煤炭开采过程中,始终伴随着煤对瓦斯的吸附和解吸,煤吸附瓦斯发生膨胀变形,解吸瓦斯发生收缩变形。利用自制的吸附解吸试验装置,测试了煤在低压吸附瓦斯过程中煤体变形规律。试验结果表明：煤样在同一瓦斯压力下的吸附变形分为快速增长、缓慢增长、平衡3个阶段;煤体吸附瓦斯膨胀变形呈各向异性,垂直层理方向和平行层理方向的变形整体变化趋势呈现一致性;在等梯度加压吸附过程中,随着吸附瓦斯压力的不断增大,煤样吸附膨胀变形梯度值逐渐呈增大趋势;一次加压吸附煤膨胀变形量小于等梯度加压吸附至相同吸附压力值时的累积变形量。     

煤中低分子化合物研究进展

新疆焦煤公司煤层瓦斯难解吸, 导致抽采难度增大。而煤中可溶有机质对瓦斯的吸附解吸有重要影响。为了研究其影响, 使用四氢呋喃对煤中的可溶有机质进行抽提, 采用低温氮吸附测试抽提前后煤的孔隙结构, 利用煤岩高压瓦斯吸附装置进行抽提前后煤样的吸附解吸实验。研究结果表明: 经过四氢呋喃抽提后, 发现所有煤样的平均孔径、孔体积和比表面积均有不同程度的增大, 认为煤中的可溶有机质被溶解, 形成了新的微孔, 同时原孔隙被扩大;4^#煤、5^#煤和6^#煤的吸附常数a分别减小了2.73%、16.09%、14.57%, 4^#煤和5^#煤吸附常数b分别增大了12.18%、2.58%, 6^#煤的吸附常数b减小了8.59%, 煤的吸附能力降低, 解吸速度增大, 可溶有机质促进了煤对瓦斯的吸附。

     

酸液改性煤样吸附性能及分形特征研究北大核心

为了探讨酸化技术在煤层增透方面的应用,开展了酸化改性煤样瓦斯吸附性能及微观机理的研究。利用不同p H值的盐酸溶液制备了褐煤和焦煤的改性煤样共10组,分别开展了改性煤样及原煤煤样的工业分析、瓦斯吸附试验和低温氮吸附试验。瓦斯吸附试验结果表明:酸液改性能改变煤样的吸附性能,当p H值等于3时,改性煤样的吸附性能降低,其它改性煤样的吸附性能较原煤有所增加。分析低温氮吸附试验结果发现:酸液对不同煤阶的煤样作用的孔段不同,褐煤以10~100 nm的小孔为主,焦煤则以2~10 nm的微孔为主,pH值等于3的改性煤样比表面积减小、大于100 nm孔容增大;利用分形理论计算得到各组煤样的分形维数,焦煤微孔与褐煤小孔和中孔分形维数与瓦斯吸附常数a呈正相关;采用合适的酸液对煤进行改性,能改变煤的吸附性能同时增加煤的透气性。     

煤体灰分与挥发分对煤吸附甲烷性能的影响实验研究

为研究煤体灰分、挥发分对煤吸附甲烷性能的影响,运用高容量吸附装置测定同一煤矿不同灰分、挥发分煤样的等温吸附曲线和吸附常数a、b值,并运用SPSS多元线性回归软件进行分析。实验结果表明:不同灰分、挥发分煤样的等温吸附曲线符合Langmuir方程,且二者对于煤吸附甲烷性能均有一定的影响。煤灰分不变时,吸附常数a值随挥发分的增大而线性递增,吸附常数b值随挥发分的增大而线性递减;煤挥发分不变时,a值随灰分的增大而线性递增,b值随灰分的增大而线性递减。研究结果为准确测定煤层瓦斯含量、瓦斯压力等参数提供了一定的理论依据。     

构造煤纳米级孔隙对瓦斯吸附能力的影响研究

为研究煤的纳米级(100 nm)孔隙对瓦斯吸附能力的影响,对3种不同煤样的原煤和构造煤孔隙结构进行研究,并建立温度-压力综合吸附模型分析煤体的吸附瓦斯能力。研究结果表明:纳米级孔隙(孔径小于100 nm)是煤对瓦斯吸附强的决定因素,纳米级孔隙微孔的比表面积是影响瓦斯吸附量的主要因素;在相同温度压力下,古汉山矿煤样瓦斯吸附量是薛湖矿煤样和平顶山矿煤样的1.3～1.8倍和1.02～1.2倍;微小孔的孔容与瓦斯吸附量呈现出明显的正相关;通过建立温度-压力模型预测瓦斯吸附量是可行的。     

余吾矿构造煤吸附动力学特性

针对构造煤瓦斯吸附动力学特性,以山西潞安余吾煤矿为工程背景,选取了4种不同破坏类型的构造煤样,进行了压汞测试和瓦斯等温吸附实验,获得了煤体孔隙分布特征和瓦斯吸附动力学曲线,并分析了吸附压力、吸附量及吸附速率随时间的变化规律。研究结果表明:吸附压力随吸附时长的增加而不断降低,在吸附开始的前20 min内压力急剧降低,降幅高达60%以上;随吸附时长的增加,各煤样瓦斯吸附量经历了先急剧增大再缓慢增加最后达到平衡的非线性变化过程;吸附速率曲线表明,随煤体破坏程度的增加,瓦斯吸附速率逐渐增大,吸附性增强。不同破坏类型构造煤孔隙分布差异显著,进而影响瓦斯吸附动力学特性,在煤矿瓦斯治理和煤层气开发中应予以考虑。     

捕收剂在煤表面等温吸附的数学模拟

利用染料-捕收剂络合物形成法测定捕收剂在煤表面的吸附量,验证了利用界面化学二阶 段吸附理论所建立的捕收剂在煤表面等温吸附的数学模型,探索了捕收剂在煤表面等温吸附的普 遍规律。     

温度对煤吸附性能的影响

为了研究温度对煤体吸附甲烷性能的影响,采用WY-98B型吸附常数测定仪,选取了含气量较高矿井的3种煤样,进行了不同温度下吸附甲烷的等温线测试,并据此拟合出了温度与Langmuir吸附常数a的曲线方程.利用计算煤表面能的方法,推导出了温度与Langmuir吸附常数b的关系.实验及计算结果表明：随着吸附温度的升高,煤体吸附甲烷量变小,压力越大这种变化趋势越大;Langmuir常数a随温度的增大而减小,吸附量越大的煤样,其吸附常数a随温度变化的剧烈程度越大;Langmuir常数b与温度的关系依赖于吸附温度T、吸附平衡时的压强p_t以及煤自身物理性能所决定的常数k;在一定温度范围内,温度对吸附常数的影响可以用具体的函数关系式表示.     

十二烷基硫酸钠复合胶束液对甲烷的吸收作用及其吸收机理

以甲烷作为瓦斯的模型气体,设计出一种由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配而成的复合胶束液瓦斯吸收剂。将阴离子表面活性剂SDS分别与非离子表面活性剂TX-100、TW80、OP-7、EL-20、BS-12按不同比例配置成一定浓度的复合胶束水溶液,利用气相色谱仪测定其对甲烷的吸收效果,并进行定量比较,结果发现SDS与BS-12按1∶25配置成的复合胶束液在所有试样中吸收效果最好。通过激光粒度分析仪分析复合胶束液的胶束粒径及聚集状况,对不同胶束液对甲烷吸收效果的差异进行分析,结果表明,复合胶束液对甲烷的吸收效果与胶束核内微区的空间大小有关,吸收效果较好的胶束液具有较大的胶束粒径。     

锆基柱撑蒙脱石净化红色染料废水的实验研究

用铝基柱撑蒙脱石、锆基柱撑蒙脱石和蒙脱石三种材料对人工配制的红色废水进行静态吸附实验,结果显示锆基柱撑蒙脱石的吸附效果好于铝基柱撑蒙脱石和蒙脱石。锆基柱撑蒙脱石对红色染液的脱色程度与材料的投放量、初始浓度之pH值、吸附时间和染液初始浓度等有关。pH值是影响吸附的主要因素。当染液的起始pH值等于3.5时,锆基柱撑蒙脱石对红色有机染液的脱色率达到99%以上,对红色有机染料的最大吸附量为0.93 mg/g。     

温度及含水率对切削原煤吸附瓦斯特性的影响

为了测定温度、含水率对切削原煤吸附特性的影响,针对之前煤对瓦斯吸附性研究的不足,采用屯兰矿的焦煤、屯留矿的贫煤并经煤岩钻样机切削加工成100 mm×150 mm的圆柱形块状原煤,根据实验结果及相关理论采用Langmuir单分子层吸附模型进行结果分析。实验从等温条件下测定两种煤的吸附常数入手,之后调节至不同的温度和不同的含水率,测得吸附常数 a、 b 分别随温度、含水率变化的关系式。结果表明：温度对吸附性的影响只取决于吸附常数 a 的变化,而含水率与 b 有关;在实验所研究的温度梯度内,得到吸附常数 a 随温度的变化呈线性衰减的趋势;在干燥到饱和含水的范围内,得出吸附常数 b 随含水率的变化呈指数衰减的趋势,并说明切削原煤的含水吸附性质与粉煤粒煤是存在差异的。     

预裂爆破减震机理及效果分析

本文将爆炸应力波以预裂缝高度将其分成上部应力波和底部应力波，分别应用节理刚度模型和应力波理论解释了预裂缝对其减弱和阻隔作用，从理论上说明了预裂爆破的减震机理，并进一步讨论了预裂缝宽度的影响和减震效果分析。     

红辉沸石吸附性能及其在肥料中应用

以不同粒度改型红辉沸石作为复合化肥的添加剂，探讨了其对肥料中有益组分钾元素的吸附行为。结果显示，改型红辉沸石的添加量为10％、粒度为74μm时，能较好地吸附和实现固定钾，使钾缓慢释放，延长肥料的肥效，同时肥料不结块，可提高成球率，降低成本，有利于贮藏，改善土壤环境。     

添加剂对凹凸棒石黏土吸湿性能的影响

通过加入一种添加剂CaCl2,显著改善了凹凸棒石黏土的吸湿性能,并对添加剂加入后凹凸棒石黏土的吸湿机理进行了一定的探讨。实验表明,当CaCl2加入量达15%时,其在不同湿度下的吸湿量均高于常用干燥剂硅胶,且添加剂无毒、无污染,价格便宜,可作为生产凹凸棒石黏土干燥剂的添加剂使用。     

低温氮吸附法和高压吸附甲烷法研究煤的吸附能力

选取几组不同变质程度的煤样(无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、褐煤),在液氮温度下,通过测试煤样在气体饱和蒸气压力范围内对N2的吸附过程及吸附量,绘制低温氮吸附下的Langmuir吸附曲线综合图;同时,对煤样进行高压等温吸附甲烷试验。结果表明,这几组不同变质程度煤低温氮吸附的能力依次为:无烟煤>肥煤>瘦煤>褐煤>贫煤>焦煤,高压吸附甲烷的能力为:贫煤>无烟煤>褐煤>肥煤>瘦煤>焦煤。经过比较分析,在高压条件下,二者的吸附量是有差别的。     

CL-N235萃淋树脂富集分离金的性能与机理研究

用原子吸收法研究了在盐酸介质中N235萃淋树脂吸附金的过程。结果表明,树脂对金的吸附性能很好,金的吸附量达860mg/g干树脂,饱和树脂与金摩尔比为1.08,树脂吸附选择性好,共存金属除铋外吸附率都很低,因此可用来从大量贱金属中吸附富集金。吸附焓变化为17.56 kJ/mol.K,红外与拉曼光谱研究表明,树脂吸附金的形态为AuCl4-。