超临界CO_2作用下煤的孔隙结构变化规律试验研究

为了研究不同超临界条件下煤体孔隙结构的变化规律,采用控制变量法,改变超临界条件下的温度、气体压力、处理时间,探讨超临界CO_2对煤体孔隙结构的影响。结果表明:超临界CO_2作用前后煤体渗透率受处理时间的影响很大,随着处理时间的增加,渗透率先降低后逐渐增大,约10 h后趋于稳定,超临界条件下单一改变压力或者温度对煤样渗透率的影响不大;超临界CO_2作用对煤体的微观孔隙结构产生了损伤,孔隙度明显提升,提高百分比为96%,大孔和中孔所占比例提高,超临界CO_2作用对孔起到了一定的疏孔扩孔的作用,从而有利于瓦斯的抽采。     

基于层理和煤阶影响的煤体固有频率特征研究

为探明振动波激励煤体共振增渗技术的优势频率,采用自主搭建的煤体固有频率测试试验系统,依据敲击法测试原理对高、中、低3种不同煤阶的正方体干燥煤样进行三维面固有频率测试和分析。结果表明：汉宁窗较适合煤体振动信号FFT分析,可以准确识别频谱峰值所对应的频率,从而直接得出煤体的固有频率;力锤敲击力度只影响振动信号加速度幅值大小,对煤体固有频率变化无影响;同一煤样平行于层理面的固有频率大于垂直于层理面的,且垂直于层理两个面的固有频率略有差异;受煤基质、矿物质含量等因素影响,高、中、低3种不同煤阶煤样的力学性质不同,这是造成不同煤阶煤体固有频率差异性的主要原因。研究结果可为振动波激励煤体共振增渗技术应用提供理论依据。     

液氮冷浸作用下煤岩细观损伤特性研究

为了研究液氮冷浸作用下煤岩内部孔裂隙结构的变化规律,开展液氮冷浸前后煤岩的CT扫描试验,对比分析液氮冷浸作用对煤岩内部微观结构的影响,结果表明:液氮冷浸作用对煤岩内部结构造成了损伤,损伤程度和形式受含水量影响;液氮冷浸后,干燥和水饱和煤样的最大原生裂隙体积增幅分别为340.8%,326.3%;对于水饱和煤样,表现出收缩-冻胀的应力作用,除裂隙体积增加外,同时产生6.78 mm²的新裂隙,利用MATLAB计算,其分形维数增加了0.54%,新增裂隙覆盖范围广,横向裂隙与纵向裂隙相互贯穿,更有利于瓦斯流动。研究结果可为煤岩液氮增渗提供指导。