煤炭科学技术

作者：刘纪坤, 任棒, 王翠霞,

关键词：中低阶煤, 解吸模型, 孔隙结构, 中低变质程度煤, 瓦斯解吸量, 压汞法,

煤的孔隙结构是影响瓦斯储存和运移的重要因素。为了进一步研究中低变质程度煤瓦斯解吸特性，选取6组阜康矿区煤样进行压汞试验和瓦斯解吸试验。通过绘制进退汞曲线、统计各孔径段孔隙结构特征以及绘制瓦斯解吸曲线，着重分析了煤的孔隙形态、孔容、孔比表面积和体积分形维数及其对瓦斯解吸量及解吸速率的影响。结果表明：试验煤样均存在不同比例的开放孔，大孔主要以开放孔为主，中孔和小孔主要以半封闭孔为主，微孔主要以封闭孔为主；煤样孔容以微孔和大孔贡献为主，比表面积以微孔贡献为主。通过绘制瓦斯解吸曲线和解吸速率散点图，发现瓦斯解吸量随解吸时间先快速增加后趋于稳定值，进而拟合发现，中低阶煤瓦斯解吸曲线可采用1/Q=m/t0.75+n表示，拟合度在0.995以上，其中参数m为与瓦斯解吸速率相关的参数，参数n为解吸体积常数，系数0.75可能与煤变质程度有关，后期可对不同变质程度的煤样解吸曲线进行分析，解吸速率随解吸时间呈指数式递减。将不同孔径段孔隙结构特征与解吸特性参数拟合发现，在瓦斯解吸初期，大孔中的瓦斯优先被解吸，随着孔径的减小，优先率逐渐降低。中大孔分形维数介于2.879 1~2.991 5，分形特征明显，解吸初速度与分形维数呈明显正相关关系，n与分形维数关系不明显。

来源：2022年第12期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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