無煙煤瓦斯解吸的塊度效應(yīng)及其電化學(xué)作用效果研究.pdf

1、我國在煤層氣開采領(lǐng)域還處于起步階段，各項(xiàng)技術(shù)還不夠成熟，尤其是我國煤田地質(zhì)特殊的“三低一高”特征所引起煤層低解吸、低滲透等問題，一直是制約煤層氣開采的重點(diǎn)問題。因此，提高瓦斯在煤層中的解吸率和滲透率，改進(jìn)抽采技術(shù)，成為我國煤層氣開采的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文首先詳細(xì)地分析了國內(nèi)外對煤瓦斯解吸特性和電化學(xué)對煤作用的研究現(xiàn)狀，提出了一種非力學(xué)作用煤體提高煤層瓦斯解吸的方法，即電化學(xué)強(qiáng)化煤層瓦斯解吸的基本研究思想和理論，并進(jìn)行了以下主要的研究工作:

2、r>　　 1、在自主研制塊煤瓦斯吸附解吸裝置上對0.8mm～1mm、8mm～10mm、20mm～25mm、40mm～45mm、70mm～75mm和135mm～140mm六種塊度的無煙煤進(jìn)行了不同瓦斯吸附平衡壓力下的等溫氣體解吸試驗(yàn)。
　　 2、在自主研制的塊煤電化學(xué)作用裝置上對上述六種塊度的無煙煤進(jìn)行了電化學(xué)改性試驗(yàn)。
　　 3、通過對六種塊度自然無煙煤瓦斯的解吸數(shù)據(jù)分析，得出隨著無煙煤的塊度增大，解吸速率及解吸率逐漸

3、減小、解吸平衡時間逐漸延長;隨著瓦斯吸附壓力的增加，煤瓦斯解吸的能力逐漸增強(qiáng)，但解吸的增加率逐漸減小。
　　 4、通過對六種塊度電化學(xué)改性無煙煤瓦斯的解吸數(shù)據(jù)分析，得出電化學(xué)作用后塊度為0.8mm～1mm的無煙煤解吸速率大于其他五類塊度煤樣解吸速率，而隨塊度的增大煤樣解吸速率逐漸降低但差別不明顯;電化學(xué)作用后無煙煤瓦斯解吸特性仍與瓦斯吸附壓力有關(guān):隨著瓦斯吸附壓力的增加，煤瓦斯解吸的能力逐漸增強(qiáng)，但瓦斯吸附壓力為2MPa和3MP

4、a下，解吸效果變化不明顯。
　　 5、通過對六種塊度電化學(xué)改性前后無煙煤瓦斯的解吸數(shù)據(jù)分析，得出塊度為0.8mm～1mm的無煙煤經(jīng)電化學(xué)作用后解吸速率變化不明顯，而其他塊度煤樣電化學(xué)作用后解吸速率均有所提高并且塊度越大解吸速率增加越明顯;塊度為0.8mm～1mm的無煙煤經(jīng)電化學(xué)作用后解吸率明顯降低，其余五種塊度無煙煤樣經(jīng)電化學(xué)作用后解吸率均有所提高。
　　 6、通過對0.8mm～1mm和8mm～10mm兩種塊度自然無煙煤

5、的壓汞數(shù)據(jù)分析，得出塊度為8mm～10mm煤樣的中孔及大孔所占比例比0.8mm～1mm塊度煤樣的明顯增多，說明大塊度的煤樣中微孔及小孔所占比例下降;0.8mm～1mm和8mm～10mm兩種塊度無煙煤樣的比表面積分別為1.330m2/g和6.415m2/g，說明大塊度煤樣的比表面積大大增加。分析認(rèn)為:無煙煤瓦斯解吸速率可能由煤樣中中孔及大孔的數(shù)量決定;而無煙煤的比表面積則決定了其瓦斯解吸率的大小。
　　 7、通過對原無煙煤樣、0.