任樓煤礦中組煤解吸動力學特性及突出預測指標研究.pdf

1、本文以任樓煤礦中組煤7＃、8＃煤層為研究對象,對井田煤層賦存及中組煤7＃、8＃煤層瓦斯賦存規(guī)律加以闡述;通過現場取樣和實驗室測定的方法,對中組煤各煤層的多元物性參數進行研究;結合實驗室常規(guī)以及外加水分條件下解吸實驗對煤樣瓦斯解吸動力學特性進行研究;通過鉆屑解吸指標實驗以及自然含水條件下指標的修正確定中組煤層突出預測指標。具體研究結論概述如下:
　　1)結合礦井地質資料收集和實驗數據分析得出任樓煤礦中組7＃、8＃煤“高瓦斯壓力,低瓦

2、斯含量”的瓦斯賦存規(guī)律。確定7煤層區(qū)域預測指標為瓦斯含量6m3/t,輔助指標為瓦斯壓力1MPa;確定8煤層區(qū)域預測指標為瓦斯含量6m3/t,輔助指標為瓦斯壓力1.35MPa。
　　2)對實驗煤樣進行多元物性參數分析表明:中組煤7＃、8＃煤平均最大鏡質組反射率R0,max在0.9247~1.01％之間,揮發(fā)分含量為35.91%~37.61%,為中等變質程度氣肥煤?？紫督Y構測試發(fā)現中組煤7＃煤、8＃煤總比表面積主要由微孔和小孔貢獻,能

3、占總比表面積的99%以上,其中又以微孔最高能達50%以上,為瓦斯吸附提供了空間。
　　3)解吸實驗結果表明,煤樣的瓦斯解吸與平衡壓力正相關,具有初始時刻瓦斯解吸量大、解吸速率衰減快等特點;對數公式Qt=Aln(t-B)能夠較好的反映中組煤的瓦斯解吸特性。對煤樣的瓦斯擴散系數研究結果表明瓦斯擴散系數與平衡壓力呈明顯線性相關,8＃煤層煤樣瓦斯擴散性能強于7＃煤層,說明擴散系數隨著小孔孔徑的增加呈遞增趨勢,小孔發(fā)育越好,越有利于甲烷氣體

4、在煤層中的擴散。
　　4)外加水分條件下中組煤7、8煤煤樣解吸實驗結果表明隨著外加水分的增加卸壓后煤的瓦斯解吸量、鉆屑瓦斯解吸指標逐漸減小。對外加水分條件下擴散系數的研究發(fā)現隨著外加水分增加,擴散系數D總體上呈現出逐漸減小的趨勢,當外加水分相近時,7＃煤與8＃煤的擴散系數整體呈現出隨著壓力的升高而增大的趨勢。
　　5)任樓煤礦7煤和8煤兩個煤層鉆屑解吸指標實驗結果表明鉆屑解吸指標△h2的敏感性要高于K1值,根據任樓煤礦中組煤