环境温度对颗粒煤瓦斯解吸规律的影响实验研究

本文采用模拟测试和理论分析相结合的方法,在不同吸附平衡压力、不同解吸温度条件下对晋城成庄矿3号煤层煤样瓦斯解吸过程进行了模拟测试。研究考察了温度和平衡压力对瓦斯解吸量及解吸速度的影响;得到了在相同吸附平衡压力条件下,不同解吸温度对颗粒煤瓦斯解吸量、瓦斯解吸速度的影响规律;相同解吸温度下,不同吸附平衡压力对颗粒煤瓦斯解吸量、瓦斯解吸速度间的影响规律,最终获得不同解吸温度时瓦斯损失量的合理计算方法。 本文系统模拟了煤样在不同解吸温度环境(20℃、30℃、40℃、50℃和60℃)、不同吸附平衡压力(0.5MPa、0.74MPa、1.5MPa、2.5MPa和3MPa)条件下对相同破坏类型、同一粒度(1～3mm)煤样的瓦斯解吸过程,运用origin75数据分析软件对实验数据进行了回归分析处理,结果表明:随着解吸温度的升高,相同时间段内颗粒煤的累计解吸瓦斯量及瓦斯解吸增量ΔQ都相应增大,各个时间点处的瓦斯解吸速度也随温度的升高而增大。通过对各经验公式在相同时间段内推算得到的累计瓦斯解吸量与实验得到的累计瓦斯解吸量进行回归对比分析和计算,得出了在不同解吸温度时瓦斯解吸速度的温度影响系数,确定了巴雷尔式在初始解吸的5～15min内的误差仅为11.76～19.9%之间,相比其他经验公式误差最小,表明巴雷尔式是描述颗粒煤在不同解吸温度条件下瓦斯初始解吸阶段解吸规律的最优解吸公式。 基于温度对颗粒煤瓦斯解吸规律影响的研究结果,对比分析了温度对瓦斯损失量的影响,并建立了不同解吸温度时推算瓦斯损失量的合理公式,通过实验室及现场验证,该影响系数能够较好描述不同温度下颗粒煤的瓦斯解吸规律,提高了煤层瓦斯含量测定结果的准确性。