微观孔隙结构和煤的成分对煤样电阻率的影响

研究孔隙结构和煤的成分对电阻率的影响,可为电法勘探在煤矿井下实际工程中的应用提供一定的理论基础。为此,本文选取了6组煤样,进行低温液氮(LT-LN2A)、FE-SEM扫描电镜和电阻率测量实验,结合煤岩导电机理研究煤岩微观孔隙结构和煤的成分对电阻率的影响。结果表明:煤岩孔隙结构对电阻率的影响为多变量因素制约,即呈多元函数关系。煤样的挥发分大小与孔隙率、比表面积分别呈U型变化规律,中等变质煤的孔隙率和比表面积最低,煤质程度对孔隙率的影响大于比表面积。煤样的电阻率随其挥发分的增加而增大,随变质程度的升高而减小,其与孔隙率也呈U型变化关系;微小孔对电阻率的影响大于大中孔,且微、小孔占比高的煤,电阻率较低;大、中孔占比高的煤,由于裂纹和裂隙的出现,电阻率较高;再者,煤样矿物元素种类及含量与其离子导电作用呈正相关,而与电阻率大小呈负相关。     

九里山矿马坊泉断层对煤与瓦斯突出的影响

为了研究断层构造对煤与瓦斯突出的影响,以九里山矿马坊泉断层为例,选取了距离断层不同位置的6个煤样进行了瓦斯含量、瓦斯压力的现场测定及工业分析、吸附常数、瓦斯放散初速度、真密度、视密度、坚固性系数的实验室测定。结果显示,随着与断层的靠近,6个煤样的变质程度和水分逐渐降低,而灰分却先急剧升高后逐渐降低,此外,断层构造导致煤样坚固性系数的变化无规律且幅度大;6个煤样的真密度和视密度均是先急剧增加后逐渐减小,且与灰分表现出明显的正相关,同时孔隙率也表现出了相同的规律;断层构造附近瓦斯压力和含量并不太大且无规律性,但朗格缪尔体积和瓦斯放散初速度却比较大,也无规律性。结果表明,马坊泉断层是一个开放性断层,释放了煤层瓦斯,但是断层构造改变了煤体成分,造成了部分煤体强度降低以及地应力非均匀分布,总体上增加了区域煤与瓦斯突出的危险性。     

煤质特征对煤岩表面润湿性的影响研究

在煤层气的产出过程中,煤岩的润湿性控制着孔隙中气、水的分布,决定着岩石孔道中毛管力的大小和方向,影响煤层微粒的运移。通过测试煤岩的煤质特征和煤岩表面的润湿性,分析了煤岩的灰分、挥发分、水分、固定碳含量对煤岩表面润湿性的影响规律。研究认为:随着煤的灰分、固定碳含量的增加,接触角减小,煤岩中水分含量越大,煤岩表面越容易被润湿,而挥发分对煤岩的润湿性影响较小。     

原生结构煤与共生的构造煤物性差异

为了研究原生结构煤及与其共生的构造煤之间的物性差异,对沁水盆地某矿的3#煤层的3个分层分别进行了孔隙率、孔径分布、比表面积及吸附常数测定。结果表明:随着煤破坏程度增加,煤的真、视密度和孔隙率变大,挥发分减少,变质程度加深;构造作用对煤的渗透容积影响较大,对吸附容积影响较小;煤比表面积以吸附孔占绝对优势,受构造作用影响较小;随着煤破坏程度加深,吸附常数a、b值增加。     

煤的工业分析参数对多煤阶煤岩吸附性能的影响研究

为探究煤的工业分析参数对多煤阶煤岩吸附性能影响,选取252组不同煤阶煤岩样品,开展工业分析和等温吸附实验。结果表明:高煤阶煤岩兰氏常数对工业分析参数敏感程度大于中煤阶,低煤阶敏感性最低。高煤阶煤岩兰氏常数随着挥发分产率增加而减小,随着水分增加而增加,兰氏体积随着固定碳增加而增加;中煤阶煤岩兰氏体积随着水分增加而减小,随着固定碳增加而增加,兰氏压力随着水分和挥发分产率增加而增加。该研究结果可以为多区域预测煤层气含量、评价煤储层等提供重要数据支持。     

煤质特征对煤岩表面润湿性的影响研究

在煤层气的产出过程中,煤岩的润湿性对煤岩孔隙中气和水的分布有较大的影响:控制着煤岩裂隙中毛管力的大小和方向,同时对煤岩微粒的运移有一定的作用。通过测试煤岩的煤质特征和煤岩表面的润湿性,分析了煤岩的灰分、挥发分、水分、固定碳含量对煤岩表面润湿性的影响规律。研究认为:随着煤的灰分、固定碳含量的增加,接触角减小,煤岩中水分含量越大,煤岩表面越容易被润湿,而挥发分对煤岩的润湿性影响较小。     

煤自燃影响因素权重的灰色关联度分析

基于灰色关联理论,建立了斜率关联度改进模型,以70℃作为煤自燃实验过程高低温段的分界点,定量研究了不同煤种自燃实验高温段和低温段各影响因素与煤耗氧速率之间的关联度,并以此作为衡量各因素对煤自燃影响的指标。结果表明:在高温段,挥发分和孔隙率是煤自燃最主要的影响因素;在低温段,氧浓度的影响最大,水分和灰分的影响最小。     

褐煤动力配煤研究与分析

将褐煤掺配入烟煤中,研究了其主要煤质指标变化规律,分析了预测配煤煤质的影响因素.研究结果表明,在进行褐煤动力配煤时,由于水分因易受环境影响而不具有加和性,所以对预测配煤性质(水分、可磨性等)的影响尤其明显,但灰分、挥发分、全硫和高位发热量在干燥基基准下表现出了较好的线性加和性.通过热重分析,研究了动力配煤燃烧性能变化规律.试验结果表明,中等挥发分的烟煤掺配入一定量的高挥发分褐煤,能明显降低着火温度和燃尽温度.     

残存瓦斯含量影响因素分析

为了考察常态下煤充分解吸后的残存瓦斯含量的大小,需要对残存瓦斯含量因素进行分析。通过分析新安矿残存瓦斯量与水分、灰分、挥发分、粒度等因素之间的关系,得出了残存瓦斯量与灰分、挥发分等因素的线性关系,结果表明灰分是影响新安矿残存瓦斯含量的主要因素,新安矿煤的残存瓦斯量为2.5～3.5 m3/t。     

基于多元线性回归的瓦斯放散初速度影响因素试验研究北大核心

煤的瓦斯放散初速度指标△p在判定煤矿是否具有突出危险性中起到重要作用。通过从全国13个省市的77个煤矿采取77个煤样,在实验室实测煤样的水分、灰分、挥发分、真密度、视密度、孔隙率、常压瓦斯吸附量、瓦斯吸附常数、煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度等11个瓦斯基础参数,利用SPSS数据分析软件,采用逐步多元线性回归法进行统计分析,得出对△p产生显著影响的因素为常压瓦斯吸附量、瓦斯吸附常数b和煤的坚固性系数,且常压瓦斯吸附量对△p的影响最为显著。试验结果表明:常压瓦斯吸附量和瓦斯吸附常数b与△p呈正相关性;煤的坚固性系数与△p呈负相关性,同时建立了多元线性回归模型,拟合相关系数为0.892。