三轴加载煤样声波速度与孔隙率关系试验研究

煤的孔隙率是表征储层瓦斯富集程度的重要指标,对于评价矿区煤层气资源至关重要,为提高煤层气的开采和利用,且为更好地研究煤储层的孔隙率,以焦作古汉山矿原煤作标准煤样,将煤样加工为平行于面割理、垂直于面割理和垂直于层理3个方向的煤样,采用自制的煤储层压裂模拟及物性特征试验装置系统,在常温条件下,对每组煤样同步进行超声波特征和应力-应变测试试验,将所测得的声波速度、孔隙率和轴压关系进行两两拟合,并对其结果进行了分析探论。研究结果表明:在保持围压不变的情况下,煤样的孔隙率随轴压的增大呈线性趋势减小,并且不同方向的孔隙率压力影响系数表现出明显的各向异性;煤样声波速度随轴压的增大呈线性趋势增大,且煤岩的超声波速具有明显的层理效应,较孔隙率而言,压力对声波速度的影响更显著;随着加载过程中轴压的增大,煤样的声波速度与孔隙率满足良好的线性关系,为利用声波波速预测煤层的孔隙率提供了理论依据。     

粉煤颗粒粒径对煤质分析特性的影响

经筛分得到不同粒径煤样,并通过5E-MAG6600型全自动工业分析仪对不同粒径煤样进行煤质特性分析。结果表明:3种煤级煤样挥发分含量最大值均在3~6 mm粒径段,各煤样挥发分含量随粒径变化规律为长焰煤和焦煤挥发分变化存在"平缓区",焦煤"平缓区"较长焰煤有右移趋势,而无烟煤基本不存在"平缓区",无烟煤挥发分随粒径的增大先减小后增大。     

瓦斯菌群改性煤样工业分析试验研究

通过从泔水区土壤采集样品培养出甲烷氧化菌混合菌群,并利用所培养出来的菌液对含瓦斯的3种不同的煤样进行改性。将瓦斯菌改性煤样进行工业分析试验,分析试验结果发现:对比原煤样、培养液对比煤样,菌液改性煤样的挥发分有所增加;低灰分煤样降低效果有限,但对高灰分含量的煤样,瓦斯菌改性后其灰分有明显降低。研究结果表明,瓦斯菌对含瓦斯煤进行改性从一定程度上能提高煤的热值,起到增效作用。     

基于二分法的松散煤体导热系数研究

基于实验室测试,在考虑比热容与环境温度关系的基础上,通过有限元数值模拟,采用二分法对松散煤体在不同环境温度下的导热系数进行研究。研究结果表明:在已知煤样挥发分的条件下,煤样的比热容与环境温度呈线性关系。根据煤样的热传导模型,通过二分法选取热传导系数,将数值模拟煤样温度随时间的变化规律与实测结果进行对比分析,逐步逼近确定煤样在不同环境温度时的导热系数。煤样导热系数随环境温度升高而线性增大。     

煤体灰分与挥发分对煤吸附甲烷性能的影响实验研究

为研究煤体灰分、挥发分对煤吸附甲烷性能的影响,运用高容量吸附装置测定同一煤矿不同灰分、挥发分煤样的等温吸附曲线和吸附常数a、b值,并运用SPSS多元线性回归软件进行分析。实验结果表明:不同灰分、挥发分煤样的等温吸附曲线符合Langmuir方程,且二者对于煤吸附甲烷性能均有一定的影响。煤灰分不变时,吸附常数a值随挥发分的增大而线性递增,吸附常数b值随挥发分的增大而线性递减;煤挥发分不变时,a值随灰分的增大而线性递增,b值随灰分的增大而线性递减。研究结果为准确测定煤层瓦斯含量、瓦斯压力等参数提供了一定的理论依据。     

煤与焦炭同炉测定挥发分的相互影响分析

对不同煤阶的煤样之间、煤与焦炭之间挥发分同炉测定与单独测定时的差异进行研究,并分析差异产生的原因。研究结果表明,焦炭的挥发分测定结果会受到同炉中煤样的影响,同炉测定焦炭和烟煤的挥发分时,焦炭的测定结果会随着同炉中烟煤的样品数量呈现规律性的变化。在挥发分测定过程中,不同挥发分值的样品建议采取单独测定以获得准确的测定结果。     

中煤阶煤声波速度对孔隙度的响应

以西山煤田古交矿区中煤阶煤为例,研究了中煤阶煤加载过程中煤样孔隙度和声波速度的变化及其相互关系。研究结果表明:随着加载过程中围压的增大,煤样的孔隙度以指数形式减小,并且不同方向孔隙度对围压变化的敏感程度不同;煤样声波速度随围压增大表现出非线性增大趋势,且煤样具有波速各向异性;在前人研究的基础上,利用孔隙度及波速与围压的关系式,通过围压建立波速与孔隙度的关系,提供了1种适用于古交矿区利用波速数据近似预测煤储层孔隙度的方法。     

SDS溶液改变无烟煤润湿性与冲击产尘粒径分布的实验研究

为了提高无烟煤层注水效果,采用不同浓度的十二烷基硫酸钠(SDS)溶液对无烟煤样进行了浸泡改性,并对浸泡改性前后煤样的表面基团、煤/水动态接触角、自然吸水率以及冲击产尘粒径分布规律进行了测试和分析。结果表明:SDS溶液浸泡改性使无烟煤样润湿性增强,煤/水动态接触角随SDS溶液浓度的增加呈指数规律降低;改性煤样的自然吸水率随着SDS溶液浓度的增加呈指数规律增加。自然煤样和改性煤样在饱水状态下的冲击破碎产尘粒径-质量分布具有分形特征,煤样的自然饱水率越高,受冲击产尘粒径-质量分布的分形维数越小;随着SDS溶液浓度的增大,其改性煤样的冲击产尘粒径-质量分布分形维数减小,即产生的微细粉尘总量减少。     

煤自燃的绝热氧化实验研究

介绍了煤低温氧化的绝热实验系统及过程,对4种不同煤样进行了绝热氧化测试,得到煤样温度随时间变化的数据,并据此判断四种煤样自燃倾向性的大小顺序。 33**     

甲烷氧化菌对煤样工业特性的影响试验研究

为了研究甲烷氧化菌对煤样工业性质的影响,制备了不同浓度瓦斯菌液改性煤样及对比煤样,对煤样进行工业分析。利用土壤培育出甲烷氧化菌,并配制浓度分别为100%、75%、50%的菌液,倒入相同粒度和质量的煤样中,浸泡一定时间后自然风干;利用工业分析仪分析不同瓦斯菌液浓度改性煤样的工业性质,对比甲烷氧化菌作用前后煤样的挥发分、灰分、固定碳含量得到:不同浓度的菌液处理过的改性煤样,其挥发分含量均有所增加、固定碳含量均有一定程度的减少;对于GY组菌液,随着菌液浓度的升高,改性煤样挥发分的增加量以及固定碳的减少量先增加后减少。