注水抑制瓦斯解吸微觀機理及實驗研究.pdf

1、以往關(guān)于水分對瓦斯解吸規(guī)律影響的研究多集中于常壓水，不能很好地模擬煤層注水條件，而且多集中于對注水宏觀現(xiàn)象的描述，對注水影響煤體解吸瓦斯的微觀機理沒有進行深入研究，為此，本文采用自主研發(fā)的高壓注水煤層氣恒溫解吸試驗臺，研究高壓注水對煤樣瓦斯解吸特性的影響以及微觀影響機理。通過煤層注水防治瓦斯、煤層瓦斯吸附解吸規(guī)律以及水分對瓦斯吸附解吸特性影響的理論分析。
　　首先對實驗設(shè)備的組成和作用進行了介紹，并對高、中、低三種不同變質(zhì)程度煤樣

2、的基礎(chǔ)參數(shù)進行了測定，并選取了五種表面活性劑進行了不同比例的表面活性劑溶液的復(fù)配，通過對復(fù)配溶液的接觸角和表面張力進行測定，選取出一種潤濕效果最佳的表面活性劑溶液待用，然后分別進行了相同注水壓力不同吸附平衡壓力條件下、相同吸附平衡壓力不同注水壓力條件下、注純水和注添加表面活性劑溶液條件下以及不同變質(zhì)程度煤樣相同注水條件下煤樣瓦斯解吸對比試驗，通過對不同加壓注水條件下瓦斯累計解吸量和解吸速度等結(jié)果進行分析了各種壓力水實驗條件對瓦斯解吸規(guī)律

3、的影響。
　　然后對上述實驗得到的數(shù)據(jù)通過以往大量研究得出的七種解吸經(jīng)驗公式進行擬合分析，并將經(jīng)驗公式的計算值和實測數(shù)據(jù)進行誤差對比分析，得出烏斯季諾夫式是描述高壓注水影響瓦斯解吸規(guī)律的最佳擬合公式。
　　借助壓汞實驗和掃描電鏡分別對干燥狀態(tài)下和不同加壓注水條件下煤樣的孔隙特性參數(shù)進行測定并觀察煤樣的微觀孔隙特征，結(jié)合宏觀實驗現(xiàn)象并通過對比分析得出了不同加壓注水條件對煤樣瓦斯解吸規(guī)律的影響機制;另外，結(jié)合孔隙尺度等微觀角度理