单轴应力–温度作用下煤中吸附瓦斯解吸特征

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1、第29卷第5期何满潮，等.单轴应力–温度作用下煤中吸附瓦斯解吸特征•871•单轴应力–温度作用下煤中吸附瓦斯解吸特征何满潮1，2，王春光1，2，李德建1，2，刘静1，2，张晓虎2(1.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京100083；2.中国矿业大学力学与建筑工程学院，北京100083)摘要：利用自主研发的深部煤岩温度–压力耦合瓦斯解吸试验系统，对鹤岗南山矿煤样进行单轴应力–温度作用下吸附瓦斯运移过程。该试验系统通过对煤样施加不同应力和温度，促使煤中原生吸附瓦斯解吸，模拟煤体变形中吸附瓦斯解吸–

2、释放过程。试验中分别在恒温和升温条件下对煤样依次进行单轴破坏和施加围压，实时监测逸出气体压力、流量，抽样检测气体成分和浓度。研究结果表明煤体在单轴压缩破坏过程中出现气体逸出压力降低导致气体回流现象；对破裂煤样施加围压后短时间内排出大量高浓度气体。试验结果证实温度升高是诱发煤样中吸附瓦斯大量解吸因素之一，而煤体内是否存在大量贯通裂隙是影响瓦斯运移的重要因素。关键词：采矿工程；温度–压力耦合；吸附；解吸中图分类号：TD324文献标识码：A文章编号：1000–6915(2010)05–0865–08DESORPTION

3、CHARACTERISTICSOFADSORBEDGASINCOALSAMPLESUNDERCOUPLINGTEMPERATUREANDUNIAXIALCOMPRESSIONHEManchao1，2，WANGChunguang1，2，LIDejian1，2，LIUJing1，2，ZHANGXiaohu2(1.StateKeyLaboratoryforGeomechanicsandDeepUndergroundEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beij

4、ing100083，China；2.SchoolofMechanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China)Abstract：ThedesorptionprocessofadsorbedgasincoalfromNanshancoalmineisstudiedusinganexperimentalsystemwithtemperature-pressurecouplinginparticularto

5、treatthemultiphysicaleffectondeepcoalsample.Thisexperimentalsystemhasbeendesignedtoapplytriaxialpressureandtemperaturetocoalsample，andreproducethedesorption-releasingprocessofabsorbedgasasaresultofcombinationofpressureandtemperature.Uniaxialcompressiontestsar

6、ecarriedoutoncoalsamplesunderconstanttemperatureandincreasingtemperature，respectively.Afterfailure，thedeformedsamplesweresubjectedtoconfiningpressures.Intest，thereleasinggaspressureandflowarereal-timemonitored.Themixedgasesissampledanddetectedbyusingagaschrom

7、atography.Theresultsshowthataspontaneousnegativevalueobservedingaspressureisconsistentwiththerefluenceofgasdeterminedfromthevolumetricdilatancydevelopment.Alargeamountofgasisexpelledduringtheclosureoffractureduetothepresentoftheconfiningpressure.Corresponding

8、ly，theconcentrationsofmethane，carbondioxideandethaneareincreasedsharply.Temperaturechangeisoneofdesorption-inducedfactorsforadsorbedgas.Theexistenceofalargenumberofconnectedcracksincoalma