煤粒初始释放瓦斯膨胀能的影响规律 与温度效应分析

• 作者: 余国锋 左宇军 张玉强 王伟 王汉鹏 袁亮
• 来源期刊: 采矿与安全工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 含瓦斯煤 初始释放瓦斯膨胀能 仪器研发 影响规律 温度效应
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 页码范围: 1052-1060
• 页数: 9页
• 分类号: TD712
• 语种: 中文
• DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2019.05.024

摘要

煤体瓦斯膨胀能对预测煤与瓦斯突出具有重要意义,在前人基础上优化改进研发了新型初始释放瓦斯膨胀能测定仪,仪器具备可更换的渐缩喷口(面积3.39,2.26,1.13 mm2)、快速释放机构和高精度高灵敏度传感器与采集仪,实现了高压气体密封,快速释放和气压、温度数据同步高速采集,提高了瓦斯膨胀能测定结果的精确度.利用仪器开展了不同粒径煤样、不同吸附瓦斯压力、不同喷口面积条件下初始释放瓦斯膨胀能试验.发现0.5～1.5 MPa吸附压力下,测到的瓦斯膨胀能在10.45～55.55 mJ/g之间,瓦斯放散导致煤样温度下降了0.3～1.2℃,且吸附压力越高,温度下降越大,原因是瓦斯气体降压吸热和解吸吸热,其中解吸导致的降温最大0.5℃.膨胀能的影响规律如下:1)瓦斯压力越大,瓦斯膨胀能越大,两者呈线性关系;2)相同气压下,喷口面积越大,对应的瓦斯膨胀能越小,且喷口面积越大,膨胀能与气压曲线斜率越小,喷口面积为1.13 mm2时,斜率为36.56,喷口面积为3.39 mm2时,斜率仅为25.72;3)煤样粒径越大,瓦斯膨胀能越小,瓦斯膨胀能W与煤样平均粒径d成负指数下降的关系,且喷口面积越大,对应的相关系数a,b,k越小,即瓦斯膨胀能越小.新型初始释放瓦斯膨胀能测定仪为预测煤与瓦斯突出提供了科学手段.