受載含瓦斯煤解吸規(guī)律實驗研究.pdf

1、隨著礦井開采向深部不斷延伸，煤層瓦斯壓力和地應(yīng)力隨之逐漸增大，礦井瓦斯災(zāi)害尤其是煤與瓦斯突出更加嚴重。高應(yīng)力作用條件下，含瓦斯煤解吸規(guī)律是防治礦井深部應(yīng)力主導(dǎo)型煤與瓦斯突出事故的關(guān)鍵理論。本文以含瓦斯原煤為研究對象，依托自行研發(fā)的含瓦斯煤熱-流-固-力耦合吸附-解吸實驗系統(tǒng)，對受載含瓦斯原煤解吸規(guī)律進行了實驗和理論研究，與非受載含瓦斯煤（原煤和顆粒煤）解吸規(guī)律進行了對比分析，并以此為基礎(chǔ)闡述了受載含瓦斯煤解吸規(guī)律主要控制因素，最后通過建

2、立數(shù)學(xué)模型對實驗過程進行了數(shù)值模擬。
　　通過實驗室模擬實驗、理論分析和數(shù)值模擬，本文取得了以下主要進展：
　　（1）成功研發(fā)受載含瓦斯煤熱-流-固-力耦合吸附-解吸實驗系統(tǒng)，可實現(xiàn)不同應(yīng)力組合條件下的含瓦斯煤吸附-解吸模擬實驗。
　　（2）深入分析了影響受載含瓦斯煤解吸規(guī)律的敏感性因素。研究表明，解吸時間相同條件下，煤體軸向加載破壞過程中，瓦斯解吸量、解吸速度和煤體孔隙率隨軸壓的增大是先減小后增大的，呈“V”字型變化

3、，最小出現(xiàn)在屈服強度階段，最大出現(xiàn)在脆性破壞階段；煤體瓦斯解吸量和解吸速度隨著圍壓的增大而減?。幻后w瓦斯解吸量隨著吸附平衡壓力的增大呈二次多項式函數(shù)關(guān)系增加。
　?。?）非受載顆粒煤、非受載原煤和受載原煤的瓦斯解吸量和瓦斯解吸速度隨時間變化均呈乘冪函數(shù)關(guān)系；非受載顆粒煤瓦斯解吸量和解吸速度都要遠大于非受載原煤；非受載原煤瓦斯解吸量和解吸速度小于受載原煤加載破壞階段，但大于加載過程中的任一階段；通過對比分析得到，解吸理論基礎(chǔ)、應(yīng)力效