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1、忸松软煤体高压吸附过程中变形特性的试验研究闵延保忸(I.年并交害防控全国变点实险室,重庆400037:2.中煤科工条团重庆场究扰有很公司,重庆4039)腌要:愧出煤层大都层理紊乱、存在煤质极其松软的软分层,软分层吸附瓦斯和释放瓦斯的能力比硬分层大许多,突出危险性更大。为分析软分层在高压条件下的吸附变形特性,研制了原层瓦斯吸附斛吸变形动态测试装置,并利用该装置进行了恒温定容条件下煤样吸附、解吸瓦斯过程中吸附量与应变的同步测试。研究结果表明:等温吸附曲线、等温解吸曲线和等温吸附应变曲线均服从朗格缪尔方程,等温解吸应变曲缓服从改进的朗格缪尔方程;软分层吸附一解吸过程可逆,吸附一解吸变形不可逆:瓦斯吸
2、附量与体应变呈非线性关系。通过对实疆数据的统计分析,建立了软分层煤体应变与吸附量的精确拟合方程。I关键词,版松软煤体;软分层;瓦斯吸附;吸的变形;瓦斯解吸;恒温定容I中图分类号:TD713.1)OI:IO.I9835j.issn.l8-4495(文献标志码:N故章编号:1008-4495Experimentalstudyondeformationcharacteristicsofextra-softcoalinhigh-pressureabsorptionProCeSSlLIUanb(M,i(7.StaleKeyLaboratoryofCoalMineDisasterPreyvntionand
3、Contrvl.Chongqing400037.China:2.CCTEGChongqingResearchInstiiute9Chongqmg400039,ChmGAbstractrMoscoutburstcoalscamswithbeddingdisorderandcoalqualityextremelysofthierarchicallayers,theabsorbandreleasegasabilityofsofthierarchicallayerismorethanthehardhierarchicallayer.socoalandgasoutburstdangerousisgrea
4、ter.InordertoinvestigatethecharacterbehaviorofswellingdeformationandcontractiondefoationeffectofsofthierarchicallayerunderhighPreSHre.thedynamictestingdeviceofgasadsorptiondesoiptiondeformationofcoalseamwasdeveloped.andthedevicewasused(operformthesynchronousIeslofadsorptionandstrainunder(heconstantt
5、emperatureandvolumc.Thcrelationbetweenbodystrainandgasadsorp20%,则认定为较严重的超标(疑是抄袭、一稿多投、重食发表等学术不端行为),以及作者自行申请撤稿的论文,为了保护作者的名誉,维炉本刊的声誉,相关论文将终止发表,责任由相关作者自负,批注a2:题名偏正词如,应面明、具体、确切,能概括文章的要旨,符合娘制威录、索引和检索的有关原则并有助于选蟀关键词和分类号。题名殿不宜超过20个汉字.题名中应避免使用非公用的缩略语、字符、代号以及结构式和公式。2黑体字、段前段后间正各为0.5行中伊M擅名之储的行山均为固定值16或盛荷::/“应慎,仁
6、署名醺序应按工作贡献大小确定。般不宜超过3人。稿件通过市杳之后不行更改署名。小炉楷体字.批注a4ia小用全称,不同工作单位的作者,应在姓名右上角加注不同的阿拉数字序号(同一法人单位不同部门时,用英文小写字母a.b等区分),并代J辎g:第要很常要,是以提供文献内容梗概为目的,不加评论和补充解择,简明、确切地记述文献更要内容的短文摘要应具仃独立性和自明性,不分断才批注(X6:关键词包括主题词和自由词,58个为宜,中英文对应5仿宋字.批注a7:中才:;,;来用中国图传馆分类法Hl行分类选取,如煤与瓦斯突出机理为TD713、瓦斯抽放为TD712.6,段标注1个分类号,多个主题的亡a批注Ia8:文献标忐
7、码每篇文章应根据其内容性质标识1个文*标志码,以ft者选取作为叁卷主要有吸卡3种:tta9:Z:在全世界范福内的唯一标志,由本刊国际标准连续出版物号(Ioo84495)、出版年、期次及页码等数字俎成,批注al:致对象标识符fi,此编码是本刊国际化专有信息基本字符,固定不变的编码,均为用符。批注all:工理4首字母大写,其他均为小写字母(人名、地名、国家名、单位名、组织名等特定的或独无二的人或物一专有为网的第I个字母必须不二一第X12:作者姓名、工作单位、摘要、关键词等英Z内容与中文对应、致.英文中的标点符号均为半角字符参见CY/T1542017中文出版物夹用英文+d收稿日期:城金项目:国家科技
8、重大专项(2016ZXoSo6004g,2O16ZXO5O43OO5OO3):国家自然科学拈全顶Fl51574280(作者简介:刘延保(1981),男,山东淄博人,博士,研究员,主要从事煤层气开发方面的研究工作.E-mail:yanbao_liu.Tel:023-65239680.(手机号:186.).小年来,随着国内外研究者对煤岩瓦斯动力灾技术关注程度的不断提高,越来越重视煤岩瓦斯吸附、解吸能力及其变形特性方面的研究,并相继I开发了测试煤岩吸附、解吸瓦斯成,以及测试变形的技术和装置吊网。在对具有突出危险性煤层的研批注al4:-包括姓名(出生年一),性别(Ie族,汉族可省珞)籍贯学位,职称研究
9、方向或工作业绩(任选其)u1以对外公开的联系仁MUJ批注al3:业余项目名称应按照国家有关部门规定的正式名称著录,如:国家自然科学基金项目:学顼拓金顶口应依次列出,其间以分号隔开,小5亡批注l文的律使用法定的化汉字、规范的科技名词及专业术沼、规葩的盘名称及其符号,一律使用法定计出单位及其符号,全文的名词术语应jf6干燥器:7六空乘:8一应变采集仪:9一架软由Il-低压控制阀:12高发传JS器:13参照MnK力控制脚:IJCH, 进气脚:ISYH4战苴储:1&一新环水浴,I7T照Bh 18样1fiHK 力控剂帼Inf拈Mh 20一计豌机.忸1煤层瓦斯吸附解吸变形动态测试装置示意图。Fig. 1
10、Schematic diagram of dynamic testing device for coal SeaIn gas adsorption and desorption defbmaiion 该装置气体控制系统主要由高压针阀、高压管、al6: ; :.: : 律用 1、1.1、Llr2、2.1、 2.1.1标示,引言(前言、概述)不列标题,文中 层次标题最好不超过3级.同一级层次标粒应表达同 层次内容,结构相似,意义相关,语气致:不同层次 标题有上下关系者,在内容上应相互联系.列好层次标 的还应处理好层次切题与“要点”的关系,如果把“要 点”也按层次标题处理,就可能使标题层次太多,造成
11、 层次不简明或混乱.I级标遨用小4黑体字、段前段后 间距各0.5行,2级标题用5。黑体字.批注(X17: i 巧 文中的插图的文排,成规位和具有自 明性。插图简洁、清晰,主、辅线条粗细分明,文字清 楚.凡用文字能表达清楚的,尽量不用图:能用黑白灰 表述清楚的就制作成灰度图而不用彩色图.按照从小到 大的顺序编排图序.图中文字为小5椭体字。中英文双 语图名应具体,小5-宋体字。在坐标图的纵+ 。以“贵,单位”表示时.在斜除线后的组合单位应加括号,相乘的组合单 位格式如A(N m),相除的俎合单位格式如T (m s ),对于计算机模拟云图的彩色云图图例,应按照上述格式,补加标日和计诚单位,做类似处理
12、。究中发现,由于软分层煤体层理紊乱、煤质极其松软,吸附瓦斯和释放瓦斯的能力比硬分层大许多,引起的吸附、解吸变形也更为更杂,突出危险性更大。同时,由于现有设备大多只能进行单一的吸附、解吸瓦斯量测试或变形量测试,且吸附、解吸瓦斯量测试通常采用煤粉作为试验样品,变形量测试则采用块煤作为试验样品,由于二者采用的不是同煤样,导致最终获得的吸附量和吸附变形量不能较好的对应,分析结果说眼力不强。此外,利用现有设备开展的吸附、解吸变形试验气体压力大多数在50MPa以内,而煤体在高压下,往往表现出不同于低压时的特性,尤其是吸附变形与吸附量同时测试时,压力过低会导致实验数据的准确性降低”刀。因此,有必要开展更高压
13、力(0-10.0MPa)条件下的吸附、解吸及变形特性研究。笔者利用自行研制的煤层瓦斯吸附解吸变形动态测试装置,开展了具代表性的极松软煤体软分层煤体在恒温定容条件下的吸附、解吸瓦斯量及应变同步测试试验,探讨了吸附、解吸瓦斯过程中应变与吸附、解吸瓦斯后的关系。|1试验设备1.i结构与性能I煤层瓦斯吸附解吸变形动态测试装置主要包括气体控制系统、气体压力采集系统、应变采集系统、恒温系统和抽真空系统五部分,如图1所示。气源、参照罐、样品罐等组成,所有管路及阀门接头均采用卡套接头连接:气体压力采集系统包括高压(010MPa),低压(0lMPa)气体压力传感器、采集卡和计算机,压力传感器精度等级为0.1级,采集卡最大总误差小于0.2%;应变采集系统包括应变计、应变采集仪和计算机,应变采集仪采用WS-38I1数字式动态应变数据采集