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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
真空充He法测定吸附罐剩余体积实验研究
  • 47
  • 作者

    雷红艳

  • 单位

    煤矿灾害防控全国实验室(重庆)中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯研究分院

  • 摘要
    为研究真空充He法测定吸附罐剩余体积对瓦斯吸附量的影响,以10个煤样为研究对象,采用容量法在低压及高压下进行真空充He测定、瓦斯吸附常数测定、真密度测定等实验。研究表明:(1)高压下煤几乎不吸附He,负压状态下由于He分子动力学直径小于CH4分子动力学直径,容易持续不断地被负压差吸入更小的纳米级煤孔隙内,导致剩余体积随着充入He时间延长而不断增大,形成一种煤吸附He的假象。(2)相对于真密度计算法,真空充He法在5、30、60、90、120min读数时的吸附罐剩余体积基本都偏大,5min读数时绝对值误差最大为9.58%,最小为1.52%;采用真空充He法读数时间可设定为5min,与吸附罐空罐体积读数时间相同。(3)采用真空充He法计算的瓦斯吸附常数a值一般偏小,b值一般偏大。5min读数时a值绝对值误差最大为17.69%,最小为4.24%,b值绝对值误差最大为33.59%,最小为7.51%,远大于低压瓦斯吸附量0.45%~5.64%误差。真空充He法对0.1MPa压力下瓦斯吸附量影响较小,对高压吸附量影响较大,剩余体积误差是煤样出现“负吸附”的根本原因,吸附罐剩余体积是影响煤的气体吸附量的主控因素。(4)提出针对煤吸附不同气体采用真空充He法“一刀切”测定剩余体积不科学,理论上应采用与被测气体分子动力学直径相等的惰性气体标定,而实际上很难选择到与被测气体分子直径相等的惰性气体。(5)建立剩余体积偏差量与瓦斯吸附常数偏差量的修正模型,通过此模型可对采用真空充He法测定的a、b值进行修正,提高a、b值的准确性和可靠性,对矿井瓦斯灾害精准防治及煤层注CO2驱替CH4等科学研究提供指导与参考。
  • 关键词

    真空充He法真密度计算法剩余体积吸附量瓦斯吸附常数

  • 文章目录
    0 引 言
    1 剩余体积测定方法
    1.1 真密度计算法
    1.1.1 空罐体积测定方法
    1.1.2 装入煤样后吸附罐剩余体积计算方法
    1.2 真空充He测定方法
    2 煤样选取及实验
    2.1 负压状态下煤对He的吸附性能
    2.2 高压状态下煤对He的吸附性能
    2.3 两种测定方法结果对比
    4吸附量测定'>3 煤的CH4吸附量测定
    4吸附量测定方法'>3.1 煤的CH4吸附量测定方法
    3.2 实验结果分析
    3.3 瓦斯吸附常数修正模型
    4 结 论
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