煤系页岩瓦斯微观解吸机理研究,对煤田区域煤系页岩瓦斯高效安全开采具有重要意义.基于核磁共振(简称NMR)无损检测技术,以典型高瓦斯矿井阜新清河门矿煤系页岩为例,将页岩试样放入低场核磁共振仪夹持器腔体中,通过先吸附,后降低瓦斯压力,模拟煤系页岩瓦斯解吸过程.以核磁共振T2谱幅值积分定量化表征瓦斯解吸量,以核磁共振横向弛豫时间T2均值减小幅度定量化表征煤系页岩孔隙结构收缩变形程度,从微观角度定量研究煤系页岩瓦斯解吸过程中吸附态和游离态瓦斯变化规律.研究结果表明:吸附态和游离态瓦斯核磁共振谱范围可以通过两个横向弛豫时间截止阈值定量划分;吸附态瓦斯量与瓦斯压力符合朗格缪尔等温吸附方程,游离态瓦斯量与瓦斯压力呈线性函数关系;随瓦斯压力降低,煤系页岩微孔隙结构收缩为原孔隙平均半径0.39倍,中-大孔隙结构收缩为原平均孔隙半径0.25倍.

国家重点研发计划(2016YFC0600901)；国家自然科学基金面上项目(51374119)；辽宁省高等学校优秀人才支持计划(LR2015028)；