• 论文
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
构造煤质量比影响CH4吸附热力学特征参数演化规律研究
  • 104
  • 作者

    赵鹏翔易春艳李树刚刘妍群贾永勇

  • 单位

    西安科技大学安全科学与工程学院西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所

  • 摘要
    随着我国煤层开采深度不断增加,煤与瓦斯突出事故后果日趋严重,对矿井安全生产威胁巨大。构造煤是易发生突出的主要煤样类型之一,突出规律及现象随构造煤质量占比有明显变化。为探究不同质量占比构造煤瓦斯吸附过程中的热力学机理,采用PCT-C80吸附量热联用仪开展基于混合煤样的瓦斯等温吸附及量热测试试验,从热力学角度建立吸附焓、Gibbs自由能、瓦斯吸附熵计算模型。结合试验与计算结果,分别讨论不同质量占比构造煤吸附量与吸附热、瓦斯吸附常数与构造煤占比的关系,分析不同质量比构造煤瓦斯吸附焓、表面自由能与吸附熵的变化规律。结果表明:不同质量占比构造煤的瓦斯吸附量与吸附热的关系为增大而增大;吸附热与吸附常数a值均随着构造煤质量比的增加呈现先增大后减小的趋势,吸附常数b值呈现相反的变化规律;随着构造煤质量比的增加,瓦斯吸附热、吸附焓、吸附熵均呈现先增大后减小的趋势,在构造煤占比为50%时达到最大值,而Gibbs自由能呈现相反的变化规律;根据试验结果与拟合公式,归纳出混合煤体吸附瓦斯吸附热力学参数与瓦斯涌出量的数学关系。通过以上研究得到构造煤质量比影响下的瓦斯吸附热力学特征参数变化规律,揭示混合煤样的热力学作用机制,为明晰开采扰动构造煤体致诱煤与瓦斯突出机制提供了一定的理论基础。
  • 关键词

    构造煤质量占比热力学吸附焓Gibbs自由能吸附熵

  • 文章目录
    0引言
    1实验方案
    1.1试验煤样制备
    1.2实验设计
    2实验结果
    2.1不同质量占比构造煤吸附量与吸附热的关系
    2.2不同质量占比构造煤吸附常数a、b值变化规律
    3构造煤质量比影响下的热力学参数的变化规律
    3.1瓦斯吸附焓计算与变化规律分析
    3.2Gibbs表面自由能计算与变化规律分析
    3.3瓦斯吸附熵计算与变化规律分析
    4混合煤样的吸附热力学参数对瓦斯涌出的影响
    5结论
相关问题

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