围压下高阶煤瓦斯吸附LNMR实验：规律与影响深度探讨

本研究论文深入探讨了围压对高阶煤瓦斯吸附规律的影响。高阶煤是一种特殊的煤炭类型，其特性决定了瓦斯行为的独特性。作者选择了焦作赵固矿的高阶煤作为研究对象，采用了低场核磁共振(Low-field Nuclear Magnetic Resonance, LNMR)技术结合围压加载系统进行实验。LNMR技术作为一种非侵入式的微观分析手段，能够提供关于煤质微观结构与瓦斯吸附性能的宝贵信息。 在实验过程中，研究人员观察到高阶煤瓦斯吸附过程中T2谱呈现出三个显著峰，即吸附峰、游离峰和自由峰。这表明吸附过程涉及多级孔隙结构，其中微小孔隙发育，但中大孔隙并不发达，这可能解释了高阶煤的渗透性较差。随着吸附时间的增长，吸附量呈现出先增后稳的趋势，初期吸附速度快，但随着时间延长，吸附增量逐渐减小，吸附过程在7小时内趋于平衡。 围压的变化对吸附性能有显著影响。随着围压的提高，吸附饱和量和吸附初速度均呈下降趋势，这意味着在更大的压力下，瓦斯吸附能力减弱。同时，吸附平衡所需的时间也随之增加，这可能是由于围压增强了煤体的密实性，阻碍了气体的快速扩散。值得注意的是，围压对中大孔的孔隙结构收缩作用明显，而对于微小孔结构的影响相对较小，这进一步揭示了不同尺度孔隙在吸附过程中的主导作用。 该研究的结果对于理解高阶煤在开采条件下的瓦斯行为至关重要，有助于优化采煤方法和瓦斯管理策略，确保煤矿安全。此外，这些发现也为煤炭工业中的瓦斯控制技术和地应力对瓦斯流动影响的深入研究提供了新的理论依据。这项工作通过LNMR实验展示了围压对高阶煤瓦斯吸附规律的复杂而微妙的影响，为煤炭行业的安全和效率提升提供了科学支持。