轴向荷载下煤岩吸附瓦斯特性实验揭秘

本研究论文聚焦于轴向荷载对煤岩吸附瓦斯特性的影响，其目标是深入理解应力与气体吸附这两种因素如何共同作用于煤炭的微观结构。研究人员通过在不同轴向载荷和瓦斯压力条件下对煤样进行计算机断层扫描（Computed Tomography, CT）实验，利用CT图像分析技术，引入了体素孔隙率α这一概念。体素孔隙率α被用来衡量煤样内部孔隙结构随应力和瓦斯吸附而发生的变化。 研究发现，体素孔隙率α是一个关键参数，它能够反映出煤样在应力和气体吸附作用下的多尺度孔隙结构变化。当0＜α≤20%时，这些体素区域对瓦斯的作用尤为显著，它们可能作为瓦斯的主要储存和分布区域。随着α值进一步增大到40%，体素区域更多地承担起瓦斯运移通道的功能，表明了其在瓦斯流动中的关键作用。 瓦斯吸附过程的动态变化也得到了关注，实验结果显示，吸附首先发生在0＜α≤10%的体素区域，随后，随着轴向载荷的增加，吸附效应逐渐扩展至10%＜α≤20%的区域。相比之下，应力对煤样孔隙结构的影响更为显著，说明在煤岩吸附瓦斯的过程中，应力的作用不容忽视。 这项研究不仅提供了关于煤岩吸附瓦斯行为的新见解，还对煤炭开采过程中的瓦斯控制策略有着重要的实际意义。通过了解不同参数对煤岩吸附特性的影响，可以优化采煤技术和安全措施，减少瓦斯事故的发生，提高煤炭开采的经济效益和安全性。 关键词包括：煤岩吸附瓦斯、瓦斯压力、CT试验以及体素孔隙率，这些都是煤炭工程领域的重要研究焦点，对于深入理解煤层的物理性质及其在瓦斯控制中的作用具有重要意义。该研究成果将有助于提升煤炭工业的技术水平，并为煤矿安全提供科学依据。