低阶煤层CO渗透率特性及影响因素研究

"该研究探讨了低阶煤层中一氧化碳(CO)渗透率的特性规律，重点关注了煤的微观结构和外界环境条件对其影响。研究表明，低变质程度的煤层CO渗透率远低于瓦斯渗透率，两者随气体压力上升的趋势相似，且对温度敏感。当围压较低时，温度升高会降低CO渗透率，而随着围压增加，这种影响减弱。在围压超过3.0MPa后，煤层的孔隙结构遭受破坏，大孔消失，CO渗透率不再显著减少，对外界条件变化不敏感。通过主成分分析法和SPSS软件的权重分析，确定孔隙率和围压是影响CO渗透率的两个关键因素。该研究为矿井CO安全管理及自然发火预测提供了理论依据。" 在低阶煤层中，一氧化碳的渗透性是一个重要的安全问题，因为它直接影响到井下的自然发火风险评估。煤的微观结构，包括其孔隙分布和连通性，对CO的传输能力有显著影响。在不同气体压力下，尽管CO的渗透率远低于瓦斯，但它们的渗透率变化趋势相似。这提示我们在考虑煤层气体控制时，不能仅关注瓦斯，CO的动态同样需要重视。 温度和围压是影响CO渗透率的外部环境条件。在低围压条件下，CO渗透率对温度变化较为敏感，温度升高会降低渗透率。然而，随着围压增大，这种敏感性逐渐减弱，这可能是因为高围压会改变煤层的孔隙结构，使得CO流动的通道受到影响。当围压超过3.0MPa，煤层的大孔结构被破坏，导致CO渗透率趋于稳定，不再因外界条件的变化而显著变化。 为了深入理解这些影响因素，研究者利用主成分分析法和统计软件SPSS进行了权重分析。这种方法有助于识别和量化对CO渗透率起决定作用的关键因素，结果显示孔隙率和围压是最重要的两个变量。因此，优化煤层的孔隙结构和控制开采过程中的围压变化，可以有效地调节CO的渗透性，从而降低矿井自然发火的风险。 这项研究不仅为矿井的安全管理提供了科学依据，也为未来低阶煤层的气体动态模拟和防灾策略设计提供了理论支持。未来的研究可能需要进一步探究其他可能影响CO渗透性的因素，如煤的化学成分、水分含量以及地应力状态，以实现更精确的预测和控制。