準(zhǔn)南低階煤孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)瓦斯吸附熱力學(xué)特性影響實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、礦井瓦斯災(zāi)害的防治和煤層氣的開(kāi)發(fā)利用與煤體的微觀結(jié)構(gòu)特征及瓦斯吸附規(guī)律密切相關(guān)，研究低階煤的孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)其瓦斯吸附特性影響有利于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)低階煤的儲(chǔ)層特征。選取新疆準(zhǔn)南煤田10個(gè)典型實(shí)驗(yàn)礦井的低階煤煤樣，結(jié)合煤體孔隙結(jié)構(gòu)特征從熱力學(xué)角度分析其對(duì)煤體瓦斯吸附特性影響。
　　(1)利用低溫氮吸附實(shí)驗(yàn)分析準(zhǔn)南低階煤孔隙結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明準(zhǔn)南低階煤的孔隙較為發(fā)育，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相同孔徑段比表面積和孔容大小及占比存在不同程度的差異，比表面積以過(guò)渡孔

2、和微孔為主，孔容則以過(guò)渡孔和中孔為主，微孔較小，相同孔徑段比表面積和孔容隨孔隙直徑變化規(guī)律相似。
　　(2)基于PCT-C80吸附量熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)定實(shí)驗(yàn)低階煤的瓦斯吸附熱數(shù)據(jù)，通過(guò)四種吸附模型的擬合對(duì)比表明D-A吸附理論模型更適合描述實(shí)驗(yàn)低階煤的瓦斯吸附特性。通過(guò)(Clausius-Clapeyron)和(Gibb-Helmholtz)方程計(jì)算瓦斯等量吸附熱及吸附熵變，建立考慮標(biāo)準(zhǔn)平衡壓力常數(shù)的吸附自由能方程計(jì)算瓦斯吸附自由能變。表

3、明理論方程計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)吸附熱值存在差別，溫度升高煤體瓦斯等量吸附熱及煤體吸附熱均減小，瓦斯吸附自由能變?cè)龃?，吸附熵變減小，從熱力學(xué)角度證實(shí)升溫不利于煤體瓦斯吸附，其瓦斯吸附熱力學(xué)參數(shù)適用于表述煤體瓦斯吸附特性。
　　(3)通過(guò)分析孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)其瓦斯吸附熱力學(xué)特性影響，得到低階煤孔隙結(jié)構(gòu)與煤體瓦斯吸附熱關(guān)系，表明除實(shí)驗(yàn)煤樣過(guò)渡孔比表面積以外，隨著B(niǎo)ET比表面積及其余各孔徑段比表面積增大，瓦斯吸附熱Q、吸附自由能變?chǔ)、吸附熵變?chǔ)