瓦斯與礦塵防治技術(shù)(編輯修改稿)
2025-02-26 20:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的關(guān)系（ 1）未受構(gòu)造應(yīng)力破壞的煤 微孔達 80% ~ 90% ，大孔很少，無外生裂隙。煤層瓦斯含量大，但瓦斯涌出量不大，涌出速度慢，涌出時間長。（ 2）破壞型煤 各種孔均存在，隨著煤的破壞程度增大而增加。游離瓦斯含量高，易涌出，衰減快，可能發(fā)生突出。（ 3）構(gòu)造煤 在地應(yīng)力作用下，煤破碎成〈 ，再被壓成煤磚狀。 各類孔均存在，瓦斯含量高，卸壓后， f ，瓦斯涌出量 ，易突出。孔隙率與外加壓力（地應(yīng)力）關(guān)系式中： f受壓狀態(tài)下的孔隙率； f0未受壓狀態(tài)孔隙率； σ壓應(yīng)力； α壓縮系數(shù)。 一般地，微孔不壓縮。 Exp: 17MPa時， f 減少20% ，因為微孔不變，大中孔減少 40~50%備注： （ 1） H f （ 2）卸壓后（受采動影響） f （ 3） σ對煤的吸附性影響很小。σf167。 煤的吸附特性一、概述吸附現(xiàn)象 氣體分子與固體表面分子間相互作用，氣體分子 暫時停留 在固體表面上的現(xiàn)象。 吸附劑 能吸附其它物質(zhì)的介質(zhì)，如： 煤 ； 吸附質(zhì) 被吸附的物質(zhì)，如 CH4 。吸附分類 ① 根據(jù)吸附方式分： 表面吸附（吸著） 在吸附劑表面吸附一層或多層吸附質(zhì)分子。 容積吸附（吸收） 吸附質(zhì)分子緊密地充滿于吸附劑的微小孔隙內(nèi)，類似于溶質(zhì)溶解于溶劑中。② 根據(jù)吸附作用力分：A）物理吸附特點 ： Ⅰ 、作用力為范德華力，作用距離極小（ 1/r7） ,僅限于界面附近； Ⅱ 、可逆的 不穩(wěn)定的動平衡。 Ⅲ 、吸附是一種放熱反應(yīng)，解吸，吸熱。 如：煤 CH4，吸附熱： ~ Kj/molB）化學(xué)吸附 作用力為離子鍵，不可逆。P or tP or t解解吸吸吸附二、吸附線和吸附方程 吸附量決定于 ： ① 吸附質(zhì)性質(zhì)（不同氣體）； ② 吸附劑性質(zhì)； ③ 吸附溫度； ④ 吸附壓力。吸附線 吸附劑和吸附質(zhì)，在一定溫度（ t）或一定壓力 (P)下，吸附量與 P 或 t 之間的關(guān)系曲線。PXt=const等溫吸附線tXP=const等壓吸附線吸附方程A） Langmuir方程（ 1916年） 理論計算式：式中： X給定溫度下的吸附量， m3/t； a吸附常數(shù)，極限吸附量， m3/t； b吸附常數(shù)， MPa1。 P吸附平衡時的氣體壓力， Mpa。 a、 b通過實驗室測定得出。實際算式：其中：B) 弗洛德里希方程（ 1906） 式中： k、 n系數(shù)； P氣體壓力。C）都必林方程式中： a0極限吸附瓦斯量， cm/g； E吸附能， j/mol； P0極限吸附時的氣體壓力 ,Mpa； P吸附壓力 ,Mpa； T吸附溫度； n吸附結(jié)構(gòu)系數(shù)。三、影響煤與瓦斯吸附量的主要因素瓦斯壓力 t=const , P X溫度 P = const t X 溫度每升高 1℃ ，吸附瓦斯的能力降低約 8% 。瓦斯的性質(zhì) 對于特定的煤，在 t、 P一定時， CO2的吸附量 ＞ CH4的吸附量 ＞ N2的吸附量 煤的變質(zhì)程度 變質(zhì)程度反映了煤的表面積與化學(xué)組成。 變質(zhì)程度越高（ Vr ） X煤中的水份 水份的增加使煤的吸附能力降低。 艾琴格爾經(jīng)驗式：式中： Xch含有水份時瓦斯吸附量； Xg不含有水份時瓦斯吸附量； W 水份含量。煤中的灰份（ Ac） 灰份不吸附瓦斯，我國習(xí)慣于用 可燃基 作單位。167。 煤層瓦斯壓力一、 瓦斯壓力的含義 煤層孔隙或裂隙內(nèi)氣體分子自由運動撞擊所產(chǎn)生的作用力 。 特點 ： 在某一點上各向大小相等，方向與孔隙壁面垂直。 煤層瓦斯壓力 是決定煤層 瓦斯含量 、 瓦斯流動動力高低 以及 瓦斯動力現(xiàn)象 的基本參數(shù)。二、煤層瓦斯壓力分布的一般規(guī)律在未受采動影響煤層內(nèi)（ 1）沿深度 (沿煤層傾向 ) 符合氣體狀態(tài)方程，即： P=f(v1,t)， 其中： v為孔容， t為煤溫。 ∵ H ， V ， T 但不明顯 ∴ H P 未受采動影響的煤層內(nèi)的瓦斯壓力，隨深
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