【摘要】：為揭示在溫度、地應(yīng)力和瓦斯壓力等多場作用下煤與瓦斯(methane)相互作用對煤礦瓦斯抽采、CO2注氣強(qiáng)化瓦斯開采及CO2在深部不可采煤層的封存具有的重要意義,更精確地從微觀角度觀測在多物理場耦合條件下煤瓦斯相互作用的動(dòng)態(tài)過程,研制了一種在多場耦合條件下帶顯微觀測裝置的煤瓦斯試驗(yàn)裝置。該裝置由密封容器與施力夾持機(jī)構(gòu)、氣壓系統(tǒng)、溫度場系統(tǒng)、顯微觀測系統(tǒng)4部分組成,能夠通過顯微觀測裝置結(jié)合圖像處理技術(shù),直接觀測多場條件下煤與不同氣體的相互作用所引起的細(xì)微變化。利用該裝置進(jìn)行了無應(yīng)力加載、相同溫度、相同氣壓下的瓦斯、CO2的吸附膨脹試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn),(1)試件在兩種氣體的變形大致經(jīng)歷了快速增長、緩慢增長直至平衡3個(gè)階段,類似于吸附等溫曲線;(2)試件在CO2氣體中達(dá)到吸附飽和的時(shí)間比試件在瓦斯氣體中達(dá)到吸附飽和的時(shí)間要短;(3)試件在瓦斯氣體中的最大線性應(yīng)變約為0.15%,相同條件下試件在CO2氣體中的最大線應(yīng)變約為0.5%,相同條件下試件在CO2氣體中達(dá)到吸附飽和時(shí)的最大應(yīng)變比試件在瓦斯氣體中達(dá)到吸附飽和時(shí)的最大應(yīng)變大3倍左右。研制的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、直觀、精度高的特點(diǎn)。
[Abstract]:In order to reveal the interaction between coal and gas (methane) under the action of temperature, ground stress and gas pressure, it is of great significance to strengthen the gas mining by CO _ 2 injection in coal mine gas extraction and the sealing of CO2 in deep non-mining coal seam. The dynamic process of coal-gas interaction under multi-physical field coupling condition is observed more accurately from the microscopic point of view. A coal-gas test device with micro-observation device under multi-field coupling condition is developed. The device consists of a sealed container and a force clamping mechanism, a pressure system, a temperature field system, and a microscopic observation system. It can be combined with image processing technology by means of a microscopic observation device. The subtle changes caused by the interaction between coal and different gases are observed directly under multi-field conditions. The adsorption and expansion experiments of CO _ 2 under the same pressure, same temperature and no stress loading were carried out by this device. It is found that (1) the deformation of the specimen in the two gases has roughly experienced three stages of rapid growth, slow growth and equilibrium. The adsorption isothermal curve is similar to the adsorption isothermal curve; (2) the time of reaching adsorption saturation in CO2 gas is shorter than that in gas; (3) the maximum linear strain of specimen in gas is about 0.15, and under the same condition, the maximum linear strain is about 0.15. The maximum linear strain of the specimen in CO2 gas is about 0.5. Under the same conditions, the maximum strain in CO2 gas is about 3 times greater than that in gas. The device has the characteristics of simple structure, intuitive and high precision.
【作者單位】： 重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;重慶大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(No.51174241)
【分類號】：TD712

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2233473