煤岩吸水率对声波速度各向异性影响的实验研究

在煤岩超声波响应规律研究中,较少地考虑煤岩吸水率及各向异性对纵、横波速度的影响,这些问题对煤岩物性超声测试具有重要意义。为此,选取平煤八矿己_(16-17)煤层煤样,制备垂直层理(Z方向)、平行层理垂直面割理(Y方向)和平行层理垂直端割理(X方向)三类煤样,进行煤岩吸水和超声测试。实验结果表明:(1)在X、Y、Z方向,同一煤层在相同条件下吸附水的能力存在明显的各向异性,其中Y方向自然吸水率大于X、Z方向。(2)煤样超声响应具有明显的各向异性特征,其中Z方向的波速最大,Y方向的波速最小。(3)随着煤样自然吸水率的不断增加,纵波速度明显呈近似指数变化的非线性增长,在煤柱含水饱和度较小(低于60%)时,纵波速度随含水饱和度变化幅度较小;在含水饱和度大于60%(对应X、Y、Z方向的自然吸水率分别为1.3%、2.65%、0.72%)时,纵波速度增幅明显变大。(4)随着煤样自然吸水率的不断增加,横波速度也不断增大,但横波速度变化幅度远小于纵波速度;煤样纵、横波速度比随吸水率的增加基本呈先减小、后增大的现象。(5)分别利用空间平均模型和时间平均模型分析了孔隙流体对煤体超声波参数的影响,其中纵波对于煤体孔隙流体十分敏感,孔隙流体对横波速度几乎没有影响,可以利用这一性质探测煤岩中流体的存在和运动。

朱集西煤矿构造特征及瓦斯赋存规律研究

煤矿瓦斯赋存构造逐级控制理论认为,瓦斯的分布特征及其赋存状态受地质构造的影响较大,并且呈现由大到小的逐级控制,即板块构造控制着区域地质构造,矿区和煤矿又受制于区域构造的控制。以淮南煤田朱集西矿为例,从地质的角度分析认为,淮南煤田的构造展布受区域地质构造控制,淮南煤田的构造特征进而影响着朱集西井田构造特征。此外,通过对地质勘探期间朱集西煤矿的瓦斯资料进行分析研究并以11-2煤层为例划分了3个独立的瓦斯地质单元,认为瓦斯地质单元Ⅰ和Ⅲ为低瓦斯区、瓦斯地质单元Ⅱ为深部瓦斯富集区。

温度对不同煤体结构煤吸附常数影响的试验研究

为了研究温度对原生结构煤和与其共生的构造煤的吸附规律,取平煤五矿煤样在不同温度条件下进行吸附试验,分析温度与a、b值的关系,并讨论煤体结构对吸附性能的影响。通过分析试验结果发现:不同煤体结构在不同温度下有着不同的吸附特性,温度对煤的吸附能力起着消极的影响,即煤的吸附能力随着温度升高而降低;构造煤的极限吸附量a值比共生的原生结构煤的极限吸附量要大。

气动胶体磨制备超细水泥注浆材料研究

为了探索一种适用于煤矿的快速、高效制备超细水泥注浆材料的方法,利用气动胶体磨对普通硅酸盐42.5水泥进行湿磨,制备了超细水泥注浆材料。采用激光粒度分布仪对超细水泥注浆材料的研磨特性进行分析。按一定的水灰比称取所需的水泥和分散剂(无水乙醇)并搅拌均匀,加入气动胶体磨进行一定时间的研磨,将研磨一定时间后的水泥浆料进行粒度分析。结果表明:对于不加助磨剂的水泥浆料,在一定浓度范围内,物料浓度越低研磨效果越好。当水灰比为0.8∶1时,研磨5 min制备出超细水泥注浆材料,随着研磨时间的增加,超细水泥注浆材料的粒度进一步下降。对于加入助磨剂的水泥浆料,研磨5 min时水泥注浆材料的粒度显著下降,D97的下降幅度达到25.9%.该方法为煤矿制备超细水泥注浆材料提供了理论依据。

Preparation of Fine Cement Slurries by Wet-Ground Using a Pneumatic Colloid Mill

This study aims to investigate the preparation of fine cement slurries by wet-ground using a pneumatic colloid mill. A pneumatic colloid mill was designed and produced. Furthermore,ordinary Portland cement slurries were ground using the pneumatic colloid mill. Moreover,the fineness of ground cement slurries was studied. The particle sizes of ground cement slurries with various cumulated percent were all better than those of cement slurries before grinding. When water was used as the dispersant,the best average diameter of cement slurries was obtained by grinding for 10,and 15 min for cement slurries with water / cement ratio of 1∶ 1,and0. 9∶ 1,respectively. When ethanol was used as the dispersant,the particle sizes of all cumulated percent decreased gradually with the increasing grinding time,and the particle sizes of cumulated percent of D97 decreased rapidly with the increasing grinding time. The grinding effect of big particle sizes of cement slurries is better than that of small particle sizes.

构造煤的孔隙结构实验研究

通过对不同煤体结构的低温氮吸附实验发现,各孔径段的孔容比与比表面积比是不对应的,特别是微孔的孔容较小,但是比表面积较大。与原生结构煤相比,共生构造煤在各阶段孔容和比表面积都有所增加。煤储层孔隙是瓦斯的主要聚集场所,而且也是其运移通道;孔隙结构不仅制约着煤体的瓦斯含量,而且对解吸和扩散也有重要影响。