大功率声波作用下煤层气吸附特性及其模型

利用声波的机械振动效应、热效应和空化效应,自行设计了大功率声波作用下甲烷吸附/解吸实验装置,实验研究了不同声强、不同频率的声波作用下不同煤样对甲烷的吸附特性。实验结果表明,不加声波与加声波条件下煤吸附甲烷的规律相同,而声波作用下煤对甲烷吸附的能力降低,且煤吸附甲烷量随声强的增大而降低;应用Langmuir方程、D-R方程、Freundlich方程、BET方程对实验数据进行拟合,得出:Langmuir模型和D-R模型能较好地反映煤吸附甲烷规律,且吸附模型参数a,K',Qm,Qn减小,且与声强J呈线性递减关系。在现有吸附模型的基础上,引入声强J参数,通过修正,建立了声波作用下煤对甲烷的吸附模型,并确定了模型参数的数值分析求解方法。

声场作用下煤中甲烷解吸扩散的特性

为了深入研究超声波的机械振动效应、热效应、空化效应提高煤层气抽采率的机理,研制了可控声场作用下甲烷吸附、解吸试验系统。实验研究了不同频率的超声波、不同声强的声波作用下煤中甲烷的解吸特性,得出:不加声场与声场作用下煤中甲烷的解吸动力学特性一致,甲烷解吸全过程中,初始解吸速度较快,随时间的增加,解吸速度越来越慢,最终趋于0;声场作用下甲烷的解吸量增加了20%~90%,且解吸量随声强的增大而增大;煤中甲烷的扩散规律可用单一扩散模型描述,声场作用下传质毕欧准数减小,扩散系数增大,表明声场作用使煤体内部扩散阻力减小,传质速度加快,扩散能力增强,有利于煤中甲烷的解吸、扩散。

声场作用下煤储层渗透性试验研究

利用自主研发的声场作用下煤层气渗流实验系统,实验研究了声场对煤储层渗流特性的影响。实验得出:不加声场下,煤体的渗透率随有效应力比、有效体应力的增加呈先减小后增大的趋势,渗透率初始快速降低,然后趋于平缓,最后增大;有效应力比恒定时,煤体的渗透率随有效体应力的增大而减小,最后趋于平缓;声场作用下煤体的渗透率大于无声场下,渗透率随声场作用时间的增加呈先增大后趋于稳定的趋势,且渗透率随声强的增加而增大,声场作用前后渗透率之比与声强呈线性关系;相同条件下,声场能促进煤层气扩散、运移,离震源越近,声场提高煤层渗透率效果越明显,因声波在煤层中传播发生衰减,声能降低,煤层气流量增量与距震源距离呈负指数关系。

煤体破碎能的实验研究

利用煤坚固性系数测定仪,通过对2个煤样破碎能进行实验研究,结果表明新表面说、相似说、裂纹说都能解释煤体破碎的机理,其中裂纹说能更好地描述煤体破碎能与块度之间的关系,其破碎比功W与1/槡dm之间呈线性关系。破碎后的煤体具有分形特征,有明显的自相似性,其分维数与破碎能之间呈线性关系。分维数能较好地反映煤的粒度分布规律,根据粒度的大小能估算分维数和煤与瓦斯突出的能量,煤的粒径与分维数之间呈双曲线关系。

柔性护巷技术在大倾角中厚煤层中的应用研究

由于大倾角中厚煤层具有特殊的围岩结构和垮落规律,故使用传统的支护方式难以达到支护需要,在布置沿空留巷时必定造成困难。“柔性护巷”技术的关键点在于巷道上帮的矸石会不断垮落在定制的钢筋网上,继而堆积形成一个“包护带”,“包护带”具有一定的承载作用,为巷道顶板提供支撑力。通过在现场布点监控,分析并总结得到了沿空留巷围岩的矿压显现规律、钢筋网变形规律和顶板移动规律;试验结果表明,传统支护方式配合实施“柔性护巷”技术可以有效地解决大倾角中厚煤层中沿空留巷的技术难题。

七曜山国家地质公园建设助推脱贫攻坚效益探讨

近年来,地质公园建设对贫困地区的扶贫效益日益凸显。本文分析了七曜山国家地质公园与脱贫攻坚的耦合性,对公园脱贫扶贫潜力和脱贫攻坚效益进行了预测探讨,提出了公园建设的一些建设性措施。

隧道内瓦斯气体安全监测技术及其应用

本文以南道高速马嘴隧道为工程研究背景,根据隧道施工中遇到的瓦斯问题,详细介绍了超前探孔法中钻探程序、超前钻孔及炮眼的布置,车载瓦斯监测系统与自动监测系统的构成、工作原理及布置方法,该套综合监测技术可有效降低该隧道瓦斯浓度。为保证页岩气隧道的安全施工,提出了相应的应对措施,以期对类似瓦斯隧道的施工提供一定的借鉴意义。

国家水土保持项目助推后扶贫时代下反贫困工作

近年来,“水土流失”已经严重制约贫困地区产业发展,加快水土流失治理,刻不容缓。文章通过对水土保持项目生态服务功能分析,探讨国家水土保持项目对后扶贫时代下反贫困工作效益,对水土保持项目提出建设性建议。