类煤岩材料瓦斯吸附特性影响因素试验

为研究固-气耦合物理相似模拟试验中模拟煤层材料的瓦斯吸附问题,根据孔隙特征及吸附特征,选择活性氧化铝、硅胶、3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛作为吸附材料以及艾维尔沟1890矿煤样为对比材料,采用WY-98A瓦斯吸附常数测定仪对以上材料开展不同温度、粒径、含水率下瓦斯吸附规律试验.结果表明,3种分子筛在各因素影响下的吸附规律不完全符合Langmuir吸附模型,不能作为吸附材料;活性氧化铝和硅胶与艾维尔沟1890矿煤样的瓦斯吸附量比值随压力增大逐渐减小并稳定在0.8至2.7之间且比值趋于常数,因此吸附规律与艾维尔沟1890矿煤样较为相似;多因素影响下煤样与硅胶和活性氧化铝的吸附常数a值的变化趋势相同,但硅胶的变化规律更接近煤样且压力在6 MPa以下瓦斯吸附量大、可调节范围广,所以优先考虑硅胶作为吸附材料.试验材料对温度、粒径、含水率的敏感性各不相同.

煤岩瓦斯固气耦合相似材料瓦斯吸附特性研究

为研究“固-气”耦合物理相似模拟试验中模拟煤层材料的瓦斯吸附问题,根据孔隙特征及吸附特征选择活性氧化铝、硅胶、硅藻土、高岭土、3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛作为吸附材料以及屯堡矿煤样为对比材料,采用WY-98A瓦斯吸附常数测定仪对以上材料开展瓦斯吸附量及吸附常数a,b值试验。试验结果表明,高岭土、硅藻土呈现先平缓后陡峭的等温线,不符合Langmuir单分子层吸附模型,不能作为吸附材料;活性氧化铝和硅胶与屯堡矿煤样的吸附量增量变化趋势相似并且屯堡矿煤样与其吸附量比值在0.6~2之间且比值变化趋于常数,因此吸附过程变化规律与屯堡矿煤样较为相似;且吸附常数a值较大,有作为吸附材料的可能性;3种分子筛吸附量增量变化趋势呈“W型”,分别在0.9,0.6,0.4 mL/g左右波动;屯堡矿煤样与其吸附量比值变化较大且不稳定,吸附过程变化规律与屯堡矿煤样相似度较低;吸附常数a值较小,不适合作为吸附材料;各种试验材料吸附常数b值均存在较大差异且都小于屯堡矿煤样。研究结果为“固-气”耦合物理相似模拟试验中具有瓦斯吸附性材料的选择及开展“固-气”耦合物理相似模拟试验提供了一定的实验基础。