251 / 2018-05-14 11:22:08

高温高压密封体系中煤的突出特性变化特征研究

突出,高温高压,突出机理

矿井瓦斯与煤与瓦斯突出 > 煤与瓦斯突出

采用不同于前人的模拟试验方法，通过加载系统对密闭实验装置内的褐煤等非突出低阶煤施加载荷压力，模拟地应力和构造应力的作用；通过温控加热系统的程序升温和恒温加热，模拟深部地热和区域岩浆热的作用；通过提高温度加热的方式，补偿煤突出潜能形成的漫长地质历史时期作用。突出模拟装置内的低阶煤在不同设定试验条件的力-热作用下，发生煤化作用，变质程度不断加深，生成瓦斯气体，在外加载荷压力和孔隙气体压力的作用下，试验煤样的煤体结构破坏程度逐渐增强，吸附表面积不断加大，煤样内部吸附大量的瓦斯气体，形成具有突出潜能的瓦斯突出煤体。
不同温度、压力和时间条件下，测定了高温高压实验前后煤的瓦斯放散初速度、坚固性系数、破坏类型和瓦斯吸附常数等突出参数，确定温度、应力和时间对煤的突出特性影响特征，探讨地质构造、埋藏深度和采动应力等因素对煤的突出特征影响规律。利用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、电子核磁共振（NMR）和液氮吸附等测试和实验方法对不同变质程度的煤样高温高压试验前后的光学特征和超微结构特征进行了对比分析研究，确定了构造煤超微结构在不同温压因素影响下的超微尺度上特征与规律，揭示构造煤变形的微观机理。
研究可以深化突出机理的认识，对于煤与瓦斯突出的预测和防治、煤层气的勘探开发和深部煤炭资源的安全开采等具有重要的理论意义和实用价值。