注CO_2置換/驅替煤中甲烷定量化研究

【摘要】：煤層注CO_2促排瓦斯主要包含氣體置換和流動驅替兩種作用機理,但在注氣過程中哪種機理占主導地位,能否將這兩種機理剝離開還需要進一步研究。為了研究注CO_2促排煤中甲烷的機理及其主導地位,進行了低應力載荷條件下分層預壓成型煤樣注CO_2置換/驅替煤層甲烷的實驗。實驗結果表明:在置換和驅替最初246 min內,出氣口沒有檢測到CO_2氣體,注入的CO_2氣體全部駐留在煤體中,沒有隨氣流排出,宏觀表現為僅有置換作用而沒有驅替作用。在之后的1 180 min內,注入的CO_2氣體一部分繼續(xù)駐留在煤體中,另一部分隨氣體流出,宏觀表現為既有置換作用又有驅替作用,置換作用減弱,驅替作用增加的過程。在注氣實驗后期,隨著注氣時間的增加,煤體中CO_2逐漸吸附平衡,驅替作用開始逐漸占據主導地位。截止到實驗結束時,整個階段過程中,置換作用累計貢獻率為53.32%,驅替作用累計貢獻率為46.68%,置換作用累計貢獻率大于驅替作用累計貢獻率,隨著注氣不斷進行驅替作用累計貢獻率會逐漸上升,會出現超過置換作用累計貢獻率的現象。 【作者單位】： 河南理工大學安全科學與工程學院;河南省瓦斯地質與瓦斯治理重點實驗室—省部共建國家重點實驗室培育基地;
【關鍵詞】： 煤層注氣 置換效應 驅替效應 定量 機理
【基金】：國家自然科學基金項目(51174081) 河南理工大學博士基金項目(B2012-089)
【分類號】：TD712
【正文快照】： 數字出版日期:2016-04-270引言瓦斯作為煤礦安全生產的“第一殺手”[1],其防治技術和管理技術不到位是導致我國煤礦事故發(fā)生的主要原因。由于我國大部分煤礦透氣性系數差,屬于較難抽采的煤層[2],如何有效提高瓦斯的抽采效率,降低和減少瓦斯突出危險程度變得尤為重要。受石油系

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