首页 期刊 采矿与安全工程学报 高温三轴应力下煤中甲烷生成特征及在注热开采瓦斯中应用 【正文】

高温三轴应力下煤中甲烷生成特征及在注热开采瓦斯中应用

作者:冯子军; 万志军 太原理工大学矿业工程学院; 山西太原030024; 中国矿业大学矿业工程学院; 江苏徐州221116
低渗透煤层   注热开采瓦斯   热解   无烟煤   气煤  

摘要:煤层注热可以提高瓦斯解吸率和煤层渗透率,是低渗透煤层瓦斯开采的有效方法。为确定该方法实施中合理的注热温度,利用600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机,模拟研究了处于500m原岩应力状态下,大尺寸无烟煤、气煤(Ф200mm×L400mm)在20~600℃的热解产气及甲烷生成特征。无烟煤和气煤热解产气量均呈现明显的阶段性。无烟煤在200℃之前无气体析出,400~450℃和550~600℃为产气量峰值段,其余温度产气量较少;气煤在130℃开始有气体析出,250~300,450~500,550~600℃这3个温度段内热解产气量较大,是产气的峰值温度段。2种煤样在温度低于300~350℃热解产气速率较低,高于该温度后,产气速率迅速增大。煤阶是影响二者产气特征差异性的主要原因。低于200~250℃时,热解气体中的甲烷主要来源于原始煤体中吸附态甲烷,350℃后析出的甲烷主要来源于煤体本身的解聚和分解。结合试验煤种渗透率和热变形随温度变化特征,确定低渗透煤层注热开采瓦斯合理的注热温度为250~300℃。

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