煤层中一氧化碳的渗透规律研究

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火灾事故不仅危害职工安全也浪费大量优质煤炭资源,给国家带来了难以估计的损失,研究如何准确的预测预报煤矿火灾也成为矿井安全的重点。煤层中产生的CO来自于煤层中自然发火或其它火灾,还有一部分来源于煤层伴生,现阶段对于煤层赋存CO的研究刚刚开始。CO的出现与运移和煤储层渗透性有直接或间接的关系。煤层渗透性受到煤的变质程度、煤岩孔隙结构、外界围压、温度变化和气体压力等方面影响。实验研究发现:随煤变质程度的增加固定碳和灰分而升高,挥发分含量随煤变质程度的升高而降低。分形维数D1随着煤级的升高而出现递减的趋势,可以验证煤中大、中孔隙因煤级的升高而减小。当外界温度和气体压力保持恒定时,随着围压的增加CO气体通过煤层的渗透率逐减变小;并存在一个临界点,过了这一点又有增加的趋势。主要是由于随围压变大而有效应力随之变大,使得煤样内孔隙裂隙先被压缩变小之后趋于稳定,最后渗透率趋于稳定。当外界压力和气体压力保持恒定时,环境温度的升高导致煤层渗透率的相对减小。因为外界有压力的作用,使得高温产生的膨胀作用不能向外延伸,转而向内作用,挤压孔隙,致使流体通道变窄,流速降低,渗透率变小。当外界压力和温度都保持恒定时,在气体压力P小于1.5MPa时,随着孔隙气体压力的增加煤层渗透率越来越小;当煤体通过有动力源的气体时,在高气压下渗透率又随着气压的升高而升高。
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