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颗粒煤甲烷吸附过程扩散特征

煤田地质与勘探 2018年第4期46卷 44-49页

作者：林晨贾天让周市伟张玉贵河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454000 河南理工大学瓦斯地质研究所河南焦作454000

为了研究甲烷在颗粒煤中扩散、吸附至平衡过程的扩散特性,基于颗粒煤吸附甲烷幂函数扩散模型,利用磁悬浮天平高压等温吸附仪,测定不同压力下颗粒煤甲烷吸附过程中扩散量随时间变化值,研究颗粒煤甲烷吸附达到平衡前的扩散特征。实验结果... 详细信息

为了研究甲烷在颗粒煤中扩散、吸附至平衡过程的扩散特性,基于颗粒煤吸附甲烷幂函数扩散模型,利用磁悬浮天平高压等温吸附仪,测定不同压力下颗粒煤甲烷吸附过程中扩散量随时间变化值,研究颗粒煤甲烷吸附达到平衡前的扩散特征。实验结果表明:平衡压力对颗粒煤甲烷吸附和扩散特性影响显著;吸附量和平均扩散系数随着压力增大而增大;颗粒煤甲烷吸附过程扩散系数随时间呈幂函数衰减,前500 s衰减幅度较大,平均扩散系数与时间呈负相关关系。研究认为颗粒煤吸附甲烷幂函数扩散模型对于描述颗粒煤甲烷吸附扩散过程具有较高准确性,有助于分析煤层气排采过程煤层气吸附量的动态变化,提高煤层气采收率。

关键词：颗粒煤甲烷压力扩散特征

颗粒煤的多扩散系数瓦斯解吸模型及扩散参数反演研究

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中国安全生产科学技术 2016年第7期12卷 10-15页

作者：王登科王洪磊魏建平河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454000 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454000

为研究颗粒煤瓦斯解吸规律,基于Fick定律建立了颗粒煤的多扩散系数瓦斯解吸模型,完成了颗粒煤瓦斯解吸模型的数值试验。引入了非负约束最小二乘法反演算法(NNLS),通过试验数据反演得出颗粒煤的扩散参数的B谱,从而确定出颗粒煤瓦斯扩散系... 详细信息

为研究颗粒煤瓦斯解吸规律,基于Fick定律建立了颗粒煤的多扩散系数瓦斯解吸模型,完成了颗粒煤瓦斯解吸模型的数值试验。引入了非负约束最小二乘法反演算法(NNLS),通过试验数据反演得出颗粒煤的扩散参数的B谱,从而确定出颗粒煤瓦斯扩散系数D的准确范围。研究结果表明:颗粒煤瓦斯解吸符合Fick扩散定律,颗粒煤的多扩散系数瓦斯解吸模型能很好地解决单一扩散系数模型的扩散系数随时间衰减的问题,准确反映了颗粒煤瓦斯解吸规律,单一扩散系数瓦斯解吸模型只是多扩散系数瓦斯解吸模型的一个特例;NNLS是一种有效的反演算法,利用NNLS方法可以准确反演出颗粒煤瓦斯解吸过程中的扩散参数的B谱,通过B谱可方便计算出颗粒煤的瓦斯扩散系数。

关键词：颗粒煤瓦斯解吸多扩散系数瓦斯解吸模型非负约束最小二乘法扩散系数反演

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颗粒煤和原煤瓦斯解吸特性差异实验研究

煤炭技术 2016年第11期35卷 168-170页

作者：田宣温志辉于世洋河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454003 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454003

利用自主研发的高压变温吸附解吸实验装置,进行了颗粒煤和原煤在不同吸附平衡压力下的瓦斯解吸实验,并对原煤和颗粒煤解吸特性差异进行对比分析。结果表明:在解吸的前60 min内,颗粒煤的瓦斯解吸量要比原煤的瓦斯解吸量大得多;颗粒煤瓦... 详细信息

利用自主研发的高压变温吸附解吸实验装置,进行了颗粒煤和原煤在不同吸附平衡压力下的瓦斯解吸实验,并对原煤和颗粒煤解吸特性差异进行对比分析。结果表明:在解吸的前60 min内,颗粒煤的瓦斯解吸量要比原煤的瓦斯解吸量大得多;颗粒煤瓦斯解吸速度始终大于同时段内原煤瓦斯解吸速度,但颗粒煤的瓦斯解吸速度衰减得更快,尤其是在解吸初期表现得更加明显。

关键词：颗粒煤原煤解吸路径

微波作用对颗粒煤瓦斯解吸规律影响的实验研究

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微波学报 2015年第6期31卷 91-96页

作者：温志辉代少华任喜超李满贵河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培训基地(河南理工大学) 焦作454000 河南理工大学安全科学与工程学院焦作454000 煤炭安全生产河南省协同创新中心焦作454000

为了研究微波对颗粒煤解吸规律的影响,利用1500W的微波对粒径为1~3mm的烟煤进行了不同时间的改性,通过实验室搭建的吸附解吸测试系统进行了各实验煤样在不同吸附平衡压力下的瓦斯解吸实验,并对各实验煤样的瞬间解吸量、累积解吸量,以及... 详细信息

为了研究微波对颗粒煤解吸规律的影响,利用1500W的微波对粒径为1~3mm的烟煤进行了不同时间的改性,通过实验室搭建的吸附解吸测试系统进行了各实验煤样在不同吸附平衡压力下的瓦斯解吸实验,并对各实验煤样的瞬间解吸量、累积解吸量,以及各煤样的比表面积和孔隙分布进行了对比分析。结果表明:随着微波作用时间的增加,煤样自身得到加热的同时改变了煤样的孔隙结构;主要表现在相同吸附平衡压力下,各实验煤样微波作用3min和5min时的瞬间解吸量和累计解吸量均产生"拐点",呈现了先增加后减小,再增加的变化趋势和规律,且对瓦斯吸附起决定性作用的微孔的比表面积和孔隙体积的分布规律亦出现上述变化趋势;最后初步探讨分析了微波对颗粒煤解吸特性影响的作用机理。

关键词：颗粒煤微波作用瓦斯解吸作用机理

微波辐照作用对颗粒煤瓦斯解吸特性影响实验研究

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中国安全生产科学技术 2017年第10期13卷 25-29页

作者：于红崔学锋张瑞林河南工程学院安全工程学院河南郑州451191 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003

为了研究微波场连续-间断辐照作用对颗粒煤瓦斯解吸特性的影响,通过自制的实验装置,分析研究了微波连续-间断作用10,20,40 s及无微波作用下的构造煤颗粒瓦斯解吸量及解吸速率变化规律,并采用水浴加热装置模拟微波产生的热效应,研究了微... 详细信息

为了研究微波场连续-间断辐照作用对颗粒煤瓦斯解吸特性的影响,通过自制的实验装置,分析研究了微波连续-间断作用10,20,40 s及无微波作用下的构造煤颗粒瓦斯解吸量及解吸速率变化规律,并采用水浴加热装置模拟微波产生的热效应,研究了微波热效应在促进煤粒瓦斯解吸中的影响。实验结果表明:在微波连续作用时间内,瓦斯解吸量和解吸速率均迅速增大,然而随着时间的延长衰减较快,最终瓦斯解吸量趋向于一定值,微波连续-间断辐照作用下的瓦斯解吸量是无微波加载作用下的1.83~3.93倍;微波产生的热效应对瓦斯解吸影响较为显著,权重达82%以上,然而其非热效应的影响也不可忽视。实验方法与结果可望为促进构造瓦斯解吸、降低煤层突出危险性提供参考。

关键词：微波辐照颗粒煤解吸量解吸速率热效应非热效应

变温条件下颗粒煤吸附甲烷微生物降解能力实验

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矿业安全与环保 2019年第1期46卷 10-13页

作者：张小菊彭展进黄慧艳武昌首义学院城市建设学院湖北武汉430060

从煤矿回风巷土壤中分离出1株TypeⅠ型Methylomarinum属甲烷氧化菌,利用微生物降解颗粒煤吸附甲烷实验装置,研究了该菌在高瓦斯压力、低氧含量静态环境中甲烷降解率随降解时间增加的变化规律,以及环境温度变化对其甲烷降解效能的影响。... 详细信息

从煤矿回风巷土壤中分离出1株TypeⅠ型Methylomarinum属甲烷氧化菌,利用微生物降解颗粒煤吸附甲烷实验装置,研究了该菌在高瓦斯压力、低氧含量静态环境中甲烷降解率随降解时间增加的变化规律,以及环境温度变化对其甲烷降解效能的影响。实验结果表明:甲烷降解率随着降解时间的增加而增大,表现为前期快速增大而后缓慢增大,最终趋于一定值,并满足关系式y=ax2+bx+c;不同氧气浓度环境下由于甲烷氧化菌代谢机制的不同,甲烷降解率呈现较大差异;在温度15～40℃内,甲烷降解体积随着温度的升高先增大而后迅速减小,符合关系式y=ax3+bx2+cx+d。

关键词：甲烷氧化菌颗粒煤甲烷生物降解低氧环境温度

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微波辐照作用对颗粒煤吸附甲烷解吸特性影响

煤矿安全 2018年第2期49卷 39-42页

作者：刘健张晓明重庆工商职业学院城市建设工程学院重庆401520 中国矿业大学工程创新训练中心江苏徐州221116

为了研究连续一间断微波辐照作用对颗粒煤吸附甲烷解吸特性的影响，分析了微波热效应及非热效应的基本理论，并自制了连续一间断微波加裁作用下煤吸附甲烷解吸实验装置。实验结果表明：微波连续一间断辐照作用下瓦斯解吸量是无微波作用... 详细信息

为了研究连续一间断微波辐照作用对颗粒煤吸附甲烷解吸特性的影响，分析了微波热效应及非热效应的基本理论，并自制了连续一间断微波加裁作用下煤吸附甲烷解吸实验装置。实验结果表明：微波连续一间断辐照作用下瓦斯解吸量是无微波作用下的1．83-3．93倍；在微波连续一间断加载条件下瓦斯累计解吸量波动较为剧烈，而水浴热模拟升温条件下瓦斯解吸量变化较为平缓，但瓦斯解吸量总体上呈现出初期阶段快速增加而后缓慢增长的变化规律。120min解吸时间内，微波产生的热效应对瓦斯解吸影响较为显著，权重达83％以上，然而非热效应的影响也不可忽视。

关键词：微波辐照热效应非热效应颗粒煤瓦斯解吸量

用颗粒煤渗透率确定煤层透气性系数的方法研究

维普期刊数据库评论

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煤矿安全 1998年第6期29卷 3-5页

作者：王兆丰煤炭科学研究总院抚顺分院

本文以实验为基础，研究提出了一种用颗粒煤渗透率确定煤层透气性系数的新方法。经现场对比试验，该方法具有测值可靠、测定简便、周期短的优点。

关键词：颗粒煤渗透率煤层透气性系数确定法

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超临界状态下颗粒煤对甲烷的吸附特性研究

超临界状态下颗粒煤对甲烷的吸附特性研究

作者：刘浩河南理工大学

学位级别：硕士

甲烷主要以吸附态赋存于煤层之中,如何准确描述甲烷在煤中的吸附能力是煤层气储量估算与开发利用需要解决的关键问题之一。随着煤炭开采深度的增加,部分煤层中的甲烷已达到超临界状态,煤吸附甲烷的等温线会出现先上升后下降的超临界吸... 详细信息

甲烷主要以吸附态赋存于煤层之中,如何准确描述甲烷在煤中的吸附能力是煤层气储量估算与开发利用需要解决的关键问题之一。随着煤炭开采深度的增加,部分煤层中的甲烷已达到超临界状态,煤吸附甲烷的等温线会出现先上升后下降的超临界吸附现象。仪器测得的是过剩吸附量,若直接运用将会导致甲烷的吸附量偏小,实验测得的数据需要经过校正才能使用,而目前国内外的校正方法尚未达成统一。针对此问题,本文选用安阳-鹤壁煤田鹤壁六矿与龙山矿制成的颗粒煤样,利用磁悬浮天平精确测量温度为308K、313K和318K,压力为1～24MPa共12个压力点的等温吸附曲线,通过运用相关吸附模型进行吸附相密度和绝对吸附量的计算,探讨了超临界态甲烷吸附相密度和绝对吸附量的影响因素,并运用吸附热理论进行等温吸附线的预测,取得如下成果:(1)超临界态甲烷吸附相密度随着压力的增加而变大并逐渐趋于稳定,且大小受温度、压力和煤变质程度的影响,温度越低、压力越高、煤变质程度越高,超临界态甲烷的吸附相密度越大;(2)利用截距法、Langmuir三元模型法、L-F四元模型法和液相密度法计算的吸附相密度,代入Gibbs过剩吸附模型,将过剩吸附量校正为绝对吸附量,通过模型的拟合度,校正结果的合理性以及随吸附热的变化规律作为判断依据,对比发现采用Langmuir三元模型法描述临界态甲烷在煤中的吸附最为恰当;(3)绝对吸附量的校正结果表明,超临界条件下颗粒煤样的甲烷吸附特征仍然可以用Langmuir吸附模型表征,测量范围内低温度越低、压力越高、煤的变质程度越高,煤对甲烷的吸附能力越强,相同温度和同变质程度下,随着压力的增加,甲烷吸附量趋于饱和;(4)通过煤表面自由能的计算,揭示了变质程度更高的煤甲烷吸附量更多的原因;并利用等量吸附热理论进行不同温度下吸附量的预测,误差在5%以内,该方法具有较大的实际运用价值。图19幅,表15个,参考文献63篇。

关键词：颗粒煤超临界甲烷吸附相密度过剩吸附量绝对吸附量吸附热