功率超声影响的煤中甲烷气促解规律实验研究

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• 责任者：肖晓春^c辽宁工程技术大学^d1979^e博士^f副教授 ; 徐军 ; 潘一山 ; 吕祥锋^c中国科学院力学研究所 ; 杨新乐 ; 朱洪伟
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 出版年：2013
• 卷期：32^b1总264
• 关键词：煤层气20^a工程地质条件 ; 甲烷
• 页码：65～71
• 索书号：P478.066/357
• 图表：^c表4参15插图
• 分类号：0831
• 文摘期号：2013/09/a

摘要

功率超声激励促解煤层甲烷气是一种不受储层地质条件和气源特性限制，具有普遍应用价值的增采技术。通过CT观测实验，对超声波作用下煤样不同尺度裂隙发展规律进行深入分析，从微观上揭示功率超声促解机制。在对比促解实验测定结果的基础上，研究功率超声作用煤样解吸量变化规律。研究结果表明：CT观测实验很好地证明了超声的机械震碎作用；在功率超声激励作用下，煤样裂隙条数显著增多，贯通裂隙增多且单条裂纹最大宽度显著增大；超声波作用后煤中甲烷气的解吸量有显著提高，建立超声声强参数影响的煤中甲烷气解吸量随解吸时间变化的修正公式。由修正公式拟合结果可知：煤中甲烷气饱和吸附后的解吸量α和α₁均随孔隙压力的增加而增大，相同孔隙压力下的甲烷气饱和吸附解吸量α₁大于无超声作用时的解吸量α，其原因在于在功率超声的声场强度影响下，煤质点的动能和位能增加，煤表面甚至基质内部吸附的甲烷更容易脱附变成游离态，从而达到煤层甲烷气促解作用。